พายุไซโคลน แอนติไซโคลน ไต้ฝุ่น พายุเฮอริเคน พายุทอร์นาโด พายุทอร์นาโด - ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดจากกระแสน้ำวนในบรรยากาศพร้อมกับปริมาณน้ำฝน (มากหรือน้อย) พิจารณาลักษณะและเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นขององค์ประกอบนี้
การเคลื่อนที่ของมวลอากาศในบรรยากาศ
ในชั้นบรรยากาศของโลกของเรา มีการหมุนเวียนของมวลอากาศอย่างต่อเนื่องด้วยการถ่ายเทพลังงานและส่วนประกอบวัสดุ กำลังเคลื่อนไหว:
- จากเหนือจรดใต้และไปในทิศทางตรงกันข้าม (meridional);
- จากตะวันตกไปตะวันออกและในทิศทางตรงกันข้าม (ละติจูด).
ในชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ นอกเหนือจากการเคลื่อนตัวของมวลอากาศในเส้นเมอริเดียนและละติจูดแล้ว ยังมีการเคลื่อนตัวของชั้นบรรยากาศพร้อมกับปริมาณน้ำฝน - ไซโคลนและแอนติไซโคลน
ปรากฏการณ์เหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศในทุกภูมิภาคของโลก
ในชั้นล่างของชั้นโทรโพสเฟียร์ ในเขตร้อน มวลอากาศจะร้อนขึ้นค่อนข้างมาก ในเวลาเดียวกัน มวลอากาศก็เต็มไปด้วยความชื้น (โดยเฉพาะเหนือมหาสมุทร) อากาศร้อนขึ้นสูงถึงความสูง 1,000-1200 เมตร ซึ่งจะเริ่มเย็นลงพร้อมกับการก่อตัวของเมฆในภายหลัง แทนที่มวลอุ่นที่ยกขึ้น มวลทางเหนือที่เย็นยะเยือก (ในซีกโลกเหนือ) จะมาแทนมวลอุ่นที่เพิ่มขึ้น มวลอากาศอุ่นถูกจับโดยแรงโคริโอลิสที่เกิดจากการหมุนของโลก พวกเขาเริ่มเคลื่อนที่ไม่เพียง แต่ขึ้นไป แต่ยังเป็นแนวนอนในขณะที่เบี่ยงเบนจากทิศทางเป็นเส้นตรง - ในซีกโลกเหนือไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ มวลอากาศเย็นไปทางตะวันตกเฉียงใต้ (ในซีกโลกใต้ มวลอากาศเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม) นี่คือลักษณะของลมการค้า
ผิวน้ำของมหาสมุทรที่อุ่นขึ้นในช่วงปลายฤดูร้อนและต้นฤดูใบไม้ร่วง เปิดโอกาสให้เกิดมวลอากาศอื่นๆ ที่เต็มไปด้วยความชื้น - มรสุม ทิศทางของพวกเขาตรงกันข้ามกับลมการค้าอย่างเคร่งครัด
สมดุลทางความร้อนของโลกคงอยู่เนื่องจากการเคลื่อนตัวระหว่างละติจูดทั่วโลก: ความร้อนจากละติจูดเขตร้อนไปยังละติจูดสูง ความเย็นจากละติจูดใต้ขั้ว (สูง) สู่เขตร้อน
กิจกรรมหมุนเวียนของบรรยากาศขึ้นอยู่กับการเชื่อมโยงของการไหลเวียนของเขตร้อนกับกิจกรรมวนของมวลอากาศในละติจูดพอสมควร
ไซโคลเจเนซิส
คำนี้หมายถึงการก่อตัว การพัฒนา หรือการล่มสลายของการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำวนในชั้นบรรยากาศ พร้อมกับการตกตะกอน นั่นคือไซโคลนใด ๆ - กระแสน้ำวนที่มีแรงดันภายในต่ำ "ในลำไส้" ของพายุไซโคลนของซีกโลกเหนือพัดทวนเข็มนาฬิกา พายุไซโคลนตอนล่างมีลักษณะความเบี่ยงเบนของลมเข้าหาศูนย์กลาง
อุตุนิยมวิทยาสมัยใหม่แบ่งกระแสน้ำวนเป็นสองประเภท: ตามตำแหน่งกำเนิดและกิจกรรมที่ตามมา - เขตร้อนและนอกเขตร้อน (พายุหมุนเขตร้อน)
กลุ่มแรกก่อตัวขึ้นในเขตร้อน โดยมีการพัฒนาให้มีขนาดถึงพันกิโลเมตร (น้อยมาก) ประการที่สองคือการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำวนของบรรยากาศในเขตละติจูดพอสมควรและใต้ขั้ว พายุไซโคลนนอกเขตร้อนมีขนาดมหึมา (สูงถึงหลายพันกิโลเมตร)
ความเร็วของกระแสลมหมุนวนในพายุหมุนเขตร้อนนั้นสูงมาก มันสามารถไปถึงค่าของพายุได้ กระแสน้ำเหล่านี้อาจกลายเป็นเขตร้อนเมื่อเคลื่อนที่ได้
เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเกิดกระแสน้ำวนแบบเขตร้อน
เพื่อให้เกิดกระแสน้ำวนเขตร้อน จำเป็นต้องให้อากาศโดยรอบอิ่มตัวด้วยความชื้น (สิ่งนี้ทำให้เกิดความไม่เสถียร) น้ำในมหาสมุทรอุ่นขึ้นที่ระดับความลึกห้าสิบเมตรจนถึงอุณหภูมิมากกว่า 26 องศาเซลเซียส เมื่อไอระเหยควบแน่นในชั้นล่างของชั้นโทรโพสเฟียร์ อากาศจะต้องเย็นลงอย่างรวดเร็ว (นี่คือแหล่งพลังงานหลักของพายุไซโคลน)
พายุไต้ฝุ่นและเฮอริเคน - พายุหมุนเขตร้อน
ในตะวันออกไกลและในประเทศแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ กระแสลมหมุนวนของบรรยากาศพร้อมกับฝนเรียกว่าพายุไต้ฝุ่น ในประเทศแถบอเมริกาเหนือและใต้ - พายุเฮอริเคน (ในหมู่ชาวอินเดียมายัน เทพเจ้าแห่งสายลมคือฮูรากัน) หากความเร็วของพายุระหว่างเกิดพายุเกินหนึ่งร้อยสิบเจ็ดกิโลเมตรต่อชั่วโมง แสดงว่านี่คือเฮอริเคนแล้ว
พายุหมุนเขตร้อนทำให้ฝนตกหนัก ในทะเล ในช่วงที่เกิดพายุไต้ฝุ่นและพายุเฮอริเคน คลื่นยักษ์จะก่อตัวขึ้น แต่ก็อ่อนกำลังลงเพราะล้มลงการกระทำของลมบนบก ฝนที่ตกลงมาซึ่งเกิดจากพายุหมุนเขตร้อนพัดเข้าแผ่นดินในระยะทางไม่เกินสี่สิบกิโลเมตร นี่เป็นสิ่งสำคัญมากในการบรรเทาสภาพอากาศแห้งแล้งของทวีป
พายุไซโคลนเองก็ส่งพลังงานสำรองจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง จากเขตร้อนไปจนถึงเขตอบอุ่น นี่เป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการไซโคลนทั่วโลกในชั้นบรรยากาศ เพราะมันนำไปสู่การบรรจบกันของอุณหภูมิบนดาวเคราะห์ดวงนี้ ปรับระดับสภาพอากาศและทำให้อุณหภูมิลดลง
ไซโคลนและแอนติไซโคลนนอกเขตร้อน
