Ciklonas: apibrėžimas, tipai ir susidarymo mechanizmai
Sužinokite, kas yra ciklonas, jų tipai (tropiniai, ekstratropiniai, mezociklonai), susidarymo mechanizmai ir ciklogenezės etapai meteorologijoje.
Meteorologijoje ciklonas — tai žemo atmosferos slėgio sritis, kurioje vėjai spirale veržiasi į vidų, sukeldami sukimosi judėjimą virš paviršiaus. Meteorologijoje ciklonas apima tiek silpnai išreikštas, trumpalaikes sūkurines sistemas, tiek dideles, ilgalaikes žemo slėgio zonas. Pietų pusrutulyje ciklonai sukasi pagal laikrodžio rodyklę, o Šiaurės pusrutulyje - prieš laikrodžio rodyklę — tai lemia Žemės sukimosi poveikis (Koriolio jėga). Ciklonas yra bendras terminas, kuriuo apibūdinamos įvairios žemo slėgio sistemų rūšys, pavyzdžiui, tropiniai ciklonai, ekstra tropiniai ciklonai ir tornadai. Tokios sistemos skiriasi kilme, struktūra, energetikos šaltiniu ir mastu.
Tipai ir dydis
Didžiausios žemo slėgio sistemos yra ekstratropiniai ciklonai ir šaltojo branduolio poliariniai ciklonai, esantys sinoptinėje skalėje, kuri meteorologijoje yra 1000 km ar daugiau horizontalaus ilgio. Šiltojo branduolio ciklonai — tai tropiniai ciklonai, mezociklonai ir poliarinės žemumos, esančios mažesnėje mezoskalėje. Subtropiniai ciklonai yra vidutinio dydžio. Ciklonų būta ir kitose planetose už Žemės ribų, pavyzdžiui, Marse ir Neptūne. Pavyzdžiui, Jupiterio Didžioji raudonoji dėmė ir Neptūno Didžioji juodoji dėmė yra ilgalaikiai atmosferos sūkuriai, panašūs į ciklonus, nors jų mechanika ir dydis skiriasi nuo Žemės sistemų.
Struktūra
Stiprūs ciklonai, ypač tropiniai, turi aiškią struktūrą: akis, akies sienelė ir lietaus juostos. Ciklonai dar vadinami uraganais ir taifūnais (skirtumas — pavadinimas priklauso nuo regiono). Akis yra santykinai rami, žemo slėgio zona ciklono centre; ją supa intensyviausios vėjo ir kritulių zonos — akies sienelė. Aplinkui dažnai išsidėsto koncentruotos lietaus juostos, kurios gali sukelti stiprias liūtis ir vietines potvynius. Daugelyje ciklonų taip pat susiformuoja periferinės konvekcijos ir debesų juostos, o stipriausiuose tropiniuose uraganuose kartais vyksta akies keitimosi (eyewall replacement) procesai, kurie laikinai keičia intensyvumą.
Susidarymo mechanizmai (ciklogenezė)
Ciklonų susidarymo ir stiprėjimo procesas vadinamas ciklogeneze. Ekstratropiniai ciklonai formuojasi kaip bangos didelėse vidutinių platumų padidėjusių temperatūros kontrastų srityse, kurios vadinamos baroklininėmis zonomis. Tokiose zonose ryškūs temperatūros gradientai sukelia baroklinę nestabilumą ir leidžia susidaryti orų frontams. Šios zonos susitraukia ir sudaro orų frontus, nes ciklono cirkuliacija užsidaro ir tampa intensyvesnė. Vėlesnėje ciklonų gyvavimo ciklo stadijoje susiformuoja vadinamasis okliuzinis frontas. Tada ciklono kelią per 2–6 dienų gyvavimo ciklą nukreipia jo krypties srautas, kurį sudaro poliarinė arba subtropinė srovė.
