Алексей Рощин - Сам себе синоптик
Но вот теплый фронт миновал. Дождь или снег прекратился, тучи рассеиваются, наступает потепление — пришла более теплая воздушная масса.
Если же теплый воздух отступает, а холодный растекается вслед за ним — значит, приближается холодный фронт. Его приход всегда вызывает похолодание. Но при движении не все слои воздуха имеют одинаковую скорость. Самый нижний слой в результате трения о земную поверхность немного задерживается, а более высокие вытягиваются вперед. Таким образом, холодный воздух обрушивается на теплый в виде вала. Теплый воздух быстро вытесняется вверх, и создаются мощные нагромождения кучевых и кучево-дождевых облаков.
Облака холодного фронта несут ливни, грозы, сопровождающиеся сильным порывистым ветром. Они могут достигать очень большой высоты, но в горизонтальном направлении простираются всего на 20…30 км. А так как холодный фронт движется обычно быстро, то бурная погода продолжается недолго — от 15…20 мин до 2…3 ч. В результате взаимодействия холодного воздуха с теплой подстилающей поверхностью образуются отдельные кучевые облака с просветами. Затем наступает полное прояснение.
Основная сила, заставляющая двигаться воздушные массы, — это разность давления. В холодной воздушной массе воздух более плотный, и поэтому атмосферное давление после прохождения холодного фронта повышается.
Воздух перемещается из области высокого давления в область более низкого. Движение это мы ощущаем в виде ветра. Ветер — это могучее всеобъемлющее явление природы. Воздушные потоки, как правило, почти параллельны земной поверхности. Вертикальные потоки встречаются гораздо реже, они слабее горизонтальных и возникают лишь в облаках или горных местностях при сильно развитой конвекции, то есть когда более теплые массы воздуха, а значит, и менее плотные, чем окружающая среда, перемещаются вверх, а более холодные и плотные — вниз. С конвекцией связано и образование кучево-дождевых облаков. На ветер действуют силы вращения и трения.
О значении ветра в изменении погоды можно судить из следующего: подует ветер из Арктики — сразу становится холодно даже в теплых южных районах нашей Родины, подует с юга — становится жарко, а зимой в северных районах начинается оттепель.
Рис. 3.Как было сказано, ветер возникает в результате разности атмосферного давления. Из этого можно сделать практический вывод, если стать спиной к ветру (рис. 3), центр низкого давления всегда будет находиться слева и несколько впереди, а высокого — справа и несколько позади. Это правило очень важно для тех, кто хочет разобраться в наблюдаемых явлениях погоды и иметь представление об изменениях ее в дальнейшем. Смена погоды часто происходит в результате поступления той или иной воздушной массы. Движутся воздушные массы обычно в виде вихрей различной величины — от мелких, наблюдающихся перед грозой, до крупных, занимающих пространства в сотни тысяч и даже миллионы квадратных километров.
Рис. 4.К огромным воздушным вихрям относятся циклоны и антициклоны (рис. 4, 5). Циклон представляет собой вихрь в диаметре до 2000 км и более, высотой от 6…8 км до 10… 12 км. В центре его — пониженное атмосферное давление. Воздух в циклонах у поверхности земли стекается к середине, образуя систему круговых ветров против движения часовой стрелки в северном полушарии и по часовой — в южном. На направление движения воздуха в циклоне оказывает влияние отклоняющая сила вращения Земли вокруг своей оси. В центре этого огромного вихря воздух поднимается и охлаждаясь, растекается на высоте. Водяные пары при этом конденсируются. Поэтому для циклонов характерна ненастная погода: зимой — большая облачность, снегопады, метели, некоторое потепление; летом — дожди, грозы, понижение температуры и усиление ветра.
Рис. 5.В синоптической практике при анализе карт погоды территория распространения циклона (антициклона) очерчивается замкнутыми кривыми линиями одинакового атмосферного давления — изобарами. Нередки случаи, когда погода на огромной территории европейской и азиатской частей СССР определяется одним циклоном. Например, в сводке Гидрометцентра СССР сообщалось («Известия» от 21 января 1979 г.): «…на Западную Сибирь вышел глубокий циклон с Баренцева моря. Центр его над Томской областью. Этот циклон определяет погоду на обширной территории от крайних северных районов Архангельской области до Байкала. Снег, метели будут наблюдаться на Урале, в северных и восточных областях Казахстана, в Красноярском крае, на Алтае, в Кемеровской, Новосибирской, Томской и Тюменской областях…» (рис. 6).
