Lühiajaline keeris, mis tekib enne külma atmosfääri fronte. Mis on tsüklon ja antitsüklon? Atmosfääri keeriste omadused
Test teemal “Venemaa kliima” 1 variant
Ülesanne 1. Lõpeta lause:
A. Vastuvõtt maapinnale kiirguse teel päikese soojus ja valgus ____________
B. Muutused VM-ide omadustes, kui need liiguvad Maa pinnast kõrgemale___________
B. Piirkonnaga seotud õhu keerisliikumine madal rõhk _____________
D. Aasta sademete ja aurumise suhe samal perioodil__________
A. MOODUNUD ENAMUSE MEIE RIIGI ÜLE?
B. KAS NEED PÕHJUVAD TALVEL TERVALT SOOJENEMIST JA SUVEL PILVEMAST ILMA KOOS SUVE VIHMAGA?
C. TALV TOOB LUMESAJU JA SULATUSI NING SUVEL TOOB MAHE KUUMUSE SADEMIST?
Ülesanne 3.Test
1. Riigi kliima muutub selles suunas
A)cpõhjast lõunasse b) idast läände c) läänest itta
2. Seda tüüpi kliima on tüüpiline Kaug-Idale:
3. Seda tüüpi kliima on pikk külm talv ja lühikesed külmad suved, mil juuli temperatuur ei ole kõrgem kui +5C
A) arktiline B) subarktiline c) teravalt mandriline d) mussoon
4. Seda tüüpi kliimat iseloomustavad karmid talved, päikesepaisteline ja pakaseline; Suved on päikeselised ja soojad, aastaringselt sajab vähe.
A) mõõdukalt mandriline b) mandriline C) teravalt mandriline d) mussoon
5. Suured kogused homogeensete omadustega troposfääriõhku.
6. Atmosfääri alumise kihi olek sisse see koht sellel ajal.
A) atmosfäärifront b) tsirkulatsioon c) ilm d) kliima e) õhumassid f) päikesekiirgus
7. Külma frondi läbimisega kaasneb ilm.
8.PöörisedVaikse ja Atlandi ookeani kohal on õhu liikumine äärealadelt keskpunkti vastupäeva, keskel õhu liikumine ülespoole, ilm on muutlik, tuuline, pilvine, sademetega.
A) Tsüklon b) Antitsüklon
4. ülesanne.
Leia vaste: kliimatüüp
- klimatogramm 1 2 3
A) teravalt mandriline b) mussoonne c) mõõdukalt mandriline
5. ülesanne. Täitke nimekiri
põud, _________, tolmutorm, _____________, härmatis, _________, jää, __________
a) redis b) hall leib c) tsitrusviljad d) tee
Test teemal "Venemaa kliima" variant 2
Ülesanne 1. Lõpeta lause:
V. Üleminekutsoon erinevate VM-ide vahel on sadu kilomeetreid pikk ja kümneid kilomeetreid lai.________
B. Kogu sortõhu liikumine ___________
B. Kõrgsurvealaga seotud õhu keerisliikumine __________________
D. Kliimaomadused, mis toetavad põllumajanduslikku tootmist____________________
Ülesanne 2. Määrake tüüp õhumassid(VM)
A. TEKKINUD MEIE RIIGI KANNALT VAIKSE OOKEANI JA ATLANDI OOKEANI ÜLE?
B. KAS NEED AIDAVAD KAASA KUUMA, KUIVA ILMA, PÕUDA JA KUIVATE TUULTE TEKKELE?
K. MILLISED VOMID KEVADEL JA SÜGISEL KÜLMUSED TOOvad?
Ülesanne 3.Test
1. Kättesaadavus kliimapiirkonnad riigi suure ulatuse tõttu vööde sees
A) a)cpõhjast lõunasse b)) läänest itta
2. Seda tüüpi kliima on iseloomulik Lääne-Siberile:
A) mõõdukalt mandriline b) mandriline C) teravalt mandriline d) mussoon
3. Seda tüüpi kliimat iseloomustab vähese lumega üsna külm talv; sademete rohkus soojal aastaajal.
A) arktiline B) subarktiline c) teravalt mandriline d) mussoon
4. Seda tüüpi kliimat iseloomustavad pehmed, lumerohked talved ja soe suvi:
A) mõõdukalt mandriline b) mandriline C) teravalt mandriline d) mussoon
5. Kokku päikeseenergia jõuda Maa pinnale.
A) atmosfäärifront b) tsirkulatsioon c) ilm d) kliima e) õhumassid f) päikesekiirgus
6. Konkreetsele territooriumile iseloomulik keskmine pikaajaline ilmastikurežiim
A) atmosfäärifront b) tsirkulatsioon c) ilm d) kliima e) õhumassid f) päikesekiirgus
7. Sooja frondi läbimisega kaasneb ilm
A) vaikne päikseline ilm. B) äikesetormid, sajuta tuul, paduvihm.
8. Siberi kohal tekivad atmosfääri keerised,õhu liikumine keskelt äärealadele päripäeva,keskel - õhu liikumine allapoole; Ilm on stabiilne, tuuletu, pilvitu, ilma sademeteta. Suvel on soe, talvel pakane.
Ülesanne 4 .
Leidke kliimatüübi vaste
- klimatogramm 1 2 3
A) arktiline b) mussoon c) parasvöötme mandriline
5. ülesanne. Täitke nimekiri ebasoodsad kliimanähtused.
Suhhovei, _________, orkaan, ______________, rahe, ____________, udu
Ülesanne 6. Milliseid kultuure teie piirkonnas ei kasvatata ja miks?
a) kartul b) riis c) kapsas d) puuvill
Atmosfääri keeriste tekke põhimustrid
Esitame oma, üldtunnustatust erineva seletuse atmosfääri keeriste tekke kohta, mille kohaselt need tekivad ookeani Rossby lainetest. Vee tõus lainetena moodustab ookeanide pinnatemperatuuri negatiivsete anomaaliate kujul, mille keskmes on vesi külmem kui äärealadel. Need veeanomaaliad tekitavad negatiivseid õhutemperatuuri anomaaliaid, mis muutuvad atmosfääri keeristeks. Arvesse võetakse nende kujunemise mustreid.
