Колебания атмосферного давления и самочувствие

Регион, где атмосферное давление на поверхности планеты выше, чем в окружающей среде.

Обратный эффект см. В разделе « Область низкого давления» .

Область высокого давления

,
высокие
или
антициклонная
, представляет собой область , где атмосферное давление на поверхности планеты больше окружающей его среды.

Ветры в областях с высоким давлением текут наружу из областей с более высоким давлением около их центров к областям с более низким давлением дальше от их центров. Гравитация добавляет к силам, вызывающим это общее движение, потому что более высокое давление сжимает столб воздуха около центра области до большей плотности — и, следовательно, большего веса по сравнению с более низким давлением, более низкой плотностью и меньшим весом воздуха вне центра. .

Однако из-за того, что планета вращается, воздушный поток от центра к периферии не прямой, а закрученный из-за эффекта Кориолиса . Это кажущаяся, но вымышленная сила, которая возникает, когда наблюдатель находится во вращающейся системе отсчета, из-за сохранения углового момента воздуха при его движении к оси вращения Земли или от нее. Если смотреть сверху, этот поворот в направлении ветра противоположен вращению планеты.

Области с самым сильным высоким давлением связаны с холодными воздушными массами, которые отталкиваются от полярных регионов зимой, когда меньше солнца для обогрева соседних регионов. Эти максимумы меняют характер и ослабевают по мере продвижения над относительно более теплыми водоемами.

Несколько слабее, но чаще встречаются области с высоким давлением, вызванные оседанием атмосферы, то есть области, где большие массы более холодного и сухого воздуха спускаются с высоты от 8 до 15 км после того, как более низкие температуры выпали в осадок водяной пар.

Многие особенности максимумов можно понять в контексте средне- или мезомасштабной и относительно устойчивой динамики атмосферной циркуляции планеты . Например, массивные атмосферные просадки происходить как часть нисходящих ветвей клеток Феррель и клетки Hadley . Клетки Хэдли помогают формировать субтропический хребет , управлять тропическими волнами и тропическими циклонами через океан и наиболее сильны летом. Субтропический хребет также помогает формировать большинство пустынь мира .

На картах погоды на английском языке центры высокого давления обозначаются буквой H. На картах погоды на других языках могут использоваться другие буквы или символы.

Циркуляция ветра в северном и южном полушариях [ править ]

Направление ветрового потока вокруг области атмосферного высокого давления и области низкого давления , как видно сверху, зависит от полушария. Системы высокого давления вращаются по часовой стрелке в северном полушарии; системы низкого давления вращаются по часовой стрелке в южном полушарии.

Научные термины на английском языке, используемые для описания погодных систем, порождаемых взлетами и падениями, были введены в середине 1800-х годов, в основном британцами. Научные теории, объясняющие общие явления, возникли примерно двумя веками ранее.

Термин циклон был введен Генри Пиддингтоном из Британской Ост-Индской компании для описания разрушительного шторма в декабре 1789 года в Коринге, Индия. [2] Вокруг зоны низкого давления образуется циклон. Термин « антициклон» , обозначающий погоду вокруг области высокого давления, был придуман в 1877 году Фрэнсисом Гальтоном [3] для обозначения области, ветры которой вращались в направлении, противоположном циклону . В британском английском направление, противоположное часовой стрелке, называется против часовой стрелки, что делает обозначение антициклонов

логическим продолжением.

Простое правило состоит в том, что для областей с высоким давлением, где обычно воздух течет из центра наружу, сила Кориолиса, создаваемая вращением Земли для циркуляции воздуха, находится в направлении, противоположном кажущемуся вращению Земли, если смотреть сверху на полюс полушария. Итак, и Земля, и ветры вокруг области низкого давления вращаются против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Противоположность этим двум случаям происходит в случае кайфа. Эти результаты основаны на эффекте Кориолиса ; Эта статья подробно объясняет физику и предоставляет анимацию модели для облегчения понимания.

Антициклон — это …

Антициклон – это атмосферный вихрь с повышенным давлением воздуха в центре и ветрами, направленными от центра к краям. Обознается буквой B (зона высокого давления).

В северном полушарии воздух закручивается по часовой стрелке, а в южном – против часовой стрелки, но в любом случае опускается из верхних слоёв атмосферы (главным образом из тропосферы) к поверхности земли.