Be baroklinės dinamikos, ciklogenezėje svarbūs ir kiti veiksniai: galingi aukštesnių sluoksnių vėjo srautai (žemo slėgio sūkurį įprasmina ciklo augimą per vorticity advection), vertikalus kintamasis sluoksnio stabilumas, šilumos ir drėgmės apykaita bei latentinis šilumos išskyrimas (ypač tropiniuose ciklonuose). Tropiniai ciklonai gauna energiją iš šilto vandenyno paviršiaus ir išsiskiriančio kondensacinio šilumos kiekio; todėl jie retai formuojasi prie pusiaujo, kur Koriolio jėga yra per silpna, kad suteiktų reikiamą sukimosi momentą.
Gyvavimo ciklas ir judėjimas
Ciklonų gyvavimo trukmė labai priklauso nuo tipo: tropiniai ciklonai gali gyvuoti nuo kelių dienų iki daugiau nei savaitės, ekstratropiniai ciklonai paprastai gyvena kelias dienas. Judėjimą lemia aplinkinis „steering“ srautas — poliarinė arba subtropinė banga ar srautas. Intensyvesni ciklonai gali keistis greitai: stiprėti dėl sąveikos su jet stream arba silpnėti įžengus į sausą arba aušinančią aplinką.
Pavojai ir poveikis
- Stiprus vėjas — gali sukelti konstrukcijų pažeidimus ir elektros tiekimo sutrikimus.
- Intensyvios liūtys ir potvyniai — sutrikdo transportą, žemės ūkį ir infrastruktūrą.
- Kartais susiformuoja tornadai — ypač ekstratropinių ir tropinių ciklonų pakraščiuose.
- Pakrančių audros bangos ir potvyniai (storm surge) — pavojingiausi uraganams ir stipriems tropiniams ciklonams.
Apibendrinant, ciklonai yra įvairiapusiškos atmosferos sistemos, kurių formavimas ir elgsena priklauso nuo masto, energetikos šaltinių (šiltasis arba šaltasis branduolys), aplinkos sąlygų ir planetinės dinamikos. Studijuojant jų mechanikas, meteorologai naudoja sinoptinius ir dinaminius modelius, nuolat stebi infraraudoną, mikrobangų ir radarų informaciją bei paviršiaus stebėjimus, kad geriau prognozuotų jų vystymąsi ir poveikį gyventojams bei infrastruktūrai.
Atogrąžų ciklonas virš Brazilijos pakrantės.
Ciklonas
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra ciklonas?
A: Ciklonas - tai žemo slėgio sritis, kurioje vėjai spirale slenka į vidų. Jis gali reikšti bet kurią iš kelių žemo slėgio sistemų rūšių, pavyzdžiui, tropinius ciklonus, papildomus tropinius ciklonus ir tornadus.
K: Kaip sukasi ciklonai?
A: Pietų pusrutulyje ciklonai sukasi pagal laikrodžio rodyklę, o Šiaurės pusrutulyje - prieš laikrodžio rodyklę.
K: Kas yra sinoptinė skalė?
A: Sinoptinė skalė - tai 1000 km ar ilgesnis horizontalusis ruožas, naudojamas meteorologijoje didelio masto orų modeliams matuoti.
K: Kas yra šiltojo branduolio ciklonai?
A: Šiltojo branduolio ciklonai - tai tropiniai ciklonai, mezociklonai ir poliarinės žemumos, esančios mažesnėje mezoskalėje.
K: Ar yra kitų planetų už Žemės ribų, kuriose būta ciklų?
A: Taip, tokios planetos kaip Marsas ir Neptūnas turėjo savo ciklų versijas, pavyzdžiui, Didžiąją raudonąją dėmę Jupiteryje ir Didžiąją juodąją dėmę Neptūne.
K: Kas yra ciklogenezė?
A: Ciklogenezė yra ciklono formavimosi ir stiprėjimo procesas.
K: Kiek laiko trunka ciklo gyvavimo ciklas?
A: Ciklono gyvenimo ciklas paprastai trunka nuo 2 iki 6 dienų, kol jis išsisklaido arba nutolsta nuo sausumos.
Ieškoti