การเคลื่อนที่แบบหมุนวนของชั้นบรรยากาศขนาดใหญ่ (หลายพันกิโลเมตร) ควบคู่ไปกับปริมาณน้ำฝนและเกิดขึ้นในเขตอบอุ่นและเขตใต้ขั้ว เรียกว่า ไซโคลนนอกเขตร้อนและแอนติไซโคลน กระแสลมในพายุหมุนทางเหนือหมุนไปในทิศทางเดียวกับพายุไต้ฝุ่นทางเหนือ
พายุเฮอริเคนกำลังก่อตัว สภาพอากาศแปรปรวน แต่แอนติไซโคลนนำพาวันที่อากาศแจ่มใสและแดดออก
การเกิดพายุไซโคลนในละติจูดพอสมควร
เพื่อแสดงถึงกลไกการก่อตัวเหล่านี้ จำเป็นต้องดำเนินการตามแนวคิดของบรรยากาศด้านหน้า ในการประมาณค่าแรก นี่เป็นเพียงเส้นขอบที่แยกมวลอากาศสองมวลที่ต่างกัน
อันที่จริง พื้นที่นี้เป็นพื้นที่หลายสิบกิโลเมตร เอียงเป็นมุมหนึ่งองศา ในกรณีของแนวหน้าที่อบอุ่น ความลาดชันของมันอยู่ในทิศทางของการเคลื่อนที่ (อย่างที่เคยเป็นมา ปกคลุมมวลเย็นจากด้านบน) เมื่อเย็น - ตรงกันข้ามในฝั่งตรงข้ามของการเคลื่อนไหว สมการการเคลื่อนที่ของบรรยากาศแสดงโดยสูตรของ Max Margules(นักอุตุนิยมวิทยาชาวออสเตรเลีย).
ปฏิสัมพันธ์ของความอบอุ่นและความเย็นนำไปสู่การก่อตัวของกระแสน้ำวนไซโคลน ด้วยการเชื่อมต่อดังกล่าว ส่วนหนึ่งของส่วนหน้าที่อบอุ่นจึงถูกนำเข้าสู่มวลเย็นในรูปแบบของ "ลิ้น" ที่ยืดออก ในขณะเดียวกัน อากาศอุ่นก็ลอยขึ้นเป็นอากาศที่เบากว่า
ระหว่างการโต้ตอบนี้ สองกระบวนการเกิดขึ้น ซึ่งนำไปสู่กระแสน้ำวนไซโคลน โมเลกุลของไอน้ำ (น้ำ) ที่เพิ่มขึ้นเริ่มหมุน: พวกมันได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็กของโลก พวกเขามีส่วนร่วมในการเคลื่อนที่แบบหมุนนี้อากาศโดยรอบทั้งหมด เป็นผลให้เกิดกระแสน้ำวนขนาดใหญ่และโมเลกุลของน้ำ
ที่ด้านบน มวลอากาศกำลังเย็นลง ในกรณีนี้ ไอน้ำควบแน่นซึ่งกลายเป็นเมฆ (ต่อไปนี้คือฝน ลูกเห็บ หิมะ) สภาพอากาศที่มีสภาพอากาศเลวร้ายเช่นนี้อาจคงอยู่เป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ สิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับ "อายุขัย" ของพายุไซโคลน ยิ่งมีลมอุ่นมากเท่าใด พายุไซโคลนก็จะยิ่งยาวนานขึ้น
การเกิดของแอนติไซโคลน
การเกิดขึ้นของกระแสน้ำวนนี้เกิดจากการที่มวลบรรยากาศลดลงเมื่อถูกทำให้ร้อนกับมวลโดยรอบโดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อน ในระหว่างกระบวนการนี้ ความชื้นภายในจะลดลง และทำให้เกิดการระเหยของเมฆที่มีอยู่แล้ว ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กโลก โมเลกุลของน้ำเริ่มหมุนตามเข็มนาฬิกาในแอนติไซโคลนทางตอนเหนือ สภาพอากาศที่คงที่ในกระบวนการนี้สามารถอยู่ได้นานถึงสามสัปดาห์