Причины образования антициклонов такие же, как и в случае с циклонами: столкновение тёплого и холодного воздушных фронтов. Однако формируются они по большей части в субтропических и приполярных областях.

Антициклоны перемещаются медленней циклонов (их скорость обычно не превышает 40 км/час), а иногда могут надолго «зависнуть» на одном месте, формируя устойчивую климатическую зону.

Антициклоны подразделяются на:

1. низкие, где преобладают холодные потоки воздуха, а область повышенного давления заканчивается на высоте порядка 1,5 км;
2. высокие, где преобладают тёплые воздушные потоки, а область повышенного давления распространяется на всём протяжении тропосферы (до 16 тыс. км).

Для антициклона характерна ясная, сухая и безветренная погода. В летний период наступает жара, в зимний – холода.

При этом наблюдается резкое изменение температуры воздуха на протяжении суток, особенно в глубине континентальной части. Случается, что разница дневных и ночных значений достигает 20 градусов по цельсию (в Сибири это не такая уж редкость).

Рекордный перепад в 55,5 С был зафиксирован в январе 1916 г. в г.Браунинг (штат Монтана, США), где температура в течение суток упала с +6,70 С до -48,80 С.

Формирование [ править ]

Основная статья: Антициклогенез

Анализ приземной погоды в США 21 октября 2006 г.

Области высокого давления образуются из-за нисходящего движения через тропосферу , атмосферный слой, в котором возникает погода . Предпочтительные области в пределах синоптической схемы потока на более высоких уровнях тропосферы находятся ниже западной стороны впадин.

На погодных картах эти области показывают сходящиеся ветры ( изотахи ), также известные как конвергенция , около или выше уровня недивергенции , который находится около поверхности давления 500 гПа примерно на полпути через тропосферу, и примерно половину атмосферного давления на поверхность. [4] [5]

Системы высокого давления также называют антициклонами. На погодных картах на английском языке центры высокого давления обозначаются буквой H на английском языке [6] внутри изобары с наибольшим значением давления. На диаграммах верхнего уровня постоянного давления он расположен в пределах контура линии наибольшей высоты. [7]

Типичные условия [ править ]

Субтропический хребет отображается как большая область черного (сухого) цвета на этом спутниковом снимке водяного пара, сделанном в сентябре 2000 года.

Максимумы часто связаны с легкими ветрами у поверхности и проседанием в нижней части тропосферы . В общем, оседание высушивает воздушную массу за счет адиабатического или компрессионного нагрева. [8] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. [9] В течение дня, поскольку нет облаков, отражающих солнечный свет, поступает больше коротковолновой солнечной радиации и повышается температура. Ночью отсутствие облаков означает, что уходящая длинноволновая радиация (то есть тепловая энергия от поверхности) не поглощается, что приводит к более прохладной дневной погоде.низкие температуры в любое время года. Когда приземный ветер становится слабым, проседание, производимое непосредственно под системой высокого давления, может привести к скоплению твердых частиц в городских районах под гребнем , что приведет к распространению дымки . [10] Если низкий уровень относительной влажности повышается до 100 процентов за ночь, может образоваться туман . [11]

Буква H используется для обозначения зоны высокого давления.

Сильные, вертикально мелкие системы высокого давления, перемещающиеся из более высоких широт в более низкие широты в северном полушарии, связаны с континентальными арктическими воздушными массами. [12] Когда арктический воздух движется над незамерзшим океаном, воздушная масса значительно изменяется по сравнению с более теплой водой и принимает характер морской воздушной массы, что снижает прочность системы высокого давления. [13] Когда очень холодный воздух перемещается над относительно теплыми океанами, могут возникнуть полярные депрессии . [14] Однако теплые и влажные (или морские тропические) воздушные массы, которые движутся к полюсу от тропических источников, изменяются медленнее, чем арктические воздушные массы. [15]

В климатологии [ править ]

См. Также: Сибирский Высокий и Субтропический хребет.

Ячейка Хэдли переносит тепло и влагу из тропиков в северные и южные средние широты.

С точки зрения климатологии , высокое давление формируется на высотах лошади или в жаркой зоне [16] между 20 и 40 градусами от экватора в результате поднятия воздуха на экваторе . Когда горячий воздух поднимается вверх, он остывает, теряя влагу; затем он перемещается к полюсу, где он опускается, создавая зону высокого давления. [17] Это часть циркуляции клеток Хэдли, известная как субтропический гребень или субтропический максимум, и наиболее сильна летом. [18] Субтропический хребет представляет собой теплое ядро ​​системы высокого давления, что означает, что он укрепляется с высотой. [19] Многие пустыни в мире вызваны этими климатологическими системами высокого давления. [20]

Некоторые климатологические районы с высоким давлением получают региональные названия. Наземный Сибирский антициклон часто остается квазистационарным более месяца в самое холодное время года, что делает его уникальным в этом отношении. Кроме того, он немного крупнее и устойчивее, чем его аналог в Северной Америке. [21] Приземные ветры, ускоряющиеся по долинам вдоль западной береговой линии Тихого океана, вызывают зимний муссон. [22] Арктические системы высокого давления, такие как Сибирский антициклон, являются холодным ядром, а это означает, что они ослабевают с высотой. [19] Влияние Азорского максимума , также известного как Бермудский высокий, приносит хорошую погоду на большую часть Северной Атлантики и периоды жары в середине и конце лета.в Западной Европе. [23] Вдоль его южной периферии циркуляция по часовой стрелке часто толкает восточные волны и тропические циклоны, которые развиваются от них, через океан к суше в западной части океанических бассейнов во время сезона ураганов . [24] Самое высокое атмосферное давление, когда-либо зарегистрированное на Земле, составляло 1085,7 гектопаскалей (32,06 дюйма ртутного столба), измеренное в Тосонценгеле, Завхан , Монголия, 19 декабря 2001 года. [25]

§ 83. Циклоны и антициклоны

Главная / Издания / Литература / Книжная полка / Г.Г. Ермолаев, Л.П. Андронов, Е.С. Зотеев, Ю.П. Кирин, Л.Ф. Черниев. Морское судовождение
Воздушные массы.
Воздушной массой называется большое количество воздуха, имеющего сравнительно однородные свойства в горизонтальных направлениях, порой на протяжении тысяч километров.

Воздушная масса, двигающаяся над более теплой подстилающей поверхностью, называется холодной;

двигающаяся над более холодной подстилающей поверхностью —
теплой;
находящаяся в тепловом равновесии с окружающей средой —
местной.
Воздушная масса, формирующаяся в Арктике, называется арктическим воздухом,

который сильно охлажден по всей толще, обладает малой абсолютной и большой относительной влажностью, несущий с собой туманы и дымки. В умеренных широтах формируется
полярный воздух.
Зимой массы такого воздуха близки по своим свойствам к арктическому; летом полярный воздух сильно запылен и отличается пониженной видимостью. Формирующийся в субтропиках и тропиках
тропический воздух
сильно прогрет, запылен, отличается большой абсолютной влажностью, нередко вызывающий явления опалесценции (красноватое солнце и далекие предметы в голубой дымке).
Континентальный
тропический воздух днем неустойчив (конвекция, пыльные вихри и бури, смерчи). Видимость понижена.

Экваториальный

воздух имеет в общем те же свойства, что и тропический, но некоторые из них выражены еще в большей степени.

Фронты.

Место соприкосновения двух воздушных масс, обладающих различными физическими свойствами, называется поверхностью раздела (фронтом). Линия пересечения такой поверхности с подстилающей поверхностью (моря или земли) называется линией фронта. Фронты разделяются на подвижные и стационарные.

Главный арктический фронт отделяет арктический воздух от полярного; главный полярный фронт — полярный воздух от тропического; главный тропический фронт — тропический воздух от экваториального.

Теплый фронт

возникает при наползании теплой воздушной массы на холодную. Давление перед таким фронтом падает. Предвестником теплого фронта служат также перистые облака в виде «коготков». Перед теплым фронтом наблюдаются предфронтовые туманы. Пересекая зону теплого фронта, судно попадает в широкую полосу обложного дождя или снега с пониженной видимостью.

Холодный фронт

возникает когда холодные воздушные массы вклиниваются под теплые. Он наступает «стеной» ливневых облаков. Давление перед фронтом значительно падает. При встрече с холодным фронтом судно попадает в зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения. Однако если клин холодного воздуха «подсекает» теплые массы медленно, то за линией такого холодного фронта судно попадает в зону обложных осадков.

Фронт окклюзии

возникает при взаимодействии двух масс воздуха — теплого и холодного. Если догоняющая масса имеет температуру ниже впереди идущей, то фронт называют фронтом холодной окклюзии; если догоняющая масса имеет температуру выше впереди идущей — фронт теплой окклюзии. Проходя фронты окклюзии, судно может попасть в условия пониженной видимости, осадков, сильного ветра, сопровождаемого волнением.

Циклоны.

Циклон зарождается как область пониженного давления на границе двух масс воздуха разной температуры. Обычно это волновое возмущение на фронтальной поверхности. При длине более 1000 км волна становится неустойчивой и говорят, что циклон «углубляется»: между холодным и теплым фронтами образуется сектор теплого воздуха языкообразной формы. При дальнейшем развитии холодный фронт, движущийся быстрее теплого, нагоняет его; смыкание теплого и холодного фронтов ликвидирует теплый сектор, образуя фронт окклюзии.

Диаметр циклона колеблется от нескольких сот до 5000 км; средняя скорость перемещения 30—60 км/ч. Внимательные наблюдения за облачностью, ветром, изменениями атмосферного давления и температуры воздуха позволяют делать важные для мореплавания выводы:

если отдельные небольшие кучевые облака движутся в том же направлении, как и ветер внизу, наблюдатель находится в задней стороне циклона и можно ожидать улучшения погоды;

если направление движения облаков не совпадает с направлением ветра внизу, наблюдатель находится в передней части циклона и через один-два дня следует ожидать продолжительных осадков и изменения температуры (понижение ее летом и повышение зимой);

если ветер усиливается и направление его изменяется по солнцу, наблюдатель северного полушария (южного полушария) находится в правой (левой) половине циклона; если, направление усиливающегося ветра изменяется против солнца, следует сделать обратное заключение;

если направление ветра не меняется, наблюдатель находится на пути центра циклона и следует ожидать временного затишья, а затем усиления ветра с противоположной стороны.

Тропические циклоны.

В отличие от зарождающихся в умеренных широтах циклонов, циклонические возмущения, возникающие между тропиками, называются тропическими циклонами. В Вест- Индии они называются ураганами; к востоку от Азии — тайфунами; в Индийском океане —циклонами; в южной части Индийского океана — арканами. Тропические циклоны обычно менее 100—300 миль в поперечнике с диаметром центральной части 20—30 миль. Барический градиент в тропическом циклоне порой превышает 40 мб, а скорость ветра достигает 100 км/час, причем эти показатели, в отличие от циклонов умеренных широт, сохраняются практически во всей области урагана (тайфуна и т. Д.).

Рис. 114.

Одним из признаков приближения тайфуна является появление зыби, идущей не от того направления, от которого дует или дул ранее ветер. Развиваемая ветром зыбь может быть обнаружена уже на расстоянии 400—600 миль от центра тайфуна. По направлению зыби можно судить о положении центра тайфуна, а по изменению этого направления — о направлении его движения.

При приближении центра тайфуна атмосферное давление резко падает, перистые облака сменяются нагромождением ливневых облаков; наступает предгрозовое затишье с удушливой жарой. Затем температура воздуха быстро падает, начинается дождь, переходящий в тропический ливень.

Упрощенная схема тропического циклона для северного полушария приведена на рис. 114. Как видно из рисунка, ветры в области тайфуна отклонены от направления на его центр вправо в среднем на 60°. Следовательно, для наблюдателя, стоящего спиной к ветру, центр тайфуна будет находиться впереди, приблизительно на 60° влево от направления ветра. При приближении к центру тайфуна угол отклонения ветра от радиуса увеличивается и достигает 90° в непосредственной близости к центру. В центре тайфуна наблюдаются слабые ветры и даже штиль при бурном море. После прохождения ) ветер очень быстро усиливается до ураганного. Сила ветра 12 баллов сохраняется на расстоянии 30—35 миль от центра и более. За- тем она постепенно слабеет. Так, на расстоянии от центра тайфуна в 50—75 миль сила ветра равна 10 баллам; на расстоянии 100— 150 миль — 8—9 баллам. И только на расстоянии 200—250 миль сила ветра снижается до 6—7 баллов. Пользуясь макетом тропического циклона (см. рис. 114), нетрудно установить положение судна относительно пути движения центра тропического циклона: если направление ветра меняется по часовой стрелке, то через судно проходит правая половина циклона; если направление ветра меняется против часовой стрелки — левая половина; если направление ветра не меняется — центр циклона. Таким образом,

Рис. 115.

для выбора правильного курса при встрече тропического цикло на необходимо руководствоваться следующими правилами:

1) при плавании в северном полушарии (рис 115, а) : при прохождении правой половины тропического циклона нужно лечь в байдевинд правого галса (ветер привести в правую скулу) и сохранять этот курс, пока барометр не начнет подниматься;

при прохождении левой половины тропического циклона нужно лечь в бакштаг правого галса (привести ветер в корму справа) и держать этот курс до выхода из зоны тропического циклона; находясь на пути центра тропического циклона, также ложатся в бакштаг правого галса (рис. 115, а) и держатся, как указано ранее;

2) при плавании в южном полушарии (рис. 115,б):

при прохождении левой половины тропического циклона лечь в бейдевинд левого галса, сохраняя курс до начала подъема барометра;

при прохождении правой половины тропического циклона лечь в бакштаг левого галса и держать, как указано ранее; при нахождении на пути урагана также привести ветер в бакштаг левого галса и так править до выхода из зоны урагана.

Антициклоны

— области повышенного атмосферного давления бывают, как и циклоны, стационарными и подвижными.

Антициклон, проникший с севера, в холодное время года приносит понижение температуры, ясную погоду и хорошую видимость; в теплое время года —грозы, Антициклон, приходящий с юга, в холодное время года несет длительную пасмурную погоду; в теплое — дожди с грозами, а по ночам — росу и поземные туманы. Явным признаком антициклонической погоды является резкий суточный ход температуры воздуха, влажности и других метеоэлементов.

Вперед Оглавление Назад

Подключение к ветру [ править ]

Основная статья: Геострофический ветер

Ветер течет из областей с высоким давлением в области с низким давлением . [26] Это происходит из-за разницы в плотности между двумя воздушными массами . Поскольку более мощные системы высокого давления содержат более холодный или сухой воздух, воздушная масса более плотная и течет к областям, которые являются теплыми или влажными, которые находятся в непосредственной близости от областей низкого давления, перед связанными с ними холодными фронтами . Чем сильнее перепад давления или градиент давления между системой высокого и низкого давления, тем сильнее ветер. Сила Кориолиса, вызванная Землейвращение — это то, что дает ветрам в системах высокого давления их циркуляцию по часовой стрелке в северном полушарии (когда ветер движется наружу и отклоняется прямо от центра высокого давления) и циркуляцию против часовой стрелки в южном полушарии (когда ветер движется наружу и отклоняется влево от центра высокого давления). Трение с землей замедляет ветер, истекающий из систем высокого давления, и заставляет ветер течь больше наружу, чем это было бы в случае отсутствия трения. Это называется геострофическим ветром . [27]

Циклон — это …

Циклон – это атмосферный вихрь с пониженным давлением воздуха в центре и ветрами, направленными от периферии к центру. Обозначается буквой Н (зона низкого давления).

В северном полушарии воздушная масса закручивается против часовой стрелки, а в южном – по часовой стрелке, но в любом случае воздушный поток направляется вверх.

Образование циклона вызвано столкновением воздушных масс с разной температурой, иными словами, наступлением тёплого воздушного фронта на холодный.

В зависимости от области возникновения выделяют следующие виды циклонов:

1. арктические;
2. циклоны умеренных широт;
3. тропические.

Развитие циклона происходит в несколько этапов, а именно:

1. Начало – формирование воздушных потоков, которое может продолжаться несколько суток.
2. Молодость – падение давления в центральной области и появление густых облаков.
3. Зрелость – давление падает до предельной величины, а скорость ветра усиливается до максимального значения. Этап длится от нескольких часов до нескольких суток.
4. Затухание – циклон постепенно теряет силу, переходя с акватории на сушу.

Самые мощные – тропические циклоны, которые формируются над хорошо прогретой морской акваторией в пределах экваториального пояса (на широтах от 5 до 25 градусов).

Они не такие обширные, как циклоны умеренных широт, однако несут огромную разрушительную силу. Такие циклоны в зависимости от места возникновения называют ураганами, тайфунами или арканами.

При подходе центра тропического циклона происходит резкое падение атмосферного давления, вместо перистых облаков появляются нагромождения тяжёлых ливневых облаков.

На какое-то время наступает затишье и удушливая жара, после чего температура воздуха падает и начинается сильный дождь, сменяющийся тропическим ливнем.