Как правило, циклоны перемещаются с запада на восток. Движение это вызвано резкими изменениями не только атмосферного давления и ветра, но и температуры, влажности воздуха. Отмечаются обильные осадки. Малые циклоны, объединяясь, могут образовать обширные глубокие циклоны, состоящие из масс холодного воздуха по всей своей толщине. Постепенно циклоны затухают. Такой процесс продолжается в течение нескольких дней. Обычно циклон длится от 1…2 до 5…7 суток. Скорость движения его от 20…30 до 70…90 км/ч.
В северном полушарии есть два района Мирового океана, где половину года господствуют циклоны. Первый район находится несколько южнее Исландии, а второй — вблизи Алеутских островов. Эти районы называются исландским и алеутским минимумами, или иначе — центрами действия атмосферы. Вообще на земном шаре циклоны часто возникают в одних и тех же районах. В северном полушарии эти районы находятся вблизи восточных берегов континентов. Зимой, например, такая особенность циркуляции атмосферы Земли обусловлена взаимодействием холодного континентального воздуха с теплым морским.
Рис. 6В зависимости от района зарождения циклоны называются средиземноморскими, балканскими, генуэзскими, амударьинскими и т. д. Циклоны, рождающиеся на юге и перемещающиеся затем к северу, принято называть южными, а циклоны северных морей, быстро перемещающиеся на юг, — «ныряющими». На европейской части СССР наиболее сильные дожди и снегопады, как правило, обусловлены южными циклонами. Они же способствуют вторжению холодных арктических масс на континент.
Деятельность циклонов приводит к межширотному обмену воздуха, тепла и влаги, что является важным фактором общей циркуляции атмосферы. В течение года количество их в каждом полушарии Земли достигает нескольких сотен. В жарких странах циклоны не велики по площади, а разница в давлении воздуха в центре и по краям значительна, поэтому ветер нередко достигает силы урагана. Скорость ветра при этом развивается до 70 км/ч, осадков выпадает до 1000 мм в сутки, на море разыгрываются штормы, в прибрежных зонах нередки наводнения. В северном полушарии тропические циклоны называют тайфунами, которые характерны для субтропической зоны Мирового океана. Это подтверждается сообщениями из различных стран этого района. Например, «Свыше 40 тысяч жителей Филиппинского острова Лусон остались без крова в результате сильных наводнений и ураганных ветров, которые принес с собой тропический тайфун «Эринг», самый мощный за последние десять лет. Особенно сильно пострадали густонаселенные провинции центрального и северного Лусона, рисовой житницы страны. Скорость ветра, сопровождавшего тайфун, превышала здесь 260 км/ч. Только в провинции Аврора было смыто и разрушено более двух с половиной тысяч жилищ. Серьезно пострадала система энергоснабжения и связи»[6].
«Небывалой силы штормы, вызванные циклоном, обрушились на некоторые районы Бангладеш. Сообщается, что погибли шесть человек, десятки ранены и тысячи людей остались без крова. В северо-восточном округе Силхет стихия разрушила более 5 тысяч домов. В округе Кхулиа несколько деревень стерты с лица земли. В некоторых районах выпал град. Ливневые дожди и град нанесли значительный ущерб посевам сельскохозяйственных культур»[7].
После продолжительного ненастья порой устанавливается ясная, солнечная погода. Безветренно, ни облачка на небе. Стрелка барометра на несколько суток застывает у отметки 1013 гПа.
Такое явление метеорологи называют антициклоном.
Антициклон — область в атмосфере, характеризующаяся повышенным давлением воздуха и представляющая собой полную противоположность циклону. В циклонах воздух сгоняется круговыми ветрами к центру, в антициклонах — расходится от центра; в циклонах небо обычно облачное, а в антициклонах — преимущественно ясное.
Как и циклоны, антициклоны перемещаются в направлении общего переноса воздуха в тропосфере, то есть с запада на восток, отклоняясь при этом к низким широтам. Средняя скорость перемещения антициклона — около 30 км/ч в северном полушарии и около 40 км/ч в южном, но нередко антициклон надолго принимает малоподвижное состояние. При длительном нахождении антициклона над одним и тем же районом может возникнуть засуха, что, например, наблюдалось на территории европейской части СССР в 1972 и 1975 гг.
