Tsüklonid, antitsüklonid, taifuunid, orkaanid, tornaadod, tornaadod – need nähtused on põhjustatud keeriste liikumisest atmosfääris, millega kaasnevad (suuremad või väiksemad) sademed. Mõelge selle elemendi omadustele ja esinemistingimustele.
Õhumasside liikumine atmosfääris
Meie planeedi atmosfääris toimub pidev õhumasside ringlus koos energia ja materiaalsete komponentide ülekandega. Liikumine pooleli:
- põhjast lõunasse ja vastassuunas (meridionaalne);
- läänest itta ja vastassuunas (laiuskraadil).
Troposfääris toimuvad lisaks õhumasside meridionaalsetele ja laiuskraadidele ülekandumisele atmosfääri pöörislikud liikumised, millega kaasnevad sademed – tsüklonid ja antitsüklonid.
Need nähtused põhjustavad muutusi kliimatingimustes planeedi kõigis piirkondades.
Troposfääri alumistes kihtides, troopilises vööndis, soojenevad õhumassid üsna tugev alt. Samal ajal täituvad õhumassid niiskusega (eriti ookeanide kohal). Soe õhk tõuseb üleskuni 1000-1200 meetri kõrgusele, kus hakkab jahtuma koos järgneva pilvede tekkega. Tõstetud sooja massi asemele tulevad külmad põhjamassid (põhjapoolkeral). Sooja õhumassi püüab kinni Maa pöörlemisest põhjustatud Coriolise jõud. Nad hakkavad liikuma mitte ainult ülespoole, vaid ka horisontaalselt, kaldudes kõrvale sirgjoonelisest suunast - põhjapoolkeral kirdesse. Külmad massid lähevad edelasse (lõunapoolkeral liiguvad õhumassid täpselt vastupidises suunas). Nii tekivad passaattuuled.
Suve lõpuks ja sügise alguseks soojenenud ookeani veepind annab võimaluse muude niiskusega täidetud õhumasside – mussoonide tekkeks. Nende suund on rangelt vastupidine pasaattuultele.
Planeedi termiline tasakaal säilib tänu globaalsele laiuskraadidevahelisele ülekandele: soojus troopilistest laiuskraadidest kõrgetele laiuskraadidele, külm subpolaarsetelt (kõrgetelt) laiuskraadidelt troopikasse.
Atmosfääri tsüklonaalne aktiivsus põhineb troopilise tsirkulatsiooni seosel parasvöötme õhumasside pöörisliku aktiivsusega.
Tsüklogenees
See termin viitab atmosfääri keeriselise liikumise tekkele, arengule või kokkuvarisemisele, millega kaasnevad sademed. See tähendab, et iga tsüklon - keeris, mille sees on madal rõhk. Põhjapoolkera tsüklonite "sooltes" puhuvad tuuled vastupäeva. Tsükloni alumist piirkonda iseloomustab tuule kõrvalekaldumine keskpunkti suunas.
Kaasaegne meteoroloogia jagab tsüklonaalsed pöörised kahte tüüpi: nende asukoha järgipäritolu ja järgnev tegevus – troopiline ja ekstratroopiline (parasvöötme tsüklonid).
Esimesed moodustuvad troopikas, arenedes ulatuvad nad kuni tuhande kilomeetrini (väga harva rohkem). Teine on atmosfääri keeriseline liikumine parasvöötme ja subpolaarsete laiuskraadide vööndis. Ekstratroopilised tsüklonid ulatuvad tohututeni (kuni mitu tuhat kilomeetrit).
Troopiliste tsüklonite õhu pöörisliku liikumise kiirus on tohutu, see võib ulatuda tormiväärtusteni. Need pöörised võivad liikumisel muutuda ekstratroopiliseks.
Tingimused, mis on vajalikud troopilise pöörisliikumise tekkeks
Troopilise keerise tekkeks on vajalik, et ümbritsev õhk oleks niiskusega küllastunud (see annab ebastabiilsuse teguri). Vesi ookeanis soojeneb viiekümne meetri sügavusele, temperatuurini üle kahekümne kuue kraadi Celsiuse järgi. Kui aurud kondenseeruvad troposfääri alumistes kihtides, peab õhk väga kiiresti jahtuma (see on tsükloni peamine energiaallikas).