Sageli tekivad kihistused atmosfääris, milles õhk ning selles sisalduv niiskus ja tahked ained pöörlevad põhjapoolkeral tsükloniliselt ja lõunapoolkeral antitsükloniliselt, s.o. esimesel juhul vastupäeva ja teisel juhul mööda selle liikumist. Need on atmosfääri keerised, mille hulka kuuluvad troopilised ja keskmise laiuskraadi tsüklonid, orkaanid, tornaadod, taifuunid, trombood, orkaanid, willy-willyd, begwiss, tornaadod jne.
Nende moodustiste olemus on suures osas tavaline. Troopilised tsüklonid on tavaliselt väiksema läbimõõduga kui keskmistel laiuskraadidel ja on 100-300 km, kuid õhukiirused neis on suured, ulatudes 50-100 m/s. Suure õhukiirusega pöörised läänepoolses troopilises vööndis Atlandi ookean lähedal Põhja- ja Lõuna-Ameerika nimetatakse orkaanideks, tornaadodeks, sarnased Euroopa lähedal - tromb, Vaikse ookeani edelaosa lähedal - taifuunid, Filipiinide lähedal - begwiz, Austraalia ranniku lähedal - willy-willy, in India ookean– Orkans.
Troopilised tsüklonid tekivad ookeanide ekvatoriaalosas laiuskraadidel 5-20° ja levivad lääne poole kuni ookeanide läänepiirideni ja seejärel põhjapoolkeral põhja poole, lõunapoolkeral lõunasse. Põhja või lõuna poole liikudes need sageli intensiivistuvad ja neid nimetatakse taifuunideks, tornaadodeks jne. Mandrile jõudes hävivad nad üsna kiiresti, kuid suudavad loodusele ja inimestele olulist kahju tekitada.
Riis. 1. Tornaado. Joonisel kujutatud kuju nimetatakse sageli "tornaadolehtriks". Tornaado tipust pilve kujulist moodustist ookeani pinnale nimetatakse tornaado toruks või tüveks.
Sarnased pöörlevad liigutused väiksemat õhku mere või ookeani kohal nimetatakse tornaadodeks.
Aktsepteeritud hüpotees tsükloniliste moodustiste tekke kohta. Arvatakse, et tsüklonite tekkimine ja nende energia täiendamine toimub suurte sooja õhu masside ja varjatud kondensatsioonisoojuse tõusu tagajärjel. Arvatakse, et hariduse valdkondades troopilised tsüklonid vesi on atmosfäärist soojem. Sel juhul soojendab õhku ookean ja see tõuseb ülespoole. Selle tulemusena niiskus kondenseerub ja langeb vihma kujul, rõhk tsükloni keskmes langeb, mis põhjustab õhu, niiskuse ja tsüklonis sisalduvate tahkete ainete pöörlemisliikumise tekkimist [Gray, 1985, Ivanov, 1985, Nalivkin, 1969, Gray, 1975]. Arvatakse, et sisse energia tasakaal Troopilistes tsüklonites mängib olulist rolli varjatud aurustumissoojus. Sel juhul peaks ookeani temperatuur tsükloni tekkepiirkonnas olema vähemalt 26°C.
See üldtunnustatud hüpotees tsüklonite tekke kohta tekkis ilma looduslikku teavet analüüsimata, loogiliste järelduste ja selle autorite ideede kaudu selliste protsesside arengu füüsika kohta. On loomulik eeldada: kui kihistu õhk tõuseb, mis juhtub tsüklonites, siis peaks see olema kergem kui selle perifeeria õhk.
Riis. 2. Tornaadopilve pealtvaade. See asub osaliselt Florida poolsaare kohal. http://www.oceanology.ru/wp-content/uploads/2009/08/bondarenko-pic3.jpg
Nii arvataksegi: kerge soe õhk tõuseb üles, niiskus kondenseerub, rõhk langeb ja tekivad tsükloni pöörlevad liikumised.
Mõned teadlased näevad nõrgad küljed see, kuigi üldiselt aktsepteeritud, hüpotees. Seega usuvad nad, et kohalikud temperatuuri ja rõhu erinevused troopikas ei ole nii suured, et ainult need tegurid võiksid oma rolli mängida. otsustavat rolli tsükloni esinemisel, s.o. kiirendada nii palju õhuvoolud[Yusupaliev et al., 2001]. Siiani jääb selgusetuks, mis füüsikalised protsessid esinevad troopilise tsükloni arengu algfaasis, kuidas esialgne häire intensiivistub, kuidas tekib laiaulatusliku vertikaalse tsirkulatsiooni süsteem, mis varustab energiaga tsükloni dünaamilist süsteemi [Moiseev et al., 1983]. Selle hüpoteesi pooldajad ei selgita mingil moel ookeanist atmosfääri voolava soojuse mustreid, vaid lihtsalt eeldavad nende olemasolu.
Näeme selle hüpoteesi järgmist ilmset puudust. Niisiis, selleks, et ookean õhku soojendaks, ei piisa sellest, et ookean on õhust soojem. Vajalik on soojusvoog sügavusest ookeani pinnale ja seetõttu ka vee tõus. Samal ajal on ookeani troopilises vööndis vesi sügavuses alati külmem kui pinnal ja sellist sooja voolu pole olemas. Aktsepteeritud hüpoteesi kohaselt, nagu märgitud, moodustub tsüklon veetemperatuuril üle 26 °C. Tegelikkuses näeme aga midagi muud. Nii et Vaikse ookeani ekvatoriaalvööndis, kus moodustuvad aktiivselt troopilised tsüklonid, keskmine temperatuur vesi ~ 25°C. Pealegi tekivad tsüklonid sagedamini La Niña ajal, kui ookeanipinna temperatuur langeb 20°C-ni, ja harva El Niño ajal, kui ookeanipinna temperatuur tõuseb 30°C-ni. Seetõttu võime eeldada, et aktsepteeritud hüpoteesi tsüklonite tekke kohta ei saa vähemalt troopilistes tingimustes realiseerida.
Analüüsisime neid nähtusi ja pakume välja teistsuguse hüpoteesi tsükloniliste moodustiste tekkeks ja arenguks, mis meie arvates selgitab õigemini nende olemust. Ookeani Rossby lained mängivad aktiivset rolli keerismoodustiste moodustamisel ja energiaga täiendamisel.
