Тарасов Л.В. - Ветры и грозы в атмосфере Земли (1109048), страница 15
Текст из файла (страница 15)
е. на плоскости. Рассмотрим систему декартовых координат и условимся связывать с плоскостью карты координатную плоскость хОу, а в качестве оси х будем рассматривать высоту н точки земной поверхности над уровнем моря. Величина Ь изменяется цри переходе от одной точки цлоскости хОу к другой, т. е. является функцией двух независимых переменных Цх, у). Такая функция может быть представлена геометрически в виде некоторой неплоской поверхности, «нависающей» над плоскостью хОу подобно тому, как функция одной переменной представляет собой некоторую линию, «нависающую» над осью х (рис. 1.37, а).
На данном рисунке представлен рельеф местности, на которой имеются два холма, две котловины, а также гребень, ложбина и седловина. Седловина напоминает конское седло; если мысленно рассечь ее плоскостью, параллельной плоскости хОС то в сечении получится кривая с минимумом, а если рассечь плоскостью, цараллельной плоскости уОС то получится кривая с максимумом. Как изобразить на тонографической карте (т. е. в плоскости хОу) трехмерный объект, каким является поверхность, представляющая собой рельеф местности? Для этого поверхность мысленно рассекают плоскостями, параллельными плоскости хОу. Плоскости проводятся на различных высотах н.
Получаются сечения в виде линий; их называют горизонталями. На рис. 1.37, а горизонтали показаны 1.5. Циклокаческал делтелькость атмосфера 83 такими, какими они выглядят на поверхности, представляющей рельеф местности. А на рис.
1.37, б даны проекции этих горизонталей на плоскость хОу, т. е. на плоскость карты; именно так выглядят горизонтали на топографической карте. Рис. 1.37, б можно превратить в топографическую карту, если дополнить систему изображенных здесь горизонталей условными обозначениями рек, дорог, населенных пунктов, сельскохозяйственных угодий и т. д. Обратим внимание на то, что каждая горизонталь на карте помечена числом. Оно фиксирует высоту в метрах над уровнем моря, соответствующую данной горизонтали. Рассматривая на топографической карте систему горизонталей и учитывая их высоты, можно прочитать рельеф изображаемой на карте местности.
6 Рис. 1.37 84 Глава д цирку«янин воздушних масс в атмосфере Барический рельеф и изобары на синоптической карте Вернемся к обсуждению циклонической деятельности атмосферы. Напомним, что давление — локальная величина: следует говорить о давлении в данной точке среды (твердого тела, жидкости или газа). Это есть степень сжатия среды в данной точке (напомним пункт «Давление как мера степени сжатия среды» в разд. Е2). В качестве среды мы рассматриваем сейчас атмосферный воздух. Каждая точка земной атмосферы характеризуется в выбранный момент времени определенным числом — значением давления, так что атмосфера представляет собой скалярное поле давлений. Его называют барическим полем.
Это поле, конечно, не является стационарным. Никогда не прекращающиеся движения воздушных масс в атмосфере обусловливают постоянно происходящие изменения барического поля во времени. Нас не будет интересовать здесь барическое поле во всем объеме земной атмосферы. Мы ограничимся рассмотрением барического поля (конкретно говоря, атмосферного давления) лишь в приповерхностном слое атмосферы.
Для определенности будем иметь в виду атмосферное давление на уровне моря. В общем случае барическое поле описывается зависимостью давления р в данный момент времени от трех независимых переменных — пространственных координат х, у, с Иначе говоря, оно описывается некоторой функцией р(х, у, я). Ограничившись рассмотрением атмосферного давления вблизи земной поверхности (на уровне моря), мы будем иметь дело с функцией не трех, а двух переменных; обозначим ее как р(х, у). Эту функцию можно представить геометрически подобно тому, как представляют функцию п(х, у), о которой шла речь в предыдущем пункте..
Итак, описывающая приповерхностное атмосферное давление для разных точек (х, у) земной поверхности функция р(х, у) представляет собой геометрически некоторую поверхность, «нависающую» над координатной плоскостью хОу; она называется барическим рельефом. Ранее обсуждался рельеф местности, определяемый некоторой функцией Ь(х, у). Барический рельеф определяется некоторой функцией р(х, у). Чтобы изобразить рельеф Ь(х, у) на топографической карте, используют горизонтали — линии, получающиеся при пересечении рельефа Ь(х, у) параллельными плоскостями, соответствую- дд циклоническая деятельность атмосферы 85 шими разным значениям высоты Ь. Чтобы изобразить рельеф р(х, у) на синоптической карте, используют изобары — линии пересечения рельефа р(х, у) параллельными плоскостями, соответствующими разным значениям давления р. Горизонтали на топографической карте помечают числами, обозначающими высоту каждой горизонтали над уровнем моря.
Изобарам на синоптической карте соответствуют числа, обозначающие давление для каждой изобары. Давление при изобарах выражают, как правило, в гектопаскалях (гПа) или в миллибарах (мбар). При рассмотрении рельефа местности не интересуются изменениями приповерхностного атмосферного давления и не отражают их на топографических картах. При рассмотрении барического рельефа не интересуются изменениями высоты поверхности над уровнем моря и не отражают их на синоптических картах. Рельеф местности и барический рельеф — это разные функции одних и тех же пространственных координат. Однако существует определенная аналогия между ними.
С холмами и котловинами на рельефе местности можно сопоставить соответственно антициклоны и циклоны на барическом рельефе. Сопоставление предполагает похожий вид функций л(х, у) и р(х, у) дпя холмов и антициклонов, а также дпя котловин и циклонов. Если на топографической карте холм — область, где местность повышается, то на синоптической карте антициклон— область, где повышается приповерхностное атмосферное давление. Котловина — область, где местность понижается, циклон — область, где понижается атмосферное давление. Гребни, ложбины и седловины на синоптической карте аналогичны гребням, ложбинам и седловинам на топографической карте. Итак, используя аналогию с рельефом местности, можно выделить пять элементов барического рельефа: циклон, антициклон, лохсбину, гребень, седловину.
Их принято называть барическими системами. Вид изобар на синоптической карте для разных типов барических систем приведен на рис. 1.38. Напомним, что давление дпя каждой изобары приводится в гекгопаскалях (миллибарах). Циклон и антициклон — барические системы с замкнутыми изобарами. Ложбина, гребень, седловина — барические системы с незамкнутыми изобарами.
Ложбина — это полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления; обычно ложбина является вытянутой периферийной областью циклона. Центра у ложбины нет, но есть осгб она показана на рисунке пунктирной 86 Глана й Циркуляция аоздушямя масс а атмосфере линией. Гребень — полоса повышенного давления между двумя областями пониженного давления; часто гребень является вытянутой периферийной областью антициклона. Гребень имеет ось (см.
штриховую линию). Седловина — область барического поля между двумя циклонами (или ложбинами) и двумя антициклонами (или гребнями), расположенными крест-накрест. Рис. 1.38 Гробены Рис. 1.39 На рис. 1.39 показана для некоторого участка синоптической карты система изобар. Она весьма похожа на систему горизонталей ).б. Тропические циклоны Гк«айфуны и ураганы) на рис. 1.37, б. Это означает, что в данном случае барический рельеф оказывается аналогичным рельефу местности, представленному на рис.
1.37, а. ранее отмечалось, что на топографическую карту наносят, кроме системы горизонталей, условные обозначения рек, дорог, населенных пунктов и т. д. На синоптическую карту наносят, кроме системы изобар, линии атмосферных фронтов и направления приповерхностных ветров. Но этим не исчерпывается принципиальное отличие синоптических карт от топографических. Система горизонталей на топографической карте практически не изменяется со временем. А вот система изобар на синоптической карте всегда относится к какому-то определенному моменту времени. С течением времени она изменяется — барическое поле нестационарно, поскольку воздушные массы находятся в постоянном движении.
1.6. ТРОПИЧЕСКИЕ ЦИКЛОНЫ (ТАЙФУНЫ И УРАГАНЫ) Тропический циклон— грозное явление природы Жители Китая, Японии, Вьетнама, Филиппин, Индии, Австралии, Мадагаскара, Центральной Америки, южных районов США, островов Карибского моря знакомы с исключительно грозным природным явлением — тропическими циклонами. В Америке их называют ураганами, а на западном побережье Тихого океана тайфунами. Название «ураган» связано с именем бога бурь у древнего народа майя. «Тайфун» в переводе с китайского означает «очень большой ветер». Великий тайфун 1281 г. уничтожил, по мнению историков, флот Хубилая, потомка Чингисхана, и тем самым предотвратил завоевание монголами Японии. Пожалуй, это был единственный в истории случай, когда тропический циклон сыграл положительную роль.
А вообще тропические циклоны причиняли и причиняют только бедствия, разрушая города, затопляя огромные территории, унося тысячи человеческих жизней. Отметим некоторые мощные тропические циклоны за последние пятьдесят лет. В сентябре 1959 г. на Японию обрушился тайфун Вера 88 Глава 6 Циркулннин воздушнык масс в атмосфера (тайфунам и ураганам принято давать женские и мужские имена). Погибли 5 тыс. человек, остались без крова полтора миллиона.
Тайфун уничтожил либо выбросил на берег более 400 судов, в том числе 12 океанских большого тоннажа. В июне 1962 г. тропический циклон опустошил все побережье республики Бангладеш. Он унес 22 тыс. человеческих жизней. В октябре 1963 г. ураган Флора на несколько суток задержался над Кубой.
Он опустошил восточную провинцию Кубы и унес более трех тысяч жизней. В ноябре !970 г. на побережье Бангладеш обрушился особенно разрушительный тайфун. Погибло более 300 тыс. человек. Более свежий пример — обрушившийся на Новый Орлеан (США) в августе 2005 г. ураган Катрина. Несмотря на все предупредительные меры, в результате урагана погибли более 1300 человек. Разрушительные тропические циклоны регулярно посещают определенные районы на земном шаре.
Их разрушительное воздействие обусловливают три фактора, три оружия тайфуна. Первое оружие — исключительно сильный ветер, его скорость превышает 30 м/с и может достигать 100 м/с. При такой скорости воздух воспринимается как твердая материя, способная наносить мощные удары. Как заметил исследователь тайфунов французский метеоролог Пьер- Андре Молэн, «такие ветры вызывают ощущение, что рушатся все нормальные отношения между живым существом и окружающим его миром. Человек чувствует, что его предали — так же, как в те минуты, когда земля сотрясается у него под ногами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