Taifuunid ja orkaanid – troopilised tsüklonid
Kaug-Idas ja Kagu-Aasia riikides nimetatakse troopilisi atmosfääri pööriseid, millega kaasnevad sademed, taifuunideks. Põhja- ja Lõuna-Ameerika riikides - orkaanid (maiade indiaanlaste seas on tuulejumal Hurakan). Kui tormi kiirus tormi ajal ületab sada seitseteist kilomeetrit tunnis, siis on see juba orkaan.
Troopilised tsüklonid toovad kaasa tugeva vihmasaju. Merel tekivad taifuuni ja orkaani ajal tohutud lained. Kuid allajäämine nõrgestab neidtuule tegevus maal. Troopiliste tsüklonite põhjustatud vihmasajud langevad sisemaale kuni neljakümne kilomeetri kaugusele. See on väga oluline kontinentide kuiva kliima leevendamiseks.
Tsüklonid ise kannavad energiavarusid ühest planeedi kohast teise, troopikast parasvöötmesse. See on oluline globaalsete tsükloniliste protsesside jaoks atmosfääris, kuna see viib temperatuuride ühtlustumiseni planeedil, ühtlustades kliimat ja muutes selle pehmemaks.
Ekstratroopilised tsüklonid ja antitsüklonid
Atmosfääri tohutuid pööriseid (mitu tuhat kilomeetrit), millega kaasnevad sademed ning mis toimuvad parasvöötmes ja subpolaarsetes vööndites, nimetatakse ekstratroopilisteks tsükloniteks ja antitsükloniteks. Põhjatsüklonite tuulepöörised pöörlevad samas suunas kui põhjataifuunid.
Sellise orkaani tulekuga saabub halb ilm, kuid antitsüklon toob selge ja päikeselise päeva.
Parasvöötme tsüklonite esinemine
Nende moodustiste tekkemehhanismi kujutamiseks on vaja opereerida atmosfäärifrondi mõistega. Esimesel hinnangul on see piir, mis eraldab kahte erinevat õhumassi.
Tegelikult on see mitmekümne kilomeetri pikkune tsoon, mis on kallutatud ühe kraadise nurga all. Sooja frondi puhul on selle kalle liikumissuunas (nagu katab külma massi ül alt). Külma korral - vastupidi, liikumise vastasküljel. Atmosfääri liikumisvõrrandit väljendatakse Max Margulese valemiga(Austraalia meteoroloog).
Sooja ja külma frondi koosmõju viib tsüklonilise keerise tekkeni. Sellise ühendusega viiakse osa sooja frondist külma massi sisse pikliku "keele" kujul. Samal ajal tõuseb soe õhk kergema õhuna üles.
Selle interaktsiooni käigus toimub kaks protsessi, mis viivad tsüklonilise keeriseni. Auru (vee) molekulid, tõustes, hakkavad pöörlema: neid mõjutab Maa magnetväli. Nad kaasavad sellesse pöörlemisse kogu ümbritseva õhu. Selle tulemusena moodustub sellest ja veemolekulidest tohutu mullivann.
Ülaosas õhumassid jahtuvad. Sel juhul kondenseerub veeaur, mis muutub pilvedeks (need on järgnevad vihm, rahe, lumi). Selline halva ilmaga ilm võib püsida mitu päeva või isegi nädalat. See sõltub tsükloni "pikaealisusest": mida suurem on sooja õhu juurdevool, seda kauem tsüklon eksisteerib.
Antitsüklonite esinemine
Selle keerise tekkimine on tingitud atmosfääri masside vähenemisest, kui neid kuumutatakse koos ümbritsevate massidega ilma soojusvahetuseta. Selle protsessi käigus langeb siseruumides olev niiskus ja sellega kaasneb juba olemasolevate pilvede aurustumine. Maa magnetvälja mõjul hakkavad veemolekulid – põhjapoolsetes antitsüklonites – päripäeva pöörlema. Selle protsessi korral võib püsiv ilm kesta kuni kolm nädalat.