Maailma ookeani Rossby lained. Need moodustavad osa maailmaookeani kosmoses levivate vabade progresseeruvate lainete omavahel ühendatud väljast, neil on omadus levida ookeani avatud osas lääne suunas. Rossby lained esinevad kogu maailma ookeanis, kuid ekvatoriaalvööndis on need suured. Veeosakeste liikumine lainetes ja lainete transport (Stokes, Lagrange) on tegelikult lainevoolud. Nende kiirus (vastab energiale) on ajas ja ruumis erinev. Uurimistulemuste kohaselt [Bondarenko, 2008] on voolukiirus võrdne lainekiiruse kõikumise amplituudiga, tegelikult maksimaalse kiirusega laines. Seetõttu täheldatakse lainevoolude suurimaid kiirusi tugevate laiaulatuslike hoovuste piirkondades: läänepiir, ekvatoriaalsed ja ringpolaarsed hoovused (joon. 3a, b).
Riis. 3a, b. Atlandi ookeani põhja (a) ja lõuna (b) poolkera hoovuste ansambelkeskmistatud triivimisvaatluste vektorid. Voolud: 1 – Golfi hoovus, 2 – Guajaana, 3 – Brasiilia, 4 – Labrador, 5 – Falkland, 6 – Kanaari saar, 7 – Benguela.
Vastavalt uuringutele [Bondarenko, 2008] saab Rossby lainete voolujooned kitsas lähiekvatoriaalses vööndis (2° - 3° ekvaatorist põhja ja lõuna suunas) ja selle ümbrust skemaatiliselt kujutada dipoolina. vooluliinid (joon. 5a, b) . Tuletagem meelde, et voolujooned näitavad vooluvektorite hetkesuunda või, mis on sama, jõu suunda, mis tekitab voolusid, mille kiirus on võrdeline voolujoonte tihedusega.
Riis. 4. Kõikide troopiliste tsüklonite teed aastatel 1985-2005. Värv näitab nende tugevust Saffir-Simpsoni skaalal.
On näha, et ookeani pinna lähedal ekvatoriaalvööndis on voolujoonte tihedus palju suurem kui väljaspool seda, seetõttu on ka hoovuse kiirused suuremad. Voolude vertikaalsed kiirused lainetes on väikesed, need on ligikaudu tuhandiku horisontaalvoolu kiirusest. Kui arvestada, et horisontaalkiirus ekvaatoril ulatub 1 m/s, siis vertikaalkiirus on ligikaudu 1 mm/s. Veelgi enam, kui lainepikkus on 1 tuhat km, on laine tõusu ja languse ala 500 km.
Riis. 5 a, b. Rossby lainete voolujooned kitsas ekvatoriaalvööndis (2° - 3° ekvaatorist põhja ja lõuna suunas) nooltega ellipside kujul (lainevoolude vektor) ja selle ümbrus. Ülal on vertikaalne läbilõige piki ekvaatorit (A), all on hoovuse pealtvaade. Külma sügava vee pinnale tõusmise ala on esile tõstetud helesinise ja sinisega ning sooja pinnavee sügavusele laskumise ala kollasega [Bondarenko, Zhmur, 2007].
Lainete jada nii ajas kui ka ruumis on modulatsioonis (grupid, trennid, löögid) moodustunud pidev väikeste - suurte - väikeste jne jada. lained Rossby lainete parameetrid Vaikse ookeani ekvatoriaalvööndis määrati voolumõõtmiste põhjal, mille näidis on toodud joonisel fig. 6a ja temperatuuriväljad, mille näidis on näidatud joonisel fig. 7a, b, c. Laineperioodi saab hõlpsasti graafiliselt määrata jooniselt fig. 6 a, on see ligikaudu võrdne 17-19 päevaga.
Konstantse faasi korral sobivad modulatsioonid ligikaudu 18 lainele, mis vastab ajaliselt ühele aastale. Joonisel fig. 6a on sellised modulatsioonid selgelt väljendatud, neid on kolm: 1995., 1996. ja 1998. aastal. Vaikse ookeani ekvatoriaalvööndis on kümme lainet, s.o. peaaegu pool modulatsioonist. Mõnikord on modulatsioonidel harmooniline kvaasiharmooniline iseloom. Seda seisundit võib pidada Vaikse ookeani ekvatoriaalvööndi jaoks tüüpiliseks. Kord ei ole need selgelt väljendatud ja mõnikord varisevad lained kokku ja muutuvad vahelduvate suurte ja väikeste lainetega moodustisteks või muutuvad lained tervikuna väikeseks. Seda täheldati näiteks 1997. aasta algusest 1998. aasta keskpaigani tugeva El Niño ajal, kui veetemperatuur ulatus 30°C-ni. Pärast seda tuli peale tugev La Niña: veetemperatuur langes 20°C-ni, kohati kuni 18°C.
Riis. 6 a, b. Voolukiiruse meridionaalne komponent, V (a) ja veetemperatuur (b) ekvaatori punktis (140° W) 10 m horisondil perioodil 1995–1998. Hoovustes on märgatavad Rossby lainetest moodustunud voolukiiruse kõikumised perioodiga umbes 17–19 päeva. Mõõtmistel on jälgitavad ka temperatuurikõikumised sarnase perioodiga.
Rossby lained tekitavad veepinna temperatuuri kõikumisi (mehhanismi on kirjeldatud eespool). Suured lained La Niña ajal täheldatud kõikumised vastavad veetemperatuuri suurtele kõikumisele ja El Niño ajal täheldatud väikesed kõikumised vastavad väikestele. La Niña ajal moodustavad lained märgatavaid temperatuurianomaaliaid. Joonisel fig. 7c on tõusutsoonid esile tõstetud külm vesi(sinine ja tsüaanvärv) ning nende vahel on sooja vee vajumise tsoonid (helesinised ja valge värv). El Niño ajal on need anomaaliad väikesed ega ole märgatavad (joonis 7b).
Riis. 7 a,b,c. Vaikse ookeani ekvatoriaalpiirkonna keskmine veetemperatuur (°C) 15 m sügavusel perioodil 01.01.1993 – 31.12.2009 (a) ja temperatuurianomaaliad El Niño ajal 1997. aasta detsembris (b) ja La Niña detsember 1998. (V) .
Atmosfääri keeriste teke (autori hüpotees). Troopilised tsüklonid ja tornaadod, tsunamid jne. liikuda mööda läänepoolsete piirhoovuste ekvatoriaal- ja vööndeid, milles Rossby lainetel on vee liikumise vertikaalsed kiirused suurimad (joon. 3, 4). Nagu märgitud, tõusis nendes lainetes sügav vesi ookeani pinnale troopilistes ja subtroopilised tsoonid põhjustab olulisi negatiivseid ovaalseid veeanomaaliaid ookeani pinnal, mille temperatuur keskel on madalam kui neid ümbritseva vee temperatuur, "temperatuurilaikud" (joonis 7c). Vaikse ookeani ekvatoriaalvööndis on temperatuurianomaaliatel järgmised parameetrid: ~ 2 – 3 °C, läbimõõt ~ 500 km.
