ПОГОДА
Області високого і низького тиску
Сторінка 3 з 4
Область низького тиску (барометричний мінімум, циклон) характеризується тим, що в деякій точці земної поверхні атмосферний тиск виявляється в даний момент найменшим; звідси, як від центру, атмосферний тиск на всі боки підвищується. Приклад досить характерно вираженою області низького тиску дано на карті (див. Карту I табл. I). На карті зображено розподіл погоди 14/2 листопада 1897 р колишнє причиною повені в СПб .; розподіл метеорологічних елементів в цій області схематично зображено на кресленні 1.
Креслення 1.
З карти видно, що в подібній області ізобари зімкнутими овалами огинають центр низького тиску. Усередині області (за її кордон приймається звичайно ізобара, відповідна барометричному тиску в 760 мм) небо - взагалі хмарне: в правій, східній частині воно покрито щільними хмарами, що мають форму розтягнутих над величезним небом; в міру віддалення від центру - області маси хмар стають все менше і менше, небо все більш і більш прояснюється і на околиці залишається абсолютно чистим; дощ і взагалі опади тут носять вже дещо інший характер: з облогових вони переходять в спорадичні, то з'являються, то зникають.
Відповідно станом неба в області низького тиску розподілені і температури: в правій, сх. її частини при покритому щільними, густими хмарами небі температура швидко підвищується в зимовий час (як на нашій карті) з наближенням до центру області влітку вона поступово падає. У лівій стороні від центру мінімуму спостерігається зворотне: з поступовим проясненням неба температура в міру віддалення від центру починає падати зимою, зростати влітку. Найбільш чудовим в області низького тиску є розподіл вітрів; на карті воно добре видно. Вітри в області цієї виявляються взагалі спрямованими до її центру; повітря, ними принесений, наближається до нього по спіралях і перетинає ізобари під деякими певними кутами. Словом - система розподілу вітрів (схематично - см. Креслення 2) являє собою дійсно вихровий рух, спрямований назад руху годинникової стрілки.
Креслення 2.
Вітри всередині області взагалі досягають значної сили і тим сильніше, чим ближче один до одного проходять ізобари, чим більше градієнт (див.) В даному пункті. Такі в найголовніших рисах особливості погоди в областях низького тиску. Необхідно, втім, мати на увазі, що нерідко місцеві причини або вплив сусідніх областей низького або високого тиску можуть до певної міри видозмінити ці особливості.
Перераховані характерні риси погоди в області низького тиску є наслідком того кругообігу повітря, який встановлюється під впливом такого розподілу атмосферного тиску. Якщо під дією яких би то ні було причин у деякому пункті земної поверхні атмосферний тиск знизиться порівняно з оточуючими точками, то виникає завжди стік повітря від місць з більш високим до місць з нижчим тиском. Якби не існувало обертання землі близько осі - рух повітряних мас в такому виникла потоці відбувалося б за прямими лініями, що з'єднує місця вищого тиску з місцями нижчого, т. Е. Було б перпендікулянрно до напрямів изобар; але під дією сили обертання Землі близько осі утворився потік повинен відхилитися від прямого напряму завжди вправо (в північній півкулі); з іншого боку, існує при русі повітряних мас їх тертя об земну поверхню, до певної міри обмежує відхиляє дію обертання землі.
Завдяки взаємодії всіх цих умов вітер близько барометрического мінімуму поблизу земної поверхні дме завжди під деяким певним кутом до ізобарі, чому шлях повітряних мас і приймає форму спіралей, закручуються, у міру наближення до центру мінімуму, назад годинниковою стрілкою. Принесені притікають з усіх боків вітрами маси повітря в центральній частині барометрического мінімуму повинні підніматися вгору і верхніми течіями виноситися геть із області, що дійсно і підтверджується спостереженнями. Виникненням подібного кругообігу повітряних мас в області барометрического мінімуму визначаються всі типові особливості спостерігається тут погоди.
