Антициклонной является погода явление определяется как крупномасштабная циркуляция ветров вокруг центрального района высокого атмосферного давления , по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии , если смотреть сверху (напротив к циклону ). [1] Воздействие наземных антициклонов включает очищение неба, а также более прохладный и сухой воздух. Туман также может образовываться в течение ночи в области более высокого давления. Среднетропосферные системы, такие как субтропический хребет , отклоняют тропические циклоны вокруг своей периферии и вызываютинверсия температуры препятствует свободной конвекции около их центра, создавая поверхностную дымку под их основанием. Антициклоны наверху могут образовываться в пределах понижений с теплым ядром, таких как тропические циклоны , из-за нисходящего холодного воздуха с тыльной стороны верхних впадин, таких как полярные максимумы , или из-за крупномасштабного опускания, такого как субтропический хребет . Эволюция антициклона зависит от таких переменных, как его размер, интенсивность и степень влажной конвекции , а также от силы Кориолиса . [2]
История
Сэр Фрэнсис Гальтон впервые открыл антициклоны в 1860-х годах. Предпочтительные области в пределах синоптической схемы потока на более высоких уровнях гидросферы находятся ниже западной стороны впадин или провалов волновой картины Россби . [ требуется уточнение ] Системы высокого давления также называют антициклонами. Их обращение иногда называют кумулятивным . Под нисходящей частью циркуляции ячеек Хэдли формируются субтропические зоны высокого давления . Области верхнего уровня с высоким давлением лежат над тропическими циклонами из-за их теплого ядра.
Поверхностные антициклоны 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 слияние , или сходящиеся высотные линии около или выше уровня отсутствия расхождения, который находится около поверхности давления 500 гПа примерно на полпути вверх по тропосфере. [3] [4] Поскольку они ослабевают с высотой, эти системы высокого давления холодные.
Субтропический хребет
Нагревание земли около экватора вызывает восходящее движение и конвекцию вдоль муссонной впадины или зоны межтропической конвергенции . Дивергенция над приэкваториальной впадиной приводит к тому, что воздух поднимается и удаляется от экватора вверх. По мере того, как воздух движется к средним широтам, он охлаждается и опускается, что приводит к опусканию около 30 ° параллели обоих полушарий. Эта циркуляция, известная как ячейка Хэдли, образует субтропический хребет. [5] Многие пустыни в мире вызваны этими климатологическими зонами высокого давления . [6] Поскольку эти антициклоны усиливаются с высотой, они известны как хребты теплого ядра.
Формирование на высоте
Развитие антициклонов наверху происходит в циклонах с теплым ядром, таких как тропические циклоны, когда скрытое тепло, вызванное образованием облаков , высвобождается вверх, повышая температуру воздуха; результирующая толщина атмосферного слоя увеличивает высокое давление наверху, которое устраняет их утечку.
Состав
При отсутствии вращения ветер имеет тенденцию дуть из областей с высоким давлением в области с низким давлением . [7] Чем сильнее перепад давления (градиент давления) между системой высокого и низкого давления, тем сильнее ветер. Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли , 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 (как ветер движется наружу и отклоняется влево от центра высокого давления). Трение с землей замедляет ветер, истекающий из систем высокого давления, и заставляет ветер течь более наружу (более агеострофически ) от центра. [8]
Эффекты
Наземные системы
Системы высокого давления часто связаны со слабым ветром у поверхности и опусканием воздуха из более высоких частей тропосферы . Оседание обычно нагревает воздушную массу за счет адиабатического (компрессионного) нагрева. [9] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. [10] Поскольку в течение дня нет облаков, отражающих солнечный свет, поступает больше солнечной радиации, и температура у поверхности быстро повышается. Ночью отсутствие облаков означает, что исходящее длинноволновое излучение (т.е. тепловая энергия от поверхности) не блокируется, что приводит к более прохладным суточным низким температурам в любое время года. Когда приземный ветер становится слабым, оседание, производимое непосредственно под системой высокого давления, может привести к накоплению твердых частиц в городских районах под высоким давлением, что приведет к распространению дымки . [11] Если за ночь относительная влажность на уровне поверхности поднимется до 100 процентов, может образоваться туман . [12]
Движение континентальных арктических воздушных масс к более низким широтам создает мощные, но мелкие по вертикали системы высокого давления. [13] Уровень поверхности, резкая инверсия температуры могут привести к появлению областей стойких слоисто-кучевых облаков или слоистых облаков , в просторечии известных как антициклонический мрак. Тип погоды, вызванный антициклоном, зависит от его происхождения. Например, расширение Азорских островов с высоким давлением может вызвать антициклонический мрак зимой, потому что они собирают влагу при движении над более теплыми океанами. Высокое давление, которое нарастает на север и перемещается на юг, часто приносит ясную погоду, потому что они охлаждаются у основания (а не нагреваются), что помогает предотвратить образование облаков.
Когда арктический воздух движется над незамерзшим океаном, воздушная масса сильно изменяется по сравнению с более теплой водой и принимает характер морской воздушной массы, что снижает прочность системы высокого давления. [14] Когда очень холодный воздух перемещается над относительно теплыми океанами, могут развиваться полярные депрессии . [15] Однако теплые и влажные (или морские тропические) воздушные массы, которые движутся к полюсу от тропических источников, изменяются медленнее, чем арктические воздушные массы. [16]
Среднетропосферные системы
Циркуляция вокруг средних (высотных) хребтов и оседание воздуха в их центре направляют тропические циклоны по их периферии. Из-за проседания в системе этого типа может образоваться шапка, которая препятствует свободной конвекции и, следовательно, смешиванию нижнего и среднего уровней тропосферы. Это ограничивает грозовую активность вблизи их центров и улавливает низкоуровневые загрязнители, такие как озон, в виде дымки под их основанием, что является серьезной проблемой для крупных городских центров в летние месяцы, таких как Лос-Анджелес, Калифорния и Мехико .
Верхние тропосферные системы
Наличие высокого давления на верхнем уровне (высоте) допускает отклонение верхнего уровня, что приводит к сближению поверхности . Если не существует перекрывающего гребня на среднем уровне, это приводит к свободной конвекции и развитию ливней и гроз, если нижние слои атмосферы влажные. Поскольку между конвективным тропическим циклоном и верхним уровнем выше возникает петля положительной обратной связи , обе системы усиливаются. Этот цикл останавливается, когда температура океана падает ниже 26,5 ° C (79,7 ° F) [17], что снижает грозовую активность, которая затем ослабляет систему высокого давления верхнего уровня.
Важность глобального режима муссонов
Когда субтропический хребет в северо-западной части Тихого океана сильнее обычного, это приводит к сезону влажных муссонов в Азии . [18] Положение субтропического хребта связано с тем, насколько далеко на север распространяются муссонная влажность и грозы в Соединенных Штатах . Как правило, субтропический хребет через Северную Америку мигрирует достаточно далеко на север, чтобы с июля по сентябрь в пустыне на юго-западе начались муссонные условия . [19] Когда субтропический хребет находится дальше на север, чем обычно, в сторону Четырех углов , муссонные грозы могут распространяться на север в Аризону . При подавлении на юге атмосфера на юго-западе пустыни высыхает, вызывая нарушение режима муссонов. [20]
Изображение на погодных картах
На погодных картах центры высокого давления ассоциируются с буквой H на английском языке [21] внутри изобары с самым высоким значением давления. На картах верхнего уровня постоянного давления антициклоны расположены в пределах контура линии наибольшей высоты. [22]
Внеземные версии
На Юпитере есть два примера внеземной антициклонической бури; Большое Красное Пятно и недавно сформировали Овал BA . Они подпитываются слиянием меньших штормов [23], в отличие от любого типичного антициклонического шторма, который случается на Земле, где их приводит вода. Другая теория заключается в том, что более теплые газы поднимаются в столбе холодного воздуха, создавая вихрь, как в случае других штормов, включая Пятно Анны на Сатурне и Большое темное пятно на Нептуне. У полюсов Венеры обнаружены антициклоны. [ необходима цитата ]
Смотрите также
- Антициклонический шторм
- Антициклонический смерч
- Атмосфера Земли
- Атмосферная циркуляция
- Атмосферное давление
- Барометрический хребет
- Блок (метеорология)
- Североамериканский высокий
- Круговорот океана
- Система давления
Рекомендации
- ^ «Глоссарий: Антициклон» . Национальная метеорологическая служба. Архивировано 29 июня 2011 года . Проверено 19 января 2010 года .
- ^ Ростами, Масуд; Цейтлин, Владимир (2017). «Влияние конденсации и скрытого тепловыделения на баротропную и бароклинную неустойчивость вихрей во вращающейся модели f-плоскости мелкой воды» (PDF) . Геофизическая и астрофизическая гидродинамика . 111 (1): 1–31. DOI : 10.1080 / 03091929.2016.1269897 . S2CID 55112620 .
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Уровень недивергенции. Архивировано 28 июня 2011 года в Американском метеорологическом обществе Wikiwix. Проверено 17 февраля 2009.
- ^ Константин Matchev (2009). Среднеширотные циклоны - II. Архивировано 25 февраля 2009 г. в Wayback Machine . Университет Флориды . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Д-р Оуэн Э. Томпсон (1996). Циркуляционная ячейка Хэдли. Архивировано 5 марта 2009 года на Wayback Machine Channel Video Productions. Проверено 11 февраля 2007.
- ^ Команда ThinkQuest 26634 (1999). Образование пустынь. Архивировано 17 октября 2012 г. в Wayback Machine . Образовательный фонд Oracle ThinkQuest. Проверено 16 февраля 2009.
- ^ BWEA (2007). Образование и карьера: что такое ветер? Архивировано 4 марта 2011 г. в британской ассоциации ветроэнергетики Wayback Machine . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ JetStream (2008). Происхождение ветра. Архивировано 22 августа 2011 г. на WebCite . Штаб-квартира Национальной метеорологической службы в Южном регионе. Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Управление федерального координатора по метеорологии (2006). Приложение G: Глоссарий, заархивированный 25 февраля 2009 г. на Wayback Machine . NOAA . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Джек Уильямс (2007). Что происходит внутри максимумов и минимумов. Архивировано 24 августа 2012 г. в Wayback Machine . USA Today . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Правительство Мьянмы (2007). Haze архивации 2007-01-27 в Wayback Machine . Проверено 11 февраля 2007.
- ^ Роберт Тардиф (2002). Характеристики тумана. Архивировано 20 мая 2011 г. на Wayback Machine . Национальная исследовательская лаборатория NCAR . Проверено 11 февраля 2007.
- ^ Новости CBC (2009). Во всем виноват Юкон: арктические воздушные массы охлаждают остальную часть Северной Америки . Канадский радиовещательный центр. Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Федеральное управление гражданской авиации (1999). Руководство по эксплуатации Североатлантической международной авиации общего назначения , глава 2: Окружающая среда . FAA . Проверено 16 февраля 2009.
- Перейти ↑ Rasmussen, EA and Turner, J. (2003). Полярные минимумы: мезомасштабные погодные системы в полярных регионах, Cambridge University Press, Кембридж, стр. 612.
- ^ Д-р Али Токай (2000). Глава 11: Воздушные массы, фронты, циклоны и антициклоны. Университет Мэриленда, округ Балтимор . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Крис Ландси . Тема: A15) Как образуются тропические циклоны? Архивировано 27 августа 2009 года в Национальном центре ураганов Wayback Machine . Retrievon 2008-06-08.
- ^ С.-П. Чанг, Юншэн Чжан и Тим Ли (1999). Межгодовые и междекадные вариации летних муссонов в Восточной Азии и ТПМ тропической части Тихого океана, часть I: роль субтропического хребта . Журнал климата: стр. 4310–4325. Проверено 11 февраля 2007.
- ^ Университет штата Аризона (2009). Основы метеорологии муссонов и пустынь в Аризоне. Архивировано 2009-05-31 в Wayback Machine Проверено 2007-02-11.
- ^ Дэвид К. Адамс (2009). Обзор изменчивости североамериканского муссона. Архивировано 8 мая 2009 г. на Wayback Machine . Геологическая служба США . Проверено 11 февраля 2007.
- ^ Keith C. Heidorn (2005). Максимумы и минимумы погоды: Часть 1 Максимум. Архивировано 30 сентября 2009 года на Wayback Machine The Weather Doctor. Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). High Архивировано 28 июня 2011 г. в Wikiwix. Американское метеорологическое общество . Проверено 16 февраля 2009.
- ^ Vasavada, Ashwin R .; Шоумен, Адам П. (24 апреля 2018 г.). «Атмосферная динамика Юпитера: обновление после Галилея и Кассини» . Отчеты о достижениях физики . 68 (8): 1935. Bibcode : 2005RPPh ... 68.1935V . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 68/8 / R06 . Проверено 24 апреля 2018 г. - через Институт физики.
Внешние ссылки
- Фото зоны межтропической конвергенции - Центр космических полетов имени Годдарда НАСА