Juba ainuüksi fakt troopiliste tsüklonite ja tornaadode liikumisest läbi ekvatoriaalsete ja läänepoolsete piirihoovuste tsoonide, samuti selliste protsesside arengu analüüs nagu tõus – langus, El Nino – La Ninf, passaattuuled viisid meid idee, et atmosfääri keerised peavad olema kuidagi füüsiliselt seotud Rossby lainete aktiivsusega või pigem nende poolt tekitatud, millele me hiljem seletuse leidsime.
Külma vee anomaaliad chill atmosfääriõhk, tekitades ovaalse kujuga, ümmarguse kujuga negatiivseid kõrvalekaldeid, mille keskel on külm õhk ja perifeeriasse soojem õhk. Selle tulemusena on anomaalia sees rõhk madalam kui selle perifeerias. Selle tagajärjel tekivad rõhugradiendi mõjul jõud, mis viivad õhumassid ning selles sisalduvad niiskus- ja tahked ained anomaalia keskmesse - F d. Õhumasse mõjutab Coriolise jõud - F k, mis suunab nad põhjapoolkeral paremale ja lõunapoolkeral vasakule . Seega liiguvad massid spiraalselt anomaalia keskpunkti poole. Tsüklonilise liikumise toimumiseks peab Coriolise jõud olema nullist erinev. Kuna F k =2mw u Sinf, kus m on keha mass, w on Maa pöörlemise nurksagedus, f on koha laiuskraad, u on keha kiiruse moodul (õhk, niiskus, tahked ained). Ekvaatoril F k = 0, seega tsüklonaalseid moodustisi seal ei teki. Seoses masside liikumisega ringis tekib tsentrifugaaljõud - F c, mis kipub masse anomaalia keskpunktist eemale tõrjuma. Üldiselt mõjub massidele jõud, mis kaldub nihutama neid mööda raadiust - F r = F d - F c. ja Coriolise jõud. Õhu, niiskuse ja tahkete ainete masside pöörlemiskiirus kihistudes ning nende varustatus tsükloni keskmega sõltub jõugradiendist F r. Kõige sagedamini anomaalias F d > F c. Jõud F c saavutab masside suure pöörlemise nurkkiiruse korral olulise väärtuse. Selline jõudude jaotus viib selleni, et õhk koos selles sisalduva niiskuse ja tahkete osakestega sööstab anomaalia keskmesse ja surutakse seal ülespoole. See lükatakse välja, kuid ei tõuse, nagu peetakse tsüklonite tekkimise aktsepteeritud hüpoteesides. Sel juhul suunatakse soojusvoog atmosfäärist, mitte ookeanist, nagu aktsepteeritud hüpoteeside puhul. Õhu tõus põhjustab niiskuse kondenseerumist ja vastavalt rõhu langust anomaalia keskmes, pilvede teket selle kohal ja sademeid. See toob kaasa anomaalia õhutemperatuuri languse ja rõhu veelgi suurema languse selle keskel. Tekib omamoodi protsesside seos, mis üksteist vastastikku tugevdavad: rõhu langus anomaalia keskmes suurendab õhu juurdevoolu sellesse ja vastavalt selle tõusu, mis omakorda toob kaasa veelgi suurema rõhu languse ja vastavalt õhu, niiskuse ja tahkete osakeste masside juurdevoolu suurenemine anomaaliasse. See omakorda toob kaasa õhu (tuule) liikumise kiiruse tugeva tõusu anomaalias, moodustades tsükloni.
Seega on meil tegemist protsesside seosega, mis üksteist vastastikku tugevdavad. Kui protsess kulgeb intensiivistamata, sundrežiimis, siis reeglina on tuule kiirus väike - 5-10 m/s, kuid mõnel juhul võib see ulatuda 25 m/s. Seega on tuulte kiirus - passaattuuled 5–10 m/s, ookeanide pinnavee temperatuuride erinevus 300–500 km ulatuses 3–4 °C. Kaspia mere rannikutõusudel ja Musta mere avaosas võivad tuuled ulatuda 25 m/s veetemperatuuri erinevusega ~ 15°C 50–100 km ulatuses. Troopilistes tsüklonites, tornaadodes, tornaadodes üksteist vastastikku tugevdavate protsesside ühendamise "töö" ajal võib tuule kiirus neis jõuda oluliste väärtusteni - üle 100-200 m/s.
Tsükloni toitmine energiaga. Oleme juba märkinud, et Rossby lained piki ekvaatorit levivad läände. Need moodustavad ookeani pinnal ~500 km läbimõõduga negatiivse temperatuuriga veeanomaaliaid, mida toetab ookeani sügavustest tulev negatiivne soojus- ja veemassivool. Anomaaliate tsentrite vaheline kaugus on võrdne lainepikkusega, ~ 1000 km. Kui tsüklon on anomaalia kohal, toidab seda energia. Kuid kui tsüklon satub kõrvalekallete vahele, ei laeta seda praktiliselt energiaga, kuna sel juhul pole vertikaalseid negatiivseid soojusvooge. Ta läbib selle tsooni inertsist, võib-olla väikese energiakaoga. Seejärel saab see järgmise anomaalia korral täiendava energiaportsjoni ja see jätkub kogu tsükloni teekonna vältel, mis sageli muutub tornaadoks. Muidugi võivad tekkida tingimused, kui tsüklonis ei esine mingeid kõrvalekaldeid või need on väikesed, ja see võib aja jooksul kokku kukkuda.
Tornaado teke. Pärast seda, kui troopiline tsüklon jõuab ookeani läänepiirile, liigub see põhja poole. Coriolise jõu suurenemise tõttu nurk- ja lineaarne kiirusõhu liikumine tsüklonis, rõhk selles langeb. Rõhu erinevused tsüklonaalses moodustises ja väljaspool ulatuvad väärtuseni üle 300 mb, samas kui keskmise laiuskraadi tsüklonites on see väärtus ~ 30 mb. Tuule kiirus ületab 100 m/s. Tõusva õhu ning selles sisalduvate tahkete osakeste ja niiskuse ala kitseneb. Seda nimetatakse keerise moodustumise tüveks või toruks. Õhu, niiskuse ja tahkete ainete massid sisenevad tsüklonaalse moodustise perifeeriast selle keskele, torusse. Selliseid toruga moodustisi nimetatakse tornaadodeks, verehüübedeks, taifuunideks, tornaadodeks (vt joon. 1, 2).
Tornaado keskosas õhu pöörlemise suurte nurkkiiruste korral tekivad järgmised tingimused: F d ~ F c. Jõud F d tõmbab õhumassi, niiskust ja tahkeid osakesi tornaado perifeeriast toru seintele. , jõud F c - toru sisemisest piirkonnast selle seinteni. Nendes tingimustes ei ole torus niiskust ega tahkeid aineid ning õhk on selge. Sellist tornaado, tsunami jne seisundit nimetatakse "tormi silmaks". Toru seintel on osakestele mõjuv jõud praktiliselt null ja toru sees on see väike. Tornaado keskel on ka õhu pöörlemise nurk- ja lineaarkiirused väikesed. See seletab tuule puudumist toru sees. Kuid seda tornaado seisundit "tormi silmaga" ei täheldata mitte kõigil juhtudel, vaid ainult siis, kui ainete pöörlemisnurkkiirus jõuab olulise väärtuseni, s.o. V tugevad tornaadod.
Tornaadot, nagu troopilist tsüklonit, kogu oma tee üle ookeani toidab Rossby lainete tekitatud veetemperatuuri anomaaliate energia. Maal puudub selline energia pumpamise mehhanism ja seetõttu hävib tornaado suhteliselt kiiresti.
On selge, et ookeani kohal kulgeva tornaado oleku ennustamiseks on vaja teada pinna- ja süvavee termodünaamilist olekut. Seda teavet annab kosmosest filmimine.
Troopilised tsüklonid ja tornaadod tekivad tavaliselt suvel ja sügisel, mil Vaikses ookeanis tekib La Niña. Miks? Ookeanide ekvatoriaalvööndis saavutavad just sel ajal Rossby lained oma suurima amplituudi ja tekitavad olulise ulatusega temperatuurianomaaliaid, mille energia toidab tsüklonit [Bondarenko, 2006]. Me ei tea, kuidas Rossby lainete amplituudid ookeanide subtroopilises osas käituvad, seega ei saa öelda, et seal sama juhtub. Kuid on hästi teada, et sügavad negatiivsed anomaaliad selles tsoonis ilmnevad suvel, kui pinnavett soojendatakse rohkem kui talvel. Nendes tingimustes tekivad vee ja õhu temperatuurianomaaliad suurte temperatuuride erinevustega, mis seletab tugevate tornaadode teket peamiselt suvel ja sügisel.
Keskmise laiuskraadi tsüklonid. Need on ilma toruta koosseisud. Keskmistel laiuskraadidel ei muutu tsüklon reeglina tornaadoks, kuna on täidetud tingimused Fr ~ Fk, s.t. masside liikumine on geostroofne.
Riis. 8. Musta mere pinnavee temperatuuriväli 29.09.2005 kell 19.00.
Nendes tingimustes on õhu, niiskuse ja tahkete osakeste masside kiirusvektor suunatud piki tsükloni ümbermõõtu ja kõik need massid sisenevad selle keskmesse vaid nõrgalt. Seetõttu ei suru tsüklon kokku ega muutu tornaadoks. Saime jälgida tsükloni tekkimist Musta mere kohal. Rossby lained põhjustavad sageli pinnavee negatiivseid temperatuurianomaaliaid kesksed piirkonnad selle lääne- ja idaosa. Need moodustavad mere kohal tsükloneid, mis mõnikord on suure tuulekiirusega. Sageli ulatub temperatuur anomaaliates ~ 10 – 15 °C, ülejäänud mere kohal on vee temperatuur ~ 230 °C. Joonisel 8 on näidatud veetemperatuuri jaotus Mustas meres. Taustal suhteliselt soe meri pinnavee temperatuuridega kuni ~ 23°C, selle lääneosas esineb veeanomaalia kuni ~ 10°C. Erinevused on üsna märkimisväärsed, millest tekkiski tsüklon (joon. 9). See näide osutab võimalusele rakendada meie pakutud hüpoteesi tsükloniliste moodustiste tekke kohta.
Riis. 9. Atmosfäärirõhuvälja skeem Musta mere kohal ja lähedal, vastavalt kellaajale: 19:00. 29. september 2005 Rõhk mb. Mere lääneosas on tsüklon. Tuule keskmine kiirus tsükloni piirkonnas on 7 m/s ja see on suunatud tsükloniliselt piki isobaari.
Tihti tuleb Vahemerelt Mustale merele tsüklon, mis Musta mere kohal oluliselt tugevneb. Nii et suure tõenäosusega 1854. aasta novembris. Tekkis kuulus Balaklava torm, mis uputas Inglise laevastiku. Joonisel 8 kujutatuga sarnased veetemperatuuri anomaaliad tekivad ka teistes suletud või poolsuletud meredes. Seega tugevnevad USA suunas liikuvad tornaadod tihtipeale ülesõitmisel oluliselt Kariibi meri või Mehhiko laht. Järelduste põhjendamiseks esitame sõna-sõnalt väljavõtte veebisaidilt „Atmosfääriprotsessid Kariibi meres“: „Ressurss esitab dünaamilise pildi troopiline orkaan Dean (tornaado), üks võimsamaid 2007. aastal. Suurim jõud orkaan koguneb üle veepinna, mis maast üle sõites “erooseerub” ja nõrgeneb.
Tornaadod. Need on väikesed keerismoodustised. Nagu tornaadodel, on neil ookeani või mere kohal toru, mille pinnale ilmuvad väikese ala temperatuurianomaaliad. Artikli autor pidi korduvalt jälgima tornaadosid Musta mere idaosas, kus Rossby lainete kõrge aktiivsus väga sooja mere taustal viib pinnavee arvukate ja sügavate temperatuurianomaaliate tekkeni. Tornaadode arengut selles mereosas soodustavad oluliselt ka märg õhk.
Järeldused. Tekivad atmosfääripöörised (tsüklonid, tornaadod, taifuunid jne) temperatuuri anomaaliad negatiivse temperatuuriga pinnaveed, anomaalia keskmes on veetemperatuur madalam, äärealadel kõrgem. Need anomaaliad on moodustatud maailmaookeani Rossby lainetest, mille käigus külm vesi tõuseb ookeani sügavusest selle pinnale. Pealegi on õhutemperatuur vaadeldavates episoodides tavaliselt kõrgem kui veetemperatuur. See tingimus pole aga vajalik, atmosfääripöörised võivad tekkida siis, kui õhutemperatuur ookeani või mere kohal on veetemperatuurist madalam. Peamine tingimus keerise tekkeks: negatiivse veeanomaalia olemasolu ning vee ja õhu temperatuuride erinevus. Nendes tingimustes tekib negatiivne õhuanomaalia. Mida suurem on temperatuuride erinevus atmosfääri ja ookeanivee vahel, seda aktiivsemalt tekib keeris. Kui anomaalia veetemperatuur on võrdne õhutemperatuuriga, siis keerist ei teki ja nendel tingimustel olemasolev ei arene. Siis toimub kõik nii, nagu kirjeldatud.
Kirjandus:
Bondarenko A.L. El Niño – La Niña: moodustumise mehhanism // Loodus. nr 5. 2006. lk 39 – 47.
Bondarenko A.L., Zhmur V.V. Golfi hoovuse olevik ja tulevik // Loodus. 2007. nr 7. Lk 29 – 37.
Bondarenko A.L., Borisov E.V., Žmur V.V. Mere- ja ookeanihoovuste pikalainelisest olemusest // Meteoroloogia ja hüdroloogia. 2008. nr 1. lk 72 – 79.
Bondarenko A.L. Uusi ideid tsüklonite, tornaadode, taifuunide ja tornaadode tekkemustrite kohta. 17.02.2009 http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=1534&Itemid=52
Hall V.M. Troopiliste tsüklonite teke ja intensiivistumine // Laup. Intensiivsed atmosfääri keerised. 1985. M.: Mir.
Ivanov V.N. Troopiliste tsüklonite päritolu ja areng // C.: Troopiline meteoroloogia. III rahvusvahelise sümpoosioni materjalid. 1985. L. Gidrometeoizdat.
Kamenkovitš V.M., Košljakov M.M., Monin A.S. Sünoptilised keerised ookeanis. L.: Gidrometeoizdat. 1982. 264 lk.
Moiseev S.S., Sagdeev R.Z., Tur A.V., Khomenko G.A., Shukurov A.V. Atmosfääris esinevate keeriste häirete võimendamise füüsikaline mehhanism // NSVL Teaduste Akadeemia aruanded. 1983. T.273. nr 3.
Nalivkin D.V. Orkaanid, tormid, tornaadod. 1969. L.: Teadus.
Yusupaliev U., Anisimov E.P., Maslov A.K., Shuteev S.A. Tornaado geomeetriliste omaduste kujunemise küsimuses. II osa // Rakendusfüüsika. 2001. nr 1.
Grey W. M. Troopilise tsükloni teke // Atmos. Sci. Paber, Colo. St. Univers. 1975. nr 234.
Albert Leonidovitš Bondarenko, okeanoloog, geograafiateaduste doktor, Venemaa Teaduste Akadeemia veeprobleemide instituudi juhtivteadur. Teaduslike huvide valdkond: Maailma ookeani vete dünaamika, ookeani ja atmosfääri koostoime. Saavutused: tõend ookeaniliste Rossby lainete olulisest mõjust ookeani ja atmosfääri termodünaamika kujunemisele, ilmastikule ja Maa kliimale.
[e-postiga kaitstud]
Atmosfäärifrondi mõiste all mõistetakse tavaliselt üleminekutsooni, milles kohtuvad erinevate omadustega külgnevad õhumassid. Atmosfäärifrondid tekivad sooja ja külma õhumassi põrkumisel. Need võivad ulatuda kümneid kilomeetreid.
Õhumassid ja atmosfäärifrondid
Atmosfääri tsirkulatsioon tekib erinevate õhuvoolude tekke tõttu. Atmosfääri alumistes kihtides asuvad õhumassid on võimelised omavahel kombineerima. Selle põhjuseks on üldised omadused need massid või identne päritolu.
Muuda ilmastikutingimused tekib just õhumasside liikumise tõttu. Soojad põhjustavad soojenemist ja külmad jahutavad.
Õhumasse on mitut tüüpi. Neid eristab nende esinemise allikas. Sellised massid on: arktiline, polaarne, troopiline ja ekvatoriaalne õhumass.
Atmosfäärifrondid tekivad erinevate õhumasside põrkumisel. Kokkupõrkealasid nimetatakse frontaalseteks või üleminekualadeks. Need tsoonid tekivad koheselt ja ka varisevad kiiresti kokku – kõik oleneb põrkuvate masside temperatuurist.
Sellise kokkupõrke tagajärjel tekkiv tuul võib 10 km kõrgusel ulatuda kiiruseni 200 km/k. maa pind. Tsüklonid ja antitsüklonid on õhumasside kokkupõrgete tagajärg.
Soe ja külm rind
Soojadeks frontideks loetakse külma õhu poole liikuvaid fronte. Soe õhumass liigub nendega kaasa.
Soojade frontide lähenedes on rõhk langenud, pilvisus tiheneb ja sademeid on palju. Pärast frondi möödumist tuule suund muutub, selle kiirus väheneb, rõhk hakkab järk-järgult tõusma ja sademed lakkavad.
Sooja frondi tunnuseks on sooja õhumassi voolamine külmadele, mis põhjustab nende jahtumist.
Üsna sageli kaasnevad sellega ka tugevad vihmasajud ja äikesetormid. Aga kui õhus pole piisavalt niiskust, siis sademeid ei saja.
Külmad frondid on õhumassid, mis liiguvad ja tõrjuvad välja soojad. Välja paistma külm front esimest liiki ja teist tüüpi külmfront.
Esimest tüüpi iseloomustab selle õhumasside aeglane tungimine sooja õhu all. See protsess moodustab pilvi nii rindejoone taga kui ka selle sees.
Esipinna ülemine osa koosneb ühtlasest kihtpilvede kattest. Külma frondi tekke ja lagunemise kestus on umbes 10 tundi.
Teine tüüp on suurel kiirusel liikuvad külmad frondid. Soe õhk asendub koheselt külma õhuga. See viib cumulonimbus piirkonna moodustumiseni.
Esimesed signaalid sellise frondi lähenemisest on kõrged pilved, mis visuaalselt meenutavad läätsi. Nende moodustumine toimub ammu enne tema saabumist. Külm front asub nende pilvede ilmumiskohast kakssada kilomeetrit.
2. tüüpi külmfront sisse suveperiood millega kaasnevad tugevad sademed vihma, rahe ja tugeva tuule näol. Selline ilm võib ulatuda kümneid kilomeetreid.
Talvel põhjustab 2. tüüpi külm front lumetormi, tugevat tuult ja karedust.
Venemaa atmosfääri rinded
Venemaa kliimat mõjutavad peamiselt Põhja-Jäämeri, Atlandi ookean ja Vaikne ookean.
Suvel läbivad Venemaad Antarktika õhumassid, mis mõjutavad Ciscaucasia kliimat.
Kogu Venemaa territoorium on tsüklonitele kalduv. Enamasti moodustuvad need Kara, Barentsi ja Okhotski mere kohal.
Kõige sagedamini on meie riigis kaks rinnet - Arktika ja polaarne. Nad liiguvad erinevatel kliimaperioodidel lõunasse või põhja.
Kaug-Ida lõunaosa on mõjutatud troopilisest frondist. Tugev vihmasadu keskmine rada Venemaa on põhjustatud juulis tegutseva polaar-dändi mõjust.
Pöörised õhus. Eksperimentaalselt on teada mitmeid keerise liikumiste tekitamise meetodeid. Eelpool kirjeldatud meetod suitsurõngaste saamiseks kastist võimaldab saada keeriseid, mille raadius ja kiirus on vastavalt ava läbimõõdust ja löögijõust suurusjärgus 10-20 cm ja 10 m/sek. Sellised keerised liiguvad 15-20 m kaugusele.
Pööriseid on palju suurem suurus(raadiusega kuni 2 m) ja suuremad kiirused (kuni 100 m/sek) saadakse lõhkeaineid kasutades. Ühest otsast suletud ja suitsuga täidetud torus lõhatakse põhjas asuv lõhkelaeng. Umbes 1 kg kaaluva laenguga 2 m raadiusega silindrist saadud keeris läbib umbes 500 m. Suurema osa vahemaast on sel viisil saadud keerised oma olemuselt turbulentsed ja seadusega hästi kirjeldatud algatuse, mis on sätestatud §-s 35.
Selliste keeriste tekkemehhanism on kvalitatiivselt selge. Kui õhk liigub silindris plahvatuse tagajärjel, tekib seintele piirkiht. Silindri servas katkeb piirkiht,
Selle tulemusena tekib õhuke õhukiht, millel on märkimisväärne keeris. Seejärel see kiht volditakse. Järjestikuste etappide kvalitatiivne pilt on näidatud joonisel fig. 127, mis näitab silindri ühte serva ja sellest lahti murdvat keerisekihti. Võimalikud on ka muud keeriste moodustamise skeemid.
Madala Reynoldsi arvu korral säilib keerise spiraalne struktuur üsna pikka aega. Kell suured numbrid Reynoldsi sõnul hävib ebastabiilsuse tagajärjel spiraalstruktuur koheselt ja tekib kihtide turbulentne segunemine. Selle tulemusena moodustub pöörissüdamik, mille keeriste jaotuse saab leida, kui lahendada §-s 35 püstitatud ülesanne, mida kirjeldab võrrandisüsteem (16).
Hetkel aga puudub arvutusskeem, mis võimaldaks toru etteantud parameetrite ja lõhkeaine massi järgi määrata tekkinud turbulentse keerise algparameetrid (ehk selle algraadiuse ja kiiruse). Katse näitab, et antud parameetritega torul on maksimaalne ja minimaalne laengu kaal, mille juures tekib keeris; selle teket mõjutab tugevalt laengu asukoht.
Keerised vees. Oleme juba rääkinud, et sarnasel viisil saab vees keerised saada, surudes kolviga silindrist välja teatud koguse tindiga toonitud vedelikku.
Erinevalt õhupööristest, mille algkiirus võib ulatuda 100 m/sek või rohkem, on vees kl. algkiirus 10-15 m/sek koos keerisega liikuva vedeliku tugeva pöörlemise tõttu tekib kavitatsioonirõngas. See tekib keerise tekkimise hetkel, kui silindri servast eemaldatakse piirkiht. Kui proovite saada kiirusega keeriseid
rohkem kui 20 m/sek, siis muutub kavitatsiooniõõs nii suureks, et tekib ebastabiilsus ja keeris hävib. Ülaltoodu kehtib silindrite läbimõõduga suurusjärgus 10 cm, on võimalik, et läbimõõdu suurenemisega on võimalik saada stabiilseid suurel kiirusel liikuvaid keeriseid.
Huvitav nähtus tekib siis, kui keeris liigub vees vertikaalselt üles vaba pinna suunas. Osa vedelikust, moodustades nn keeriskeha, lendab pinnast kõrgemale, algul peaaegu kuju muutmata - veerõngas hüppab veest välja. Mõnikord suureneb väljapaisatud massi kiirus õhus. Seda saab seletada õhu väljutamisega, mis toimub pöörleva vedeliku piiril. Seejärel hävitatakse eraldunud keeris tsentrifugaaljõudude mõjul.
Tilgad langevad. Tindipiiskade vette kukkumisel tekkivaid keeriseid on lihtne jälgida. Kui tinditilk vette kukub, moodustub tindirõngas, mis liigub allapoole. Teatud kogus vedelikku liigub koos rõngaga, moodustades keerise keha, mis on samuti tindiga värvitud, kuid palju nõrgem. Liikumise iseloom sõltub tugevalt vee ja tindi tiheduste suhtest. Sel juhul osutuvad märkimisväärseks tiheduse erinevused kümnendiku protsendi ulatuses.
Tihedus puhas vesi vähem kui tint. Seetõttu, kui keeris liigub, mõjub sellele jõud, mis on suunatud allapoole mööda keerise suunda. Selle jõu toime toob kaasa keerise impulsi suurenemise. Pöörise hoog
kus Г on keerise tsirkulatsioon või intensiivsus ja R on keerise rõnga raadius ja keerise kiirus
Kui jätta tähelepanuta ringluse muutus, siis võib nendest valemitest teha paradoksaalse järelduse: jõu mõju keerise liikumissuunas viib selle kiiruse vähenemiseni. Tõepoolest, punktist (1) järeldub, et impulsi suurenemisega konstandiga
tsirkulatsiooni korral peaks keerise raadius R suurenema, kuid alates (2) on selge, et pideva tsirkulatsiooni korral kiirus väheneb R suurenemisega.
Pöörise liikumise lõpus laguneb tindirõngas 4-6 eraldiseisvaks tükiks, mis omakorda muutuvad keeristeks, mille sees on väikesed spiraalsed rõngad. Mõnel juhul purunevad need sekundaarsed rõngad uuesti.
Selle nähtuse mehhanism ei ole väga selge ja sellele on mitu seletust. Ühes skeemis peaosa mängib gravitatsioon ja nn Taylori tüüpi ebastabiilsus, mis tekib siis, kui gravitatsiooniväljas paikneb tihedam vedelik vähemtiheda kohal ja mõlemad vedelikud on esialgu paigal. Kahte sellist vedelikku eraldav tasane piir on ebastabiilne - see deformeerub ja tihedama vedeliku üksikud trombid tungivad vähem tihedasse.
Tindirõnga liikumisel tsirkulatsioon tegelikult väheneb ja see põhjustab keerise täieliku seiskumise. Kuid gravitatsioonijõud mõjub rõngale jätkuvalt ja põhimõtteliselt peaks see tervikuna langema veelgi. Tekib aga Taylori ebastabiilsus ja selle tulemusena laguneb rõngas eraldiseisvateks tükkideks, mis raskusjõu mõjul laskuvad alla ja moodustavad omakorda väikesed keerisrõngad.
Selle nähtuse teine seletus on võimalik. Tindirõnga raadiuse suurenemine toob kaasa asjaolu, et osa keerisega liikuvast vedelikust võtab kuju, mis on näidatud joonisel fig. 127 (lk 352). Magnuse jõuga sarnaste jõudude toimel pöörlevale torusele, mis koosneb voolujoontest, omandavad rõnga elemendid kiiruse, mis on suunatud rõnga kui terviku liikumiskiirusega risti. See liikumine on ebastabiilne ja laguneb eraldi tükkideks, mis muutuvad taas väikesteks keerisrõngasteks.
Pöörise tekkimise mehhanismil tilkade vette kukkumisel võib olla erinev iseloom. Kui tilk langeb 1-3 cm kõrguselt, siis selle vette sattumisega ei kaasne pritsmeid ja vaba pind on kergelt deformeerunud. Tilga ja vee piiril
moodustub keeriskiht, mille voltimine viib tindirõnga moodustumiseni, mida ümbritseb keerisest kinni jäänud vesi. Sel juhul on keerise moodustumise järjestikused etapid kvalitatiivselt kujutatud joonisel fig. 128.
Kui tilgad langevad suurelt kõrguselt, on keeriste tekkemehhanism erinev. Siin levib deformeerunud langev tilk veepinnale, andes keskele maksimaalse intensiivsusega impulsi selle läbimõõdust palju suuremale alale. Selle tulemusena moodustub veepinnale lohk, mis paisub inertsi mõjul ja vajub seejärel kokku ning tekib kumulatiivne prits – tuln (vt VII peatükk).
Selle sule mass on mitu korda suurem kui tilga mass. Raskusjõu mõjul vette kukkudes moodustab voog juba lahtivõetud mustri järgi keerise (joon. 128); joonisel fig. 129 kujutab tilga langemise esimest etappi, mis viib tibu moodustumiseni.
Selle skeemi järgi tekivad keerised siis, kui veele langeb haruldane suurte tilkadega vihm – veepind kaetakse siis väikeste täkkede võrgustikuga. Selliste ploomide moodustumise tõttu on iga
tilk suurendab oluliselt selle massi ja seetõttu tungivad selle kukkumisest tingitud keerised üsna suurele sügavusele.
Ilmselt saab selle asjaolu põhjal seletada teada-tuntud vihmaga veekogudes pinnalainete summutamise mõju. On teada, et lainete olemasolul on osakeste kiiruse horisontaalsed komponendid pinnal ja mingil sügavusel vastassuunalised. Vihma ajal summutab sügavusse tungiv märkimisväärne kogus vedelikku lainekiirust ning sügavusest tõusvad hoovused summutavad kiirust pinnal. Huvitav oleks seda efekti üksikasjalikumalt arendada ja selle matemaatilist mudelit üles ehitada.
Aatomiplahvatuse keerispilv. Aatomiplahvatuse käigus keerisepilve tekkega väga sarnast nähtust võib täheldada tavalõhkeainete plahvatuste ajal, näiteks tihedal pinnasel või terasplaadil paikneva lameda ümmarguse lõhkeplaadi plahvatamisel. Võite paigutada lõhkeaine ka sfäärilise kihi või klaasi kujul, nagu on näidatud joonisel fig. 130.
Maapealne aatomiplahvatus erineb tavapärasest plahvatusest peamiselt energia (kineetilise ja termilise) oluliselt suurema kontsentratsiooni poolest, kusjuures ülespoole paiskub väga väike gaasimass. Selliste plahvatuste korral tekib ujuvusjõu toimel keerispilv, mis ilmneb tänu sellele, et plahvatuse käigus tekkinud kuuma õhu mass on kergem. keskkond. Ka ujuvusjõud mängib olulist rolli keerisepilve edasisel liikumisel. Nii nagu vees liigub tindipööris, viib selle jõu mõju keerisepilve raadiuse suurenemiseni ja kiiruse vähenemiseni. Nähtuse muudab keerulisemaks asjaolu, et õhutihedus muutub kõrgusega. Selle nähtuse ligikaudne arvutusskeem on töös olemas.
Turbulentsi keerise mudel. Laske vedeliku või gaasi voolul voolata ümber pinna, mis on sfääriliste segmentidega piiratud süvenditega tasapind (joonis 131, a). Peatükis V näitasime, et mõlkide piirkonnas tekivad loomulikult pideva keerisusega tsoonid.
Oletame nüüd, et keerise tsoon eraldub pinnast ja hakkab põhivoolus liikuma (joon.
131,6). Sellel tsoonil on keerise tõttu lisaks põhivoolu kiirusele V ka V-ga risti olev kiiruskomponent. Selle tulemusena põhjustab selline liikuv keerise tsoon turbulentset segunemist vedelikukihis, mille suurus millest kümneid kordi suurem kui mõlgi suurus.
Seda nähtust saab ilmselt kasutada suurte veemasside liikumise selgitamiseks ja arvutamiseks ookeanides, samuti õhumasside liikumