Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Синоптический масштаб в метеорологии (также известный как большие масштабы или циклонный масштабе ) представляет собой горизонтальный масштаб длины порядка 1000 километров (около 620 миль) или больше. [1] Это соответствует горизонтальному масштабу, типичному для депрессий средних широт (например, внетропических циклонов ). Большинство областей с высоким и низким давлением, видимых на погодных картах (таких как анализ погоды на поверхности ), представляют собой системы синоптического масштаба, обусловленные местоположением волн Россби.в их соответствующем полушарии. Области низкого давления и связанные с ними фронтальные зоны возникают на переднем крае впадины в волновой структуре Россби, в то время как области высокого давления образуются на заднем крае впадины. Большинство областей выпадения осадков приходится на фронтальные зоны. Слово « синоптический» происходит от греческого слова συνοπτικός ( синоптикос ), что означает « видимые вместе» .

Уравнения Навье – Стокса, применяемые к атмосферному движению, можно упростить с помощью масштабного анализа в синоптическом масштабе. Можно показать, что главными членами в горизонтальных уравнениях являются члены силы Кориолиса и градиента давления ; поэтому можно использовать геострофическое приближение . В вертикальных координатах уравнение количества движения упрощается до уравнения гидростатического равновесия .

Анализ погоды на поверхности [ править ]

Анализ приземной погоды в США 21 октября 2006 г.
Основная статья: Анализ приземной погоды

Анализ приземной погоды - это особый тип карты погоды, который обеспечивает просмотр погодных элементов над географической областью в указанное время на основе информации от наземных метеостанций. [2] Карты погоды создаются путем нанесения или отслеживания значений соответствующих величин, таких как давление на уровне моря , температура и облачность, на географической карте, чтобы помочь найти особенности синоптического масштаба, такие как погодные фронты .

Первые карты погоды в 19 веке были составлены задолго до этого, чтобы помочь разработать теорию штормовых систем. [3] После появления телеграфа впервые стало возможным одновременное наблюдение за погодой на поверхности . Начиная с конца 1840-х годов, Смитсоновский институт стал первой организацией, проводившей анализ поверхности в реальном времени. Использование поверхностного анализа впервые началось в Соединенных Штатах, а в 1870-х годах оно распространилось по всему миру. Использование норвежской модели циклона для фронтального анализа началось в конце 1910-х годов по всей Европе, а во время Второй мировой войны ее использование, наконец, распространилось на Соединенные Штаты .

Для анализа погоды на поверхности используются специальные символы, которые показывают фронтальные системы, облачный покров, осадки или другую важную информацию. Например, H означает высокое давление , что означает хорошую и ясную погоду. L представляет низкое давление , которое часто сопровождает осаждение. Различные символы используются не только для фронтальных зон и других границ поверхности на погодных картах, но и для изображения текущей погоды в различных местах на погодной карте. Области выпадения осадков помогают определить фронтальный тип и расположение. Мезомасштабные системы и границы, такие как тропические циклоны , границы оттока и линии шкваловтакже анализируются при анализе погоды на поверхности. Изобары обычно используются для определения границ поверхности от полярных широт лошади , в то время как анализ линий тока используется в тропиках. [4]

Внетропический циклон [ править ]

Фиктивная синоптическая карта внетропического циклона, поразившего Великобританию и Ирландию. Синие стрелки между изобарами указывают направление ветра, а символ «L» обозначает центр «минимума». Обратите внимание на закрытые, холодные и теплые фронтальные границы .
Основная статья: внетропический циклон

Внетропический циклон синоптических шкал низкого давление система погоды , что не имеют ни тропических , ни полярные характеристики, которые связаны с фронтами и горизонтальными градиентами в температуре и точке росы иначе известной как «бароклинные зоны». [5]

Дескриптор «внетропический» относится к тому факту, что циклон этого типа обычно возникает за пределами тропиков, в средних широтах планеты. Эти системы также могут быть описаны как «среднеширотные циклоны» из-за их области образования или «посттропические циклоны», где произошел внетропический переход , [5] [6], но часто их называют «депрессиями» или «понижениями» "синоптики и общественность. Это повседневные явления, которые вместе с антициклонами определяют погоду на большей части Земли.

