Cyklony, anticyklóny, tajfúny, hurikány, tornáda, tornáda – tieto javy sú spôsobené vírivými pohybmi v atmosfére, sprevádzané zrážkami (väčšími alebo menšími). Zvážte charakteristiky a podmienky výskytu tohto prvku.
Pohyb vzdušných hmôt v atmosfére
V atmosfére našej planéty prebieha neustála cirkulácia vzdušných hmôt s prenosom energie a materiálových zložiek. Prebieha pohyb:
- zo severu na juh av opačnom smere (poludník);
- zo západu na východ av opačnom smere (zemepisná šírka).
V troposfére okrem poludníkových a zemepisných presunov vzdušných hmôt dochádza k vírivým pohybom atmosféry sprevádzaným zrážkami – cyklónami a anticyklónami.
Tieto javy spôsobujú zmeny klimatických podmienok vo všetkých oblastiach planéty.
V spodných vrstvách troposféry, v tropickom pásme, sa vzduchové hmoty pomerne silno zahrievajú. Vzduchové hmoty sú zároveň naplnené vlhkosťou (najmä nad oceánmi). Teplý vzduch stúpaaž do výšky 1000-1200 metrov, kde sa začína ochladzovať s následnou tvorbou oblačnosti. Namiesto vyvýšených teplých más prichádzajú studené severné masy (na severnej pologuli). Masy teplého vzduchu sú zachytené Coriolisovou silou spôsobenou rotáciou Zeme. Začnú sa pohybovať nielen smerom nahor, ale aj horizontálne, pričom sa odchyľujú od priamočiareho smeru - na severnej pologuli na severovýchod. Studené masy idú na juhozápad (na južnej pologuli sa vzduchové masy pohybujú presne opačným smerom). Takto sa tvoria pasáty.
Vodná hladina oceánu, prehriata koncom leta a začiatkom jesene, poskytuje príležitosť na tvorbu ďalších vzdušných hmôt naplnených vlhkosťou - monzúnov. Ich smer je presne opačný ako smer pasátov.
Tepelná rovnováha planéty je udržiavaná vďaka globálnemu prenosu medzi zemepisnými šírkami: teplo z tropických šírok do vysokých šírok, chlad zo subpolárnych (vysokých) šírok do trópov.
Cyklónová aktivita atmosféry je založená na spojení tropickej cirkulácie s vírivou aktivitou vzdušných hmôt v miernych zemepisných šírkach.
Cyklogenéza
Tento termín sa vzťahuje na vznik, vývoj alebo kolaps vírového pohybu atmosféry sprevádzaného zrážkami. Teda len tak hocijaký cyklón – vír s nízkym tlakom vo vnútri. „V útrobách“cyklónov severnej pologule veje vietor proti smeru hodinových ručičiek. Spodná oblasť cyklónu je charakterizovaná odchýlkou vetra smerom k jej stredu.
Moderná meteorológia rozdeľuje cyklónové víry na dva typy: podľa ich polohypôvod a následná aktivita - tropická a extratropická (mierne cyklóny).
Prvé vznikajú v trópoch, s vývojom dosahujú veľkosť až tisíc kilometrov (veľmi zriedkavo viac). Druhým je vírový pohyb atmosféry v pásme miernych a subpolárnych šírok. Extratropické cyklóny dosahujú obrovské (až niekoľko tisíc kilometrov) veľkosti.
Rýchlosť vírivého pohybu vzduchu v tropických cyklónoch je obrovská, môže dosiahnuť aj búrkové hodnoty. Tieto víry sa môžu pri pohybe stať extratropickými.
Podmienky potrebné na vytvorenie tropického vírivého pohybu
Aby sa vytvoril tropický vír, je potrebné, aby bol okolitý vzduch nasýtený vlhkosťou (to dáva faktor nestability). Voda v oceáne sa zohreje do hĺbky päťdesiat metrov, na teplotu viac ako dvadsaťšesť stupňov Celzia. Keď pary kondenzujú v spodných vrstvách troposféry, vzduch sa musí veľmi rýchlo ochladiť (toto je hlavný zdroj energie cyklónu).
Tajfúny a hurikány – tropické cyklóny
Na Ďalekom východe a v krajinách juhovýchodnej Ázie sa tropické vírivé pohyby atmosféry sprevádzané zrážkami nazývajú tajfúny. V krajinách Severnej a Južnej Ameriky - hurikány (medzi mayskými Indiánmi je bohom vetra Hurakan). Ak rýchlosť búrky počas búrky presiahne stosedemnásť kilometrov za hodinu, tak toto je už hurikán.
Tropické cyklóny prinášajú silné dažde. Na mori počas tajfúnu a hurikánu vznikajú obrovské vlny. Ale sú oslabení pádom podpôsobenie vetra na súši. Lejaky spôsobené tropickými cyklónmi padajú do vnútrozemia vo vzdialenostiach až štyridsať kilometrov. To je veľmi dôležité pre zmiernenie suchého podnebia kontinentov.
Samotné cyklóny prenášajú zásoby energie z jedného miesta na planéte na druhé, od trópov po mierne pásma. To je dôležité pre globálne cyklónové procesy v atmosfére, pretože to vedie ku konvergencii teplôt na planéte, vyrovnávaniu klímy a jej zmierňovaniu.
Extratropické cyklóny a anticyklóny
Vírivé pohyby atmosféry obrovských rozmerov (niekoľko tisíc kilometrov), sprevádzané zrážkami a vyskytujúce sa v miernych a subpolárnych zónach, sa nazývajú extratropické cyklóny a anticyklóny. Veterné víry v severných cyklónoch rotujú rovnakým smerom ako severné tajfúny.
S príchodom takéhoto hurikánu prichádza nepriaznivé počasie, no tlaková výš prináša jasný a slnečný deň.
Výskyt cyklónov miernych zemepisných šírok
Pre znázornenie mechanizmu výskytu týchto útvarov je potrebné operovať s konceptom atmosférického frontu. V prvom priblížení je to len hranica oddeľujúca dve rôzne vzdušné masy.
V skutočnosti ide o zónu niekoľkých desiatok kilometrov naklonenú pod uhlom jedného stupňa. V prípade teplého frontu leží jeho sklon v smere pohybu (akoby zhora pokrýva studenú hmotu). Pri chlade - naopak, v opačnej strane pohybu. Pohybová rovnica atmosféry je vyjadrená pomocou vzorca Maxa Margulesa(austrálsky meteorológ).
Vzájomné pôsobenie teplého a studeného frontu vedie k vytvoreniu cyklónového víru. Pri takomto spojení sa časť teplého frontu zavedie do studenej masy v podobe pretiahnutého „jazyka“. Súčasne teplý vzduch stúpa ako ľahší vzduch.
Počas tejto interakcie prebiehajú dva procesy, ktoré vedú k cyklónovému víru. Molekuly pary (vody), stúpajúce, začínajú rotovať: sú ovplyvnené magnetickým poľom Zeme. Do tohto rotačného pohybu zapájajú všetok okolitý vzduch. Výsledkom je, že sa z nej a molekúl vody vytvorí obrovská vírivka.
V hornej časti sa ochladzujú vzduchové masy. V tomto prípade dochádza ku kondenzácii vodnej pary, ktorá sa mení na oblaky (to sú následný dážď, krúpy, sneh). Takéto počasie so zlým počasím môže trvať niekoľko dní, ba týždňov. To bude závisieť od "dlhovekosti" cyklónu: čím väčší prísun teplého vzduchu, tým dlhšie cyklón existuje.
Výskyt tlakových výšok
Vznik tohto víru je spôsobený znižovaním atmosférických hmôt, keď sa zahrievajú s okolitými hmotami, bez výmeny tepla. Počas tohto procesu vlhkosť vo vnútri klesá a to znamená vyparovanie už existujúcich oblakov. Vplyvom magnetického poľa Zeme sa molekuly vody začnú otáčať – v severných anticyklónach – v smere hodinových ručičiek. Stabilné počasie v tomto procese môže trvať až tri týždne.
