ЦИКЛОН
(от греч. kyklon - кружащийся,
вращающийся), атмосферное возмущение с пониженным давлением в центре и
вихревым движением воздуха. Различают Ц. внетропические и тропические.
Последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже (см. Циклон
тропический).
Миним. атм. давление в Ц. приходится на
центр Ц. (рис. 1); к периферии оно растёт, т. е. горизонтальные барические
градиенты направлены снаружи Ц. внутрь. В хорошо развитом Ц. давление
в центре на уровне моря может понижаться до 950-960 мбар (1 бар
=
= 10 н/л2), а в отд. случаях до 930-920 мбар (при ср.
давлении на ур. м. ок. 1012 мбар). Замкнутые изобары (тшнии равного
давления) неправильной, но в общем овальной формы ограничивают область
пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от неск. сотен
км
до
2-3 тысяч км. В этой области воздух находится в вихревом движении.
В свободной атмосфере, выше пограничного слоя атмосферы
(ок. 1000
м)
он
движется приблизительно по изобарам, отклоняясь от барич, градиента на
угол, близкий к прямому, вправо в Сев. полушарии и влево в Южном (вследствие
влияния отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при
движении по криволинейным траекториям). В пограничном слое ветер вследствие
силы трения б. или м. значительно (в зависимости от высоты) отклоняется
от изобар в сторону барич, градиента. У земной поверхности ветер образует
с барич, градиентом угол порядка 60°, т. е. к вращат. движению воздуха
присоединяется течение воздуха вовнутрь Ц. (рис. 1). Линии тока принимают
форму спиралей, сходящихся к центру Ц. Скорости ветра в Ц. сильнее, чем
в смежных областях атмосферы; иногда они достигают более 20 м/сек
(шторм)
и даже более 30 м/сек (ураган).
Рис. 1. Схема циклона в Северном полушарии:
линии -приземные изобары, стрелки-направление ветра. Н -центр циклона.
В связи с восходящими составляющими движения
воздуха, особенно вблизи фронтов атмосферных, в Ц. преобладает облачная
погода. Осн. часть атм. осадков во внетропич. широтах выпадает именно в
Ц. Вследствие вихревого движения воздуха в область Ц. втягиваются различные
по темп-ре воздушные массы из. разных широт Земли. С этим связана
температурная асимметрия Ц.: в разных его секторах темп-ры воздуха различны.
Это относится в особенности к подвижным циклонам, возникающим на главных
фронтах тропосферы (арктических, антарктических, полярных). Наблюдаются,
однако, слабые ("размытые") Ц. над тёплыми участками земной поверхности
(пустыни, внутр. моря)- т. н. терм и-ческие депрессии - малоподвижные,
с достаточно равномерным распределением темп-ры.
С высотой изобары Ц. постепенно теряют
замкнутую форму. Это происходит по-разному, в зависимости от стадии развития
Ц. и от распределения темп-ры в нём. В начальной стадии развития подвижной
(фронтальный) Ц. охватывает лишь нижнюю часть тропосферы. В ста--дни наибольшего
развития Ц. может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться
в нижнюю стратосферу. Термич. депрессии всегда ограничиваются нижней тропосферой.
Подвижные Ц. перемещаются в атмосфере в
общем с 3. на В. В каждом отд. случае направление перемещения определяется
направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Противоположные
(с В. на 3.) перемещения редки. Средние скорости перемещения Ц. порядка
30-45 км/ч, но встречаются Ц., к-рые движутся быстрее (до 100 км/ч),
особенно
в начальных стадиях развития; в заключит, стадии Ц. могут подолгу не менять
положения. Перемещение Ц. через к.-л. район вызывает резкие и значит.мест-ные
(локальные) изменения не только атм. давления и ветра, но также темп-ры
и влажности воздуха, облачности, осадков.
Рис. 2. Схема развития циклона: а -распределение
давления и воздушных течений в средней тропосфере (на вые. 4- 6 км)',
6 - распределение давления, ветров и воздушных масс вблизи земной поверхности;
в - вертикальный разрез по линии А-А. 1 - до возникновения циклона (на
вертикальном разрезе, параллельном линии фронта, холодный воздух течёт
под тёплым); 2 - циклон в стадии волны; 3 - молодой циклон; 4 - циклон
в стадии окклюзии; 5 - старый, термически симметричный циклон. Н - низкое
давление; В - высокое давление; ТВ - тёплый воздух; ХВ - холодный воздух.
Подвижные Ц. развиваются обычно на ранее
возникших главных фронтах тропосферы, как волновые возмущения при переносе
воздуха по обе стороны фронта (рис. 2,2). Неустойчивые фронтальные волны
растут и превращаются в циклонич. вихри. Перемещаясь вдоль фронта (обычно
вытянутого по широте), Ц., в свою очередь, деформирует его, создавая меридиональные
составляющие ветра и тем способствуя переносу тёплого воздуха в передней
(восточной) части Ц. к высоким широтам и холодного воздуха в тыловой (западной)
части Ц.-к низким широтам. В южной части Ц в нижних слоях создаётся т.
н. тёплый сектор, ограниченный тёплым и холодным фрснтами (стадия молодого
Ц.- рис. 2, 3). В последующем, при смыкании холодного и тёплого фронтов
(окклюзия Ц.), тёплый воздух оттесняется холодным воздухом от земной поверхности
в высокие слои, тёплый сектор ликвидируется, и в Ц. устанавливается более
равномерное распределение темп-ры (стадия окклюдированного Ц.- рис. 2,
4). Запас энергии, способной превратиться в кинетическую, в Ц. иссякает;
Ц. затухает или объединяется с другим Ц.
На главном фронте обычно развивается серия
(семейство) Ц., состоящая из неск. Ц., перемещающихся один за другим. В
конце развития серии отдельные ещё не затухшие Ц., объединяясь, образуют
обширный, малоподвижный, глубокий и высокий центральный Ц., состоящий из
холодного воздуха во всей своей толще. Постепенно и он затухает. Одновременно
с образованием Ц. возникают между ними промежуточные антициклоны с
высоким давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного Ц. занимает
неск. дней; серия Ц. и центральный Ц. могут существовать одну-две недели.
В каждом полушарии в каждый момент можно обнаружить несколько главных фронтов
и связанных с ними серий Ц.; общее число Ц. за год составляет много сотен
над каждым полушарием.
Есть определ. широты и области, в к-рых
образование главных фронтов и фронтальных возмущений происходит относительно
регулярно (см. Фронты климатологические). В результате существуют
определ. географич. закономерности в повторяемости возникновения и перемещения
Ц. и антициклонов и их серий, т. е. в т. н. циклонической деятельности.
Однако влияния суши и моря, топографии, орографии и др. географич. факторов
на образование и перемещение Ц. и антициклонов и их взаимодействие делают
общую картину циклонич. деятельности очень сложной и быстро меняющейся.
Циклонич. деятельность приводит к междуширотному обмену воздухом, кол-вом
движения, тепла, влаги, что делает её важнейшим фактором в общей циркуляции
атмосферы.
Лит.: П а л ь м е н Э., Ньютон Ч.,
Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973; Петерсен С.,
Анализ и прогноз погоды, пер. с англ., Л., 1961; Хромов С. П., Основы синоптической
метеорологии, Л., 1948; Зверев А. С., Синоптическая метеорология и основы
предвы-числения погоды. Л., 1968; Погосян X. П., Циклоны, Л., 1976. С.
П.
Хромов.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я