Під впливом цього круговороту до південної і сх. частини мінімуму притікають теплі і багаті водяними парами маси повітря, принесеного південними, південно-західними і західними вітрами. Піднімаючись в центральній частині мінімуму вгору і охолоджуючись при цьому, це повітря швидко досягає насичення і виділяє величезну кількість парів в крапельно-рідкому вигляді, створюючи таким чином в східній і південній частині мінімуму густі, щільні хмари, що тримаються на порівняно невеликих висотах і супроводжувані звичайно дощем або снігом. Виділивши надлишок парів, повітря продовжує підніматися, конденсація парів в рідкі крапельки також триває, але вже повільніше і в менших кількостях завдяки значно зниженою темп. повітря; крапельки швидко замерзають, перетворюючись в дрібні крижані кристали, що збираються в хмари і утворюють розтягнуті на величезні простори пелени белесоватих купчасто-дощових хмар хмар, що відносяться повітряними течіями верхніх шарів атмосфери на великі відстані по східній околиці області мінімуму. Теплий вітер, велика хмарність, заважає втрати тепла випромінюванням, і величезні кількості тепла, що виділяється при конденсації пари в водяні краплі, створюють надзвичайно сприятливі умови для підвищення темп. в цій частині мінімуму. Зовсім інакше стоїть справа в північній і західній його частинах: вітри, тут дмуть, несуть сухе і холодне повітря з С. і В.
Нагріваючись в міру наближення до центру мінімуму, повітря цей стає ще суші і цим сприяє проясненню неба в цих частинах. Разом з проясненням неба починається швидке нагрівання сонячними променями грунту вдень і втрата тепла випромінюванням в нічний час: звідси - умови, що створюють тут зниження температури зимою, коли втрата тепла випромінюванням переважає над денним нагріванням, і підвищення температури влітку.
Області низького тиску мають взагалі здатністю більш-менш швидко змінювати своє місце по земній поверхні: стаціонарні, мінімуми, що зберігають протягом тривалого проміжку часу своє становище, - явище надзвичайно рідкісне. Швидкість переміщення мінімумів може бути дуже різними: спостерігалися мінімуми, що проходять за добу понад 2000 км, але спостерігалися і такі, які за добу переміщалися ледь на 100-200 км. З мінімумів середніх широт досить вивчена швидкість пересування тих, які проходять по сх. частини Сполучених Штатів, північній частині Атлантичного океану і Європі. У Сполучених Штатах середня швидкість становить 1100 км на добу, в середніх широтах Атлантичного океану 700 км, в Європі дещо менш. При вступі на материки мінімум робиться зазвичай все менше і менше глибоким і поступово починає втрачати свої характеристичні особливості вихору. Переміщаючись по земній поверхні, барометричні мінімуми рухаються переважно за деякими певними напрямами - як би за деякими улюбленим ними шляхах. Вивчення синоптичних карт, який складають німецької морської обсерваторією (Deutsche Seewarte) в Гамбурзі, призвело фон-Беббера до побудови карти шляхів, якими рухаються звичайно барометричні мінімуми в Європі. Подібна ж робота зроблена акд. Рикачевим для Європи і, головним чином, Росії на підставі матеріалу, наявного в розпорядженні Головною Фізичної Обсерваторії в СПб. (Рикачевев, "Типи шляхів циклонів в Європі etc.", С-Пб., 1896); отримані Рикачевим результати подібні до тих, до яких прийшов і фон-Беббер. Карта креслення 3 представляє коротке резюме карт і висновків Рикачева; вона показує, що ті мінімуми, які з'являються в Європі, майже всі приносяться до нас з Атлантичного океану і мають поступальний рух переважно від З. до В. або, точніше, С.В.
Креслення 3.
Карта шляхів барометричних мінімумів в Європі.
- Аналіз чисел, наведених Рикачевим, показує, що найбільш часто мінімуми обирають шляхи (на карті типи шляхів позначені римськими цифрами): II (16% всього числа спостережуваних протягом року мінімумів йдуть цим шляхом), III (15%), VIII (11 %) і I (9%); всього рідше мінімумами обираються шляху IX (2%) і VII (3%). До 14% всього спостережуваного за рік числа мінімумів рухаються по надзвичайно складним і заплутаним траєкторіях, які не підходять ні під один з прокреслених на карті шляхів. Шляхи I, III, V і VI обираються переважно мінімумами зимового часу, шляхи IV, VIII і? - в літній час; інші шляхи однаково часто відвідуються мінімумами як влітку, так і зимою. Вельми характерною особливістю при русі мінімумів є той факт, що вони прагнуть рухатися групами, слідуючи один за іншим, при чому звичайно наступні з незначними відхиленнями слідують тим шляхом, по якому пройшов першим з них.
Уявімо собі тепер деякий пункт земної поверхні, в якому знаходиться спостерігач, і подивимося, як буде змінюватися тут погода, якщо до цього пункту буде наближатися мінімум. Перш за все, з наближенням передній, сх. його частини помічається поява на небі характерних перистих хмар (див. Хмари), розташованих довгими смугами, що сходяться в одній загальній точці радіації на горизонті (для Європи ця точка лежить зазвичай на північно-зап. стороні горизонту); хмари ці розповзаються все більше і більше, затягують потроху все небо, до чого спостерігаються нерідко навколо сонця і місяця блискучі кола (гало - halos); потім, поступово ущільнюючи, хмари ці переходять в суцільну білястий пелену типових Alto-Stratus'ов, крізь яку слабо ще просвічують сонце і місяць ( "водянисте сонце"). Разом з появою Alto-Stratus'ов починається падіння барометра, повільне спочатку і поступово посилюється в міру насування мінімуму [Цікаво, що з наближенням барометрического мінімуму тісно пов'язані деякі явища в живих організмах; давно відомий факт, що за деякий час до настання зміни погоди в бік її погіршення деякими організмами починають відчуватися відомі больові явища: ниють старі ревматичні затвердіння, посилюються невралгічні болю, болять старі зарубцевавшиеся рани; за останнім часом роботами Нижегородцева, Кайгородова і ін. констатовано, що як ці явища, так і багато інших з життя організмів тісно пов'язані з рухом барометричних мінімумів (подробиці див. "Метеорологічний вісник", 1894, 443 і 1896, 254).].
З падінням барометра починається звичайно посилення вітру, поступово все більше і більше міцнішає і переходить іноді в справжню бурю. Через деякий час після утворення суцільного покриву Alto-Stratus'ов - на його тлі з'являються брудні плями розірваних і швидко несомих вітром дощових хмар; плями ці потроху частішають і збільшуються, починається дощ, спочатку дрібний, що мрячить - немов крізь сито, потім поступово посилюється і переходить нарешті в справжній проливний дощ. Вітер, посилюючись, набуває поривчастий характер, налітає шквалами, дощ обдає цілими потоками води, це - ознака наближення центральній частині мінімуму. Раптом настає момент, коли вітер стихає, дощ припиняється, небо прояснюється, барометр досягає своєї найменшої висоти; але це триває дуже недовго. Слідом за цим небо знову швидко заволікається хмарами, вітер дужчає і дме поривами; починається знову дощ разом з підвищенням барометра; однак тепер уже і дощ, і вітер, і з проясненнями не мають такого сталості, як при падінні барометра: вітер час від часу змінюється майже повним затишшям, замість дощу часом проглядає ясне небо з яскравим сонцем днем. Ці проміжки затишшя і ясного неба поступово збільшуються, потім небо зовсім прояснюється і встановлюється ясна, тиха, сонячна погода: мінімум пройшов. Разом з проходженням мінімуму змінюється і температура; вона падає влітку, підвищується зимою при насування передній, сх. частини мінімуму, і, навпаки, підвищується влітку, а зимою падає в західній його половині в міру прояснення неба. Напрямок вітру змінюється по-різному в залежності від того, якою частиною торкнеться мінімум місця спостереження. Якщо мінімум проходить своїм центром через цей пункт, то вітер поступово з південно-західного переходить до Ю. у міру наближення мінімуму і потім, після проходження його центру, змінюється в північний і північно-західний. Коли мінімум рухається на північ від місця спостереження, то вітер послідовно переходить через румби: SE, S, SW, W, NW; при проходженні центру мінімуму на південь від місця спостереження зміна вітрів піде в порядку: SE, E, NE, N, NW. Взагалі для визначення по дме вітрі того, де в даний момент знаходиться центр проходить барометрического мінімуму, користуються правилом, вказане вперше Бейс-Балло: ставши в якомусь місці барометрического мінімуму так, щоб дивитися в бік, куди дме вітер, ми завжди будемо мати в північній півкулі центр мінімуму перед собою вліво, в південному - попереду вправо.
Барометричні мінімуми представляють собою вихори, що не відрізняються особливо стійким характером, що володіють великою рухливістю і взагалі схильні до швидких переміщень, різних змін і новоутворень; абсолютно протилежні їм в цих відносинах області високого тиску (барометричні максимуми, антициклони), що відрізняються значно меншою рухливістю і взагалі мають явне прагнення зберігати раз ними досягнутий стан і довго залишатися на одному і тому ж місці. Барометричний максимум характеризується тим, що від деякого центрального пункту, де тиск досягає своєї найбільшої висоти, воно йде, знижуючи на всі боки. Ізобари, як і в мінімум, зімкнутими овалами оточують цей пункт, але овали мають тут набагато менше правильну порівняно з мінімумами форму; в той час, як в мінімумі навколо центру ми знаходимо нерідко 5 і навіть більше абсолютно правильних овалів, в максимумі близько центру зазвичай 1, рідше 2 здебільшого не особливо правильних овалу. Так само, як і в області мінімуму, вітри дмуть навколо максимуму, змушуючи маси повітря рухатися по спіралеподібним шляхах, але напрямок руху - інше: в максимумі повітря відтікає, рухається від центру назовні - до периферії області, обертаючись за годинниковою стрілкою в північній півкулі.
Креслення 4.
Рух це досить повільне; в області барометрического максимуму вітри дуже слабкі. Мала швидкість відтікає від центру максимуму повітряних мас робить їх більш доступними різним місцевим впливам; звідси - менш правильні форми самого вихору порівняно з мінімумом, де вітри сильніше. На місце видаляються від центру встановити системи вітрів мас повітря в центрі максимуму протікають зверху низхідним рухом нові маси холодного повітря з верхніх шарів атмосфери. Так як цей притікає в центрі вихору повітря надходить зверху з дуже малим вмістом водяної пари і, опускаючись вниз, нагрівається, то його вологість повинна при цьому ще більш зменшуватися, а прозорість, в значній мірі обумовлена змістом водяної пари, збільшуватися. Таким чином встановилася циркуляція повітря створює в області барометрического максимуму вельми характерні особливості; ці особливості добре видно як на карті, табл. 2, так і на схематичному кресленні 5, показує типове розподіл метеорологічних елементів в цій області.
Креслення 5.
При повільному Русі повітряних мас в області панують слабкі вітри, а в центральній ее части - почти повне Затишшя. Завдяк малому вмісту парів погода у всій області в основном ясна, только на околицях, там, де область максимуму приходити в Зіткнення з іншімі, сусіднімі областями, спостерігається з'явився окремий перисті або купчастіх хмар. Ясна, безхмарне небо з Яскрава сонцем днем Тягном за собою жарку погоду влітку, Сильні морози зимою. У нічний час Завдяк відсутності Хмарного покривив поверхню грунту и прилягла до неї Нижній шар Повітря настолько сильно охолоджується, что по всій області, а особливо в центральній ее части, де - Затишшя, спостерігаються тумани и рясні роси ночами влітку, тумани и іній зимою. Наведені зараз риси погоди в області барометрического максимуму можуть, як уже було відмічено і вище, сильно змінитися в залежності від місцевих умов. Особливо сильно впливає на погоду в області барометрического максимуму стан поверхневого шару ґрунту.
Так, наприклад, в осінню пору, коли максимум насувається на місцевість після тривалої похмурої і дощової погоди, коли, отже, поверхня ґрунту вся просякнута вологою - і прилеглі до неї шари повітря завдяки випаровуванню насичуються водяними парами; в такому випадку при проясненні неба з пониженням температури водяні пари швидко переходять в крапельно-рідкий стан і утворюються потужні, щільні шари туману, густою пеленою закутують все небо; з цього туману починає накрапати дрібний дощик - і виходить характерний осінній барометричний максимум, на перший погляд нічого спільного з описаними вище погоди не має. Однак тут вся справа - в стані нижнього шару повітря. Піднімаючись під час подібної погоди на повітряних кулях, повітроплавці, пройшовши порівняно тонкий (не більше 150 метр. Товщини) шар туману і піднявшись над ним, спостерігали над собою яскраве сонце на абсолютно безхмарному небі. Не менш характерно вплив снігового покриву на погоду при барометричних максимумах зимою.
Внаслідок величезної втрати тепла випромінюванням з поверхні снігу ця остання, сильно охолоджуючись при ясній погоді, сприяє посиленню морозу, охолоджуючи і прилеглі до неї шари повітря. Особливо сильно охолодження сніговий поверхні там, де місцевість закрита настільки, що вітри абсолютно відсутні, і де тому усунуті всі обставини, що зменшують вплив подібного охолодження; тільки при подібних умовах і можливі такі морози, де температури можуть знижуватися до 60 ° -70 ° нижче 0 °, як, наприклад, в Верхоянську.
Нарешті, в деяких випадках може змінитися і самий характер вітрів в області максимумів, особливо на його околицях. Так, в тому випадку, коли до області барометрического максимуму дуже близько підходить сильний мінімум, ізобари на околицях максимуму в стороні наближається мінімуму можуть сильно зблизитися; градієнт зазвичай тут дуже невеликий, досягає значної величини, вітри посилюються і мало-помалу переходять в бурі, супроводжувані нерідко в зимовий час сильними хуртовинами, сніговими заметами та буранами. Особливо часто така Погода буває в степах півдня Росії, коли в північній або середній смузі максимум, а на Чорному морі мінімум.
Встановити для переміщення максимумів якісь певні типи шляхів подібно до того, як це зроблено для мінімумів, незрівнянно важче - як тому, що максимуми взагалі рухаються набагато менш правильно, ніж мінімуми, так і тому, що вони мають здатність іноді цілими тижнями - у виняткових випадках навіть місяцями - залишатися майже на одному і тому ж місці. Взагалі щодо їх переміщення можна сказати тільки, що максимуми прагнуть рухатися до Ю.В. Залишаючись тривалий час на одному і тому ж місці, барометричний максимум починає звичайно потроху втрачати свої характеристичні риси і мало-помалу зникає, як би поступово розповзаючись і вирівнюючись.
Барометричні мінімуми і максимуми є дві основні форми розподілу атмосферного тиску - два найголовніших типу атмосферних вихорів, що обумовлюють своєю появою і переміщенням неперіодичні зміни Погоди. Розподіляючись відомим чином в даний момент по земній поверхні, вони є звичайно причиною виникнення в проміжних між ними областях різних другорядних форм атмосферного тиску і погоди, різних дрібніших вихорів, що мають більш обмежений вплив на Погоду займаних ними місцевостей і тому носять як би місцевий характер. З таких другорядних вихорів найбільше значення представляють приватні мінімуми.
Приватні мінімуми за формою своєї дуже нагадують справжні, основні барометричні мінімуми, на околицях яких вони зазвичай і зароджуються. Особливо часто ці другорядні вихори виникають на південно-східній околиці барометрического мінімуму, чому і самий квадрант цей завдяки бурям і гроз, які супроводжують звичайно утворився приватний мінімум, носить нерідко назва "небезпечного квадранта". При появі цих вихорів, як це видно на кресленні 6, ізобари на околицях головного мінімуму згинаються особливим, характерним чином, виходить ніби розбухання або петля, всередині якої помічається виникнення свого, особливого центру слабкого тиску і поява вихрового руху, як і в сьогоденні мінімумі .
Креслення 6.
Іноді, зупинившись в цій стадії розвитку, приватний мінімум залишається супутником головного, рухаючись разом з ним загальним поступальним рухом. Іноді ж цей новоутворений вихор поступово збільшується, тиск у центрі зменшується, розміри його зростають, і нарешті він відділяється від головного мінімуму і отримує своє власне поступальний рух, будучи тоді вже самостійним барометричним мінімумом. Як загальний характер погоди в області приватного мінімуму, так і порядок її зміни при проходженні такого в головних рисах є абсолютно схожими з погодою в звичайному мінімумі. Найбільш характерною особливістю приватних мінімумів є те, що більшість з них супроводжується грозами і зливами, т. Е. Короткочасними, але дуже сильними дощами: по А.В. Клоссовскі, грози середніх широт зобов'язані своїм походженням саме таким приватним барометричним мінімумам (деякі подробиці про грозах см. Соотв. Ст.).
• Стор. 1 • - • Стор. 2 • - •Стор. 3 • - • Стор. 4 •
При написанні цього тексту використані матеріали з
Енциклопедичного словника Брокгауза Ф.А. і Ефрона И.А. (1890-1907).
Если Вам сподобався наш проект, Ви можете помочь сделать его ще краще!
Шляхи I, III, V і VI обираються переважно мінімумами зимового часу, шляхи IV, VIII і?
