ЦИКЛОН (ГЕОГРАФИЧ.)

Циклон(от греч. kyklon ‒ кружащийся, вращающийся), атмосферное возмущение с пониженным давлением в центре и вихревым движением воздуха. Различают Ц. внетропические и тропические. Последние обладают особыми свойствами и возникают гораздо реже (см.Циклон тропический).

Минимальное атмосферное давление в Ц. приходится на центр Ц. (рис. 1); к периферии оно растет, т. е. горизонтальныебарические градиентынаправлены снаружи Ц. внутрь. В хорошо развитом Ц. давление в центре на уровне моря может понижаться до 950‒960мбар(1бар= 105н/м2),а в отдельных случаях до 930‒920мбар(при среднем давлении на уровне моря около 1012мбар).Замкнутые изобары (линии равного давления) неправильной, но в общем овальной формы ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотенкмдо 2‒3 тысячкм.В этой области воздух находится в вихревом движении. В свободной атмосфере, вышепограничного слоя атмосферы(около 1000м) он движется приблизительно по изобарам, отклоняясь от барического градиента на угол, близкий к прямому, вправо в Северном полушарии и влево в Южном (вследствие влияния отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейным траекториям). В пограничном слое ветер вследствие силы трения более или менее значительно (в зависимости от высоты) отклоняется от изобар в сторону барического градиента. У земной поверхности ветер образует с барическим градиентом угол порядка 60°, т.е. к вращательному движению воздуха присоединяется течение воздуха вовнутрь Ц. (рис. 1). Линии тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру Ц. Скорости ветра в Ц. сильнее, чем в смежных областях атмосферы; иногда они достигают более 20м/сек(шторм) и даже более 30м/сек(ураган).

В связи с восходящими составляющими движения воздуха, особенно вблизифронтов атмосферных,в Ц. преобладает облачная погода. Основная часть атмосферных осадков во внетропических широтах выпадает именно в Ц. Вследствие вихревого движения воздуха в область Ц. втягиваются различные по температуревоздушные массыиз разных широт Земли. С этим связана температурная асимметрия Ц.: в разных его секторах температуры воздуха различны. Это относится в особенности к подвижным циклонам, возникающим на главных фронтах тропосферы (арктических, антарктических, полярных). Наблюдаются, однако, слабые («размытые») Ц. над тёплыми участками земной поверхности (пустыни, внутренние моря) ‒ т. н. термические депрессии ‒ малоподвижные, с достаточно равномерным распределением температуры.

С высотой изобары Ц. постепенно теряют замкнутую форму. Это происходит по-разному, в зависимости от стадии развития Ц. и от распределения температуры в нём. В начальной стадии развития подвижной (фронтальный) Ц. охватывает лишь нижнюю часть тропосферы. В стадии наибольшего развития Ц. может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться в нижнюю стратосферу. Термические депрессии всегда ограничиваются нижней тропосферой.

Подвижные Ц. перемещаются в атмосфере в общем с З. на В. В каждом отдельном случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Противоположные (сВ. на З.) перемещения редки. Средние скорости перемещения Ц. порядка 30‒45км/ч,но встречаются Ц., которые движутся быстрее (до 100км/ч),особенно в начальных стадиях развития; в заключительной стадии Ц. могут подолгу не менять положения. Перемещение Ц. через какой-либо район вызывает резкие и значительные местные (локальные) изменения не только атмосферного давления и ветра, но также температуры и влажности воздуха, облачности, осадков.

Подвижные Ц. развиваются обычно на ранее возникших главных фронтах тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта (рис. 2,2). Неустойчивые фронтальные волны растут и превращаются в циклонические вихри. Перемещаясь вдоль фронта (обычно вытянутого по широте), Ц., в свою очередь, деформирует его, создавая меридиональные составляющие ветра и тем способствуя переносу тёплого воздуха в передней (восточной) части Ц. к высоким широтам и холодного воздуха в тыловой (западной) части Ц. ‒ к низким широтам. В южной части Ц. в нижних слоях создаётся т. н. тёплый сектор, ограниченный тёплым и холодным фронтами (стадия молодого Ц. ‒рис. 2, 3). В последующем, при смыкании холодного и тёплого фронтов (окклюзия Ц.), тёплый воздух оттесняется холодным воздухом от земной поверхности в высокие слои, тёплый сектор ликвидируется, и в Ц. устанавливается более равномерное распределение температуры (стадия окклюдированного Ц. ‒рис. 2, 4). Запас энергии, способной превратиться в кинетическую, в Ц. иссякает; Ц. затухает или объединяется с другим Ц.

На главном фронте обычно развивается серия (семейство) Ц., состоящая из нескольких Ц., перемещающихся один за другим. В конце развития серии отдельные ещё не затухшие Ц., объединяясь, образуют обширный, малоподвижный, глубокий и высокий центральный Ц., состоящий из холодного воздуха во всей своей толще. Постепенно и он затухает. Одновременно с образованием Ц. возникают между ними промежуточныеантициклоныс высоким давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного Ц. занимает несколько дней; серия Ц. и центральный Ц. могут существовать одну-две недели. В каждом полушарии в каждый момент можно обнаружить несколько главных фронтов и связанных с ними серий Ц.; общее число Ц. за год составляет много сотен над каждым полушарием.

Есть определенные широты и области, в которых образование главных фронтов и фронтальных возмущении происходит относительно регулярно (см.Фронты климатологические).В результате существуют определенные географические закономерности в повторяемости возникновения и перемещения Ц. и антициклонов и их серий, т. е. в т. н. циклонической деятельности. Однако влияния суши и моря, топографии, орографии и др. географических факторов на образование и перемещение Ц. и антициклонов и их взаимодействие делают общую картину циклонической деятельности очень сложной и быстро меняющейся. Циклоническая деятельность приводит к междуширотному обмену воздухом, количеством движения, тепла, влаги, что делает её важнейшим фактором в общейциркуляции атмосферы.

Лит.:

Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973; Петерсен С., Анализ и прогноз погоды, пер. с англ., Л., 1961; Хромов С. П., Основы синоптической метеорологии, Л., 1948; Зверев А. С., Синоптическая метеорология и основы предвычисления погоды, Л., 1968; Погосян Х. П., Циклоны, Л., 1976.

С. П. Хромов.