Обширная область с пониженным давлением
Воздушные массы постоянно циркулируют в атмосфере. Их названия соответственны тому месту на карте, где они были образованы. Воздушные массы бывают континентальные (образовываются над сушей) и морские (образовываются над водной поверхностью). Они оказывают давление на поверхность земли и на всех населяющих ее существ. Это воздействие имеет разную силу. Область пониженного давления в атмосфере – это шторм или циклон. Однако это касается измерений на поверхности, соотносимой с уровнем моря. В горах областью пониженного давления характеризуется нормальное состояние атмосферы. Это обычное явление здесь.
Атмосферное давление
Область пониженного давления в атмосфере – это относительный показатель.
Его следует рассматривать как параметр, измеряемый над уровнем моря. Нормальным считается в этом случае величина 765 мм ртутного столба. Чем больше высота производимых измерений, тем формирующиеся области атмосферного давления становятся ниже. На границе снежных шапок в горах этот показатель считается нормальным при значении 350 мм ртутного столба.
Благодаря этому понятие областей пониженного атмосферного давления рассматривается с точки зрения показателя и окружающих воздушных масс. Для каждой местности, где были они сформированы, определяют характерные особенности, влияющие на циркуляцию. Определение погоды в том или ином регионе всегда соотносится с исследованиями всех природных явлений, возникающих в регионе.
Циркуляция воздуха
Образование областей пониженного атмосферного давления воздуха связано с процессом его циркуляции.
Она происходит из-за наклона земной оси и неоднородности прогрева планеты на экваторе и полюсах.
Область пониженного атмосферного давления воздуха формируется благодаря высоким температурам на экваторе. Он при нагреве расширяется и поднимается вверх. А учитывая тот факт, что на полюсах происходит обратное действие и возникает повышенное давление, происходит циркуляция воздушных масс.
Причем, если в одной области образовывается низкое давление, то в другой обязательно будет формироваться повышенное.
Определение циклона
Область пониженного давления в атмосфере – это циклон. Он проявляется в виде шторма или даже смерча. В центре циклона давление значительно ниже, чем по краям.
Если он образовался в северном полушарии, движение воздушных масс будет совершаться против циркуляции часовой стрелки. В южной стороне планеты – наоборот. Сила Кориолиса двигает циклон вправо, а в южном – влево.
Область пониженного атмосферного давления, где формируется смерч или шторм, располагается изначально над водной поверхностью. Поэтому такое явление природы приносит с собой дождливую, облачную погоду. Частые порывы ветра вызваны разницей давления в центре и периферии циклона. Область пониженного атмосферного давления воздуха формируется с летними дождями и похолоданием, а зимой – оттепелями и снегопадами. Воздух при этом движется от края циклона к его центру, где он поднимается и охлаждается.
Механизм образования
Вихрь циклона принято называть «кольцом змеи». Его диаметр порой достигает нескольких тысяч километров.
Область пониженного давления воздуха формируется в умеренных широтах. Это происходит при столкновении теплых влажных воздушных потоков со стороны экватора с холодными сухими потоками с полюсов. Между этими противоположностями появляется граница, называемая фронтом. Холодный воздух немного оттесняет теплый слой. Его массы сталкиваются между собой. Начинается эллипсоидное движение. Захватывая близлежащие слои воздуха, циклон движется со скоростью до 50 км/ч. Периферия вращается быстрее, чем центр. В зависимости от расположения возникновения, случаются порой очень сильные шторма. Они несут разрушения порой невообразимых масштабов. Область пониженного давления в атмосфере – это смерч. В его центре наблюдается недостаток воздуха. Холодные ветра восполняют его. Теплые воздушные потоки вытесняется вверх, остывает, а влага конденсируется в виде осадков. Продолжительность жизни шторма разная и зависит от географии местности.
Тропический вихрь
Вихри тропических широт гораздо сильнее образующихся в умеренных широтах циклонов.
В районе 5-20 градусов южной и северной широты над поверхностью океана возникают подобные природные явления. Там, где формируется область пониженного атмосферного давления, происходит движение воздушных масс. Однако в тропических циклонах оно порой очень велико. Достигает 10-30 м/с. Центр его называют «глаз бури». Здесь наблюдается тихая погода. Чем он шире, тем разрушительнее буря. Обычно «глаз бури» составляет 30 км, но бывает, доходит до 70 км. Глобальное потепление приводит к увеличению мощи циклонов тропических широт. Конечно, встречаются и незначительные по силе подобные погодные явления. Однако мощные штормы и ураганы порой доходят до Европейских стран, Америки, где оставляют колоссальные разрушения с многочисленными жертвами.
Виды циклонов
Область пониженного атмосферного давления воздуха бывает различной силы. Различают 4 типа циклонов:
- Возмущение, которое характеризуется движением воздуха со скоростью не более 17 м/с.
- Депрессия – скорость находится в диапазоне 17-20 м/с.
- Штормом называю циклон, центр которого движется до 38 м/с.
- Если движение «глаза бури» превышает 39 м/с, это уже ураган.
Это общепринятая классификация. Природа порой подбрасывает человечеству «сюрпризы» в виде непредвиденных по силе в нехарактерных широтах бурь. Например, в 1999 г. Западню Европу потряс мощный ураган «Лотарь». Метеорологи его не смогли предвидеть, так как его чудовищная сила привела к зашкаливанию датчиков. Некоторые из них даже не сработали.
Более 70 человек погибли из-за разбушевавшейся стихии.
Наименование вихрей
Чтоб избежать путаницы в определении метеорологами циклонов, область пониженного атмосферного давления начали называть каждый своим именем. Они отражали все его параметры, координаты и скорость передвижения. Было предложено именовать их цифрами и буквами, названиями птиц и животных. Очень популярным было называть циклоны женскими именами. Это было удобно и эффективно. Однако в конце 70-х и мужские имена стали применяться для таких целей. Подобная система позволила избежать ошибок и путаницы при обмене информацией о приближающемся шторме.
Ознакомившись с представленной выше информацией, можно прийти к выводу, что область пониженного давления – это циклон. Он приносит с собой влажную, пасмурную погоду. По силе различают как незначительные возмущения, так и ужасающие ураганы. Они могут принести как незначительные ухудшения погоды, так и крайне большие разрушения. Разобравшись в механизме их возникновения, можно понять, почему с каждым годом наблюдается рост сильных бурь и смерчей, которые порой появляются в совершенно непредвиденных для них областях. К этому приводит глобальное потепление, вызванное деятельностью человека на планете.
Источник
Как известно, любое, самое выстуженное помещение можно нагреть. Достаточно только затопить печку. Холодный воздух над горячей печкой нагреется, станет легче, поднимется вверх, а на его место придет воздух холодный, еще не прогретый. В помещении начинается циркуляция воздуха, и довольно скоро становится тепло. Была бы только печка хорошая да топлива в достатке.
Если считать Землю большим домом человечества, то печка у нас хорошая. Это – Солнце. Топлива там на ближайший миллион лет хватит. И обогревает Солнце нашу Землю очень интенсивно, однако, не равномерно. Там, где его лучи падают на земную поверхность отвесно, она нагревается сильнее. Там же, где солнечные лучи падают на Землю под углом, поверхность Земли прохладнее. Почему? Потому что во втором случае, на единицу земной поверхности падает меньше солнечной энергии. Поэтому на Земле сильнее всего нагреваются экваториальные области, а холоднее всего – на полюсах.
Итак, в некоторых местах нашей глобальной «избушки» гораздо жарче, чем в других. А в некоторых – вообще ледник.
Как известно, природа не терпит неравенства. По крайней мере, неравенства температур. Согласно фундаментальному закону, который называется вторым началом термодинамики, в замкнутой системе (а такой в определенной степени можно считать нашу планету) обязательно возникнут процессы, которые будут способствовать выравниванию температур. Помните, за счет чего обогревается комната, где топится печка? За счет циркуляции воздуха. Воздуха у нас на Земле хватает. Неравенство температур на экваторе и на полюсах нашей планеты поддерживает постоянную циркуляцию воздушных масс. Которая, собственно, и определяет погоду.
В экваториальных и тропических районах воздух от соприкосновения с нагретой поверхностью суши или океана нагревается и поднимается вверх. За счет этого давление здесь всегда пониженное. Из мест, где температура ниже сюда устремляется более холодный воздух. Возникает ветер. За счет вращения Земли эти ветры в северном полушарии закручиваются против часовой стрелки, а в южном – по часовой (если смотреть сверху). Таким образом, возникает большая и устойчивая «воздушная вихревая труба», по которой теплый воздух уходит вверх, на высоту 9 – 12 километров. Здесь, на границе тропосферы (так сказать, под потолком, нашего глобального жилища) воздух начинает перемещаться в сторону полюсов.
Такой устойчивый вихрь, возникающий вокруг области пониженного атмосферного давления, называется «циклон». Слово это происходит от древнегреческого слова «кюклон», «вращающийся». На фотографиях со спутников циклон выглядит огромной облачной спиралью. Сильные ветры, закручивающиеся вокруг «вихревой трубы» в своем движении несут в область пониженного атмосферного движения облака. А в центре циклона влажный воздух, поднимаясь вверх, охлаждается, собирается в облака, которые проливаются сильными дождями.
Холодный же воздух в свою очередь движется от полюсов в более теплые места. Подняться в верхние слои атмосферы он не может и как бы «ползет» по поверхности земли в разные стороны. Из-за вращения Земли «разлетающиеся» от центра ветры закручиваются по часовой стрелке, то есть в направлении, противоположном движению воздушных масс в циклоне. Поэтому воздушные массы, возникающие над холодными местами, принято называть антициклонами. Поскольку воздух в центре антициклона имеет невысокую влажность, здесь всегда стоит ясная и сухая погода.
Встреча циклонов с антициклонами происходит в средних широтах (в районе 30 градусов северной или южной широты). Взаимодействие циклонов и антициклонов, теплых и холодных воздушных масс, определяет все «чудеса» погоды, которые пытаются предсказать синоптики.
Опубликовано на сайте Топавтор
Полезные ссылки:
Источник
ПОНИЖЕННОЕ ДАВЛЕНИЕ. Обычно имеется в виду атмосферное давление, которое, будучи приведенным к уровню моря, ниже 760 мм рт. ст. (1013 мб). Однако в области пониженного давления — в циклоне или ложбине — давление даже в центре может быть выше этой величины; существенно, что оно ниже, чем в окружающей атмосфере.[ …]
Давление атмосферы. Находящийся над Землей воздух оказывает давление на ее поверхность и на населяющие ее живые организмы. Нормальным атмосферным давлением считается давление в 101,3 кПа или 760 мм рт. ст. По мере увеличения высоты над поверхностью давление уменьшается. На границе вечных снегов в горах давление составляет всего 300 мм рт. ст. На поверхности Земли существуют области нормального, повышенного или пониженного давления. Кроме того, имеются суточные флуктуации давления, максимумы давления наблюдаются обычно в 3-4 и 15—16 часов.[ …]
Атмосферные процессы. Непостоянство погоды, сильные ветры и ураганы, интенсивные ливни на большей части России связаны с циклонами — мощными атмосферными вихрями, в центре которых формируется область пониженного давления с движением воздушных потоков против часовой стрелки (в Северном полушарии). Располагаясь на главных путях циклонов — в умеренных широтах с господствующим в атмосфере западным переносом воздушных масс, значительная часть Европейской и Западно-Сибирской равнинной территории России подвержена действию разрушительных ветров. По известной шкале Э. Бофорта, ветер силой 9—11 баллов (23—35 м/с) является причиной сильных бурь и штормов.[ …]
ПОЛОСА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ. Область пониженного атмосферного давления с растянутыми незамкнутыми изобарами между двумя областями более высокого давления. То же, что ложбина с параллельными изобарами.[ …]
Область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. Реже под А. подразумевают всякую область повышенного давления, в том числе и с незамкнутыми изобарами (см. гребень). Изобары остаются в А. замкнутыми до большей или меньшей высоты в зависимости от особенностей распределения температуры. В низком А., холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних километрах, а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона. В среднем А. изобары в средней тропосфере разомкнуты и образуют гребень повышенного давления над западной теплой частью приземного А. и ложбину пониженного давления над восточной холодной его частью. Высокий А. теплый и сохраняет замкнутые изобары с антициклони-ческой циркуляцией даже и в верхней тропосфере. Соответственно изогипсы изобарической поверхности 500 мб в среднем А. имеют волнообразную форму, а в высоком А. замкнуты.[ …]
САХАРСКАЯ ДЕПРЕССИЯ. Область пониженного атмосферного давления над Северной Африкой в теплое время года (обнаруживающаяся также и на многолетних средних картах), связанная с повышенными температурами подстилающей поверхности.[ …]
АРКТИЧЕСКИЙ АНТИЦИКЛОН. Область повышенного атмосферного давления над Арктическим бассейном на многолетних средних картах; один из центров действия атмосферы. Зимой в А. А. различаются два центра — над арктической Америкой и над Гренландией, летом три — над Гренландией, Баренцевым морем и к северу от Чукотского моря. Над самим полюсом давление относительно пониженное.[ …]
БАРИЧЕСКАЯ ЛОЖБИНА -полоса пониженного атмосферного давления без замкнутых изобар. Располагается в периферийной части циклоид или между двумя антициклонами. Термин применяется также х обширной области пониженного давления, которая может включать несколько центроп с замкнутыми изобарами (напр., экваториальная область пониженного давления — экваториальная ложбина, или экваторивльная депрессия). См. барическая депрессия.[ …]
ЭКВАТОРИАЛЬНАЯ ДЕПРЕССИЯ. Полоса пониженного атмосферного давления, охватывающая земной шар вблизи экватора; один из центров действия атмосферы. Смещена от экватора в то полушарие, в котором в данное время лето. На нагретые материки «летнего» полуша- рия экваториальная депрессия дает ответвления, далеко простирающиеся к тропическим широтам; над Азией она сливается летом с областью низкого давления, захватывающей на климатологических картах весь материк.[ …]
КОНТИНЕНТАЛЬНАЯ ДЕПРЕССИЯ. Летняя область пониженного атмосферного давления над материком на средних картах; центр действия атмосферы.[ …]
Предполагается С13, что цикл вариаций атмосферного давления порождается 11-летним циклом солнечной активности, а повышение давления в одних географических областях и понижение в других в период максимума солнечной активности может быть объяснено проявлением стоячих планетарных волн.[ …]
Реакция по типу (1) и (2) наблюдается при пониженном давлении на уровне нескольких десятков паскалей, а спектр люминесценции находится в видимой и ближней ИК-областях (600—2900 нм). При давлении, близком атмосферному, и наличии сопутствующих веществ (М), реакция протекает по типу (3) с излучением в ИК-области (3,4—3,8 мкм).[ …]
Значительные изменения в животном организме могут происходить под влиянием повышения или понижения барометрического давления. Известно, что с повышением местности над уровнем моря по мере падения барометрического давления (в результате разрежения воздуха) наряду с учащенным дыханием и сердцебиением в крови животных увеличивается число эритроцитов и содержание гемоглобина. Так, по данным И. А. Полякова и Е. Ф. Борщевской, курдючные овцы высокогорных районов Алма-Атинской области по сравнению с такими же овцами, но разводимыми в пустынях, отличались более развитыми сердцем (на 18%), легкими (на 25%), почками, печенью и менее развитой кожей. Приспособительные изменения животных, обитающих в высокогорных районах, выражаются и в повышении тех показателей красной крови, с которыми связано поступление в организм необходимого количества кисло- , рода (см. табл. 91). Однако при значительном понижении атмосферного давления и резком недостатке кислорода приспособительные изменения в кровообращении и дыхании становятся малодейственными; в силу накопления в организме продуктов неполного сгорания у животных развивается горная болезнь, принимающая иногда тяжелые формы со смертельным исходом.[ …]
В ходе этого эксперимента надлежит определить и изучить: образование арктических областей пониженного атмосферного давления под влиянием больших контрастов температуры и влажности воздуха у кромки льдов; рост, распространение и исчезновение пока еще недостаточно изученных океанических вихрей; форму, размеры и движение ледяных полей под воздействием ветрового волнения; характеристики снежного покрова и их влияние на электромагнитное отражение и проводимость; образование в океане вихрей, связанных с областями низкого атмосферного давления.[ …]
Градиентно-гравитационные течения возникают вследствие наклона физической поверхности моря, вызванного различными факторами,— это плотностные, бароградиентные и стоковые течения. Первые создаются горизонтальным градиентом плотности, возникающим вследствие перераспределения поля плотности. Бароградиентные течения вызываются изменениями в распределении атмосферного давления, которые приводят к наклону уровня в областях повышенного давления и повышению его в области пониженного давления. Стоковые течения создаются в результате наклона поверхности моря, вызванного притоком береговых вод, атмосферными осадками, испарением, притоком вод из другого бассейна или оттоком вод в другие районы. Наконец, могут возникать компенсационные течения вследствие нарушения равновесия за счет убыли или оттока вод из одного бассейна в другой под влиянием сгоннонагонной циркуляции и других факторов.[ …]
Источник
Изменение давления с высотой
Распределение атмосферного давления
Барометр-анероид
Распределение давления
ДАВЛЕНИЕ
Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м 3 воздуха весит 1,033 кг).
На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг.
Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха – к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45 ° и при температуре 0 ° С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = 1 гПа.
Давление атмосферы измеряется при помощи барометров.
Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).
Ртутный чашечный барометр состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.
Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.
Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры – барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются перу, которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.
Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная – 641,3 мм рт.ст. (854 мб) – в урагане “Ненси” над Тихим океаном.
Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря – 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км – в 8 раз, 20 км – в 18 раз.
Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением температуры и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен , а минимальное – летом.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.
В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону тропических широт. Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное.
В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление.
Над постоянно холодной поверхностью полюсов (в Арктике и Антарктике) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из умеренных широт.
Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления.
В результате на Земле формируются пояса пониженного (экваториальный и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления.
В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).
Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год.
Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ экватора и в умеренных широтах южного полушария.
Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления – Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы : Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией – Азиатский минимум.
В тропических широтах – поясе повышенного давления – материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.
Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.
| ДАВЛЕНИЕ |
На уровне моря давление воздуха составляет около 1 кг 33 г на 1 см2. С высотой давление уменьшается. |
Источник