Хотя внетропические циклоны почти всегда классифицируются как бароклинные, поскольку они образуются вдоль зон температуры и градиента точки росы в пределах западных ветров , они иногда могут стать баротропными в конце своего жизненного цикла, когда распределение температуры вокруг циклона становится довольно равномерным по радиусу. [7] Внетропический циклон может превратиться в субтропический шторм, а оттуда в тропический циклон, если он живет над теплыми водами и развивает центральную конвекцию, которая нагревает его ядро. [8]

Наземные системы высокого давления [ править ]

Основная статья: Зона высокого давления
Мост Золотые Ворота в тумане

Системы высокого давления часто связаны со слабым ветром у поверхности и проседанием через нижнюю часть тропосферы . Оседание обычно приводит к высушиванию воздушной массы за счет адиабатического или компрессионного нагрева. [9] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. [10] 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 (т.е. тепловая энергия от поверхности) не поглощается, что приводит к более прохладной дневной температуре.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 . [11] Если низкий уровень относительной влажности повышается до 100 процентов за ночь, может образоваться туман . [12]

Сильные, вертикально мелкие системы высокого давления, перемещающиеся из более высоких широт в более низкие в северном полушарии, связаны с континентальными арктическими воздушными массами. [13] Низкая резкая инверсия может привести к появлению областей стойких слоисто-кучевых облаков или слоистых облаков., в просторечии известный как антициклонический мрак. Тип погоды, вызванный антициклоном, зависит от его происхождения. Например, расширение Азорских островов с высоким давлением может вызвать антициклонический мрак зимой, поскольку они нагреваются у основания и будут удерживать влагу при движении над более теплыми океанами. Высокое давление, которое увеличивается на север и распространяется на юг, часто приносит ясную погоду. Это происходит из-за охлаждения в основании (в отличие от нагрева), что помогает предотвратить образование облаков.

На погодных картах эти области показывают сходящиеся ветры (изотахи), также известные как слияние , или сходящиеся линии высот около или выше уровня отсутствия расхождения, который находится около поверхности давления 500 гПа примерно на полпути через тропосферу. [14] [15] Системы высокого давления также называют антициклонами. На погодных картах центры высокого давления связаны с буквой H на английском языке [16] или A на испанском языке [17], потому что alta - это испанское слово, обозначающее высокое внутри изобары с самым высоким значением давления. На диаграммах верхнего уровня постоянного давления он расположен в пределах контура линии наибольшей высоты. [18]

Погодные фронты [ править ]

Основная статья: Погодный фронт
Различные воздушные массы обычно разделяются фронтальными границами. Арктический фронт отделяет Арктику от полярных воздушных масс, а полярный фронт отделяет полярный воздух от теплых воздушных масс. (cA - континентальная арктика; cP - континентальная полярная; mP - морская полярная; cT - континентальный тропический; и mT - морской тропический.)

Атмосферный фронт является границей , разделяющей две массы воздуха различных плотностей , и является главной причиной метеорологических явлений . При анализе погоды на поверхности фронты изображаются с помощью разноцветных линий и символов в зависимости от типа фронта. Разделенные фронтом воздушные массы обычно различаются по температуре и влажности . Холодные фронты могут характеризоваться узкими полосами гроз и суровой погодой , а иногда им могут предшествовать линии шквалов или сухие линии . Теплым фронтам обычно предшествуетслоистые осадки и туман . Погода обычно быстро очищается после перехода фронта. На некоторых фронтах нет осадков и небольшая облачность, хотя всегда бывает смещение ветра. [19]

Холодные фронты и фронты окклюзии обычно перемещаются с запада на восток, а теплые фронты движутся к полюсу . Из-за большей плотности воздуха за ними холодные фронты и холодные окклюзии движутся быстрее, чем теплые фронты и теплые окклюзии. Горы и теплые водоемы могут замедлить движение фронтов. [20] Когда фронт становится стационарным и контраст плотности на фронтальной границе исчезает, фронт может выродиться в линию, разделяющую области с различной скоростью ветра, известную как линия сдвига. Чаще всего это встречается в открытом океане.

См. Также [ править ]

  • Мезомасштабная метеорология
  • Микромасштабная метеорология
  • Масштаб шторма
  • Разномасштабная метеорология
  • Очерк метеорологии

Ссылки [ править ]

  1. ^ Американское метеорологическое общество. Циклоническая шкала. Проверено 21 января, 2017. Архив
  2. ^ Air Apparent: Как метеорологи научились наносить на карту, предсказывать и драматизировать погоду. Издательство Чикагского университета, Чикаго: 1999.
  3. ^ Эрик Р. Миллер. Американские пионеры в метеорологии. Проверено 18 апреля 2007.
  4. ^ Бюро метеорологии. Карта погоды. Проверено 10 мая 2007 года.
  5. ^ a b Доктор ДеКария (2005-12-07). «ESCI 241 - Метеорология; Урок 16 - Внезапные циклоны» . Департамент наук о Земле Миллерсвилльского университета, Миллерсвилл, Пенсильвания . Архивировано из оригинала на 2006-09-03 . Проверено 21 октября 2006 .
  6. ^ Роберт Харт и Дженни Эванс (2003). «Синоптические композиты внетропического переходного жизненного цикла ТЦ Северной Атлантики, как определено в фазовом пространстве циклонов» (PDF) . Американское метеорологическое общество . Проверено 3 октября 2006 .
  7. ^ Райан Н. Мау. ГЛАВА 3: ПАРАДИГМЫ ЦИКЛОНОВ И КОНЦЕПТУАЛИЗАЦИИ ЭКСТРАПИЧЕСКОГО ПЕРЕХОДА. Архивировано 10 мая2008 г.на Wayback Machine. Проверено 15 июня 2008 г.
  8. ^ Атлантическая океанографическая и метеорологическая лаборатория , Отдел исследования ураганов. «Часто задаваемые вопросы: что такое внетропический циклон?» . NOAA . Проверено 25 июля 2006 .
  9. ^ Управление Федерального координатора по метеорологии (2006). Приложение G: Глоссарий. Архивировано 25 февраля 2009 г. на Wayback Machine NOAA . Проверено 16 февраля 2009.
  10. ^ Джек Уильямс (2007). Что происходит внутри взлетов и падений. USA Today . Проверено 16 февраля 2009.
  11. ^ Правительство Мьянмы (2007). Туман. Архивировано 27 января2007 года на Wayback Machine. Проверено 11 февраля 2007 года.
  12. ^ Роберт Тардиф (2002). Характеристики тумана. Архивировано 2011-05-20 в Вайбак Machine НКАР Национальной исследовательской лаборатории. Проверено 11 февраля 2007.
  13. ^ Новости CBC (2009). Во всем виноват Юкон: арктические воздушные массы холодят остальную часть Северной Америки. Канадский радиовещательный центр. Проверено 16 февраля 2009.
  14. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Уровень недивергенции. Американское метеорологическое общество . Проверено 17 февраля 2009.
  15. ^ Константин Мачев (2009). Среднеширотные циклоны - II. Архивировано 25 февраля 2009 г. в Университете Wayback Machine во Флориде . Проверено 16 февраля 2009.
  16. ^ Keith C. Heidorn (2005). Взлеты и падения погоды: Часть 1 Максимум. Врач погоды. Проверено 16 февраля 2009.
  17. ^ Instituto Nacional de Meteorologia. Meteorologia del Aeropuerto de la Palma. Архивировано 9 марта 2008 года на Wayback Machine. Проверено 5 мая 2007 года.
  18. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Высоко. Американское метеорологическое общество . Проверено 16 февраля 2009.
  19. ^ Автор неизвестен. «Урок 7: Облака и осадки» . Самостоятельно опубликовано. Архивировано из оригинального 11 - го января 2005 года . Проверено 29 апреля 2007 .
  20. ^ Дэвид Рот. «Единое руководство по анализу поверхности» (PDF) . Центр гидрометеорологического прогнозирования . Проверено 22 октября 2006 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Определение синоптической шкалы
  • Определение синоптической метеорологии
  • Определение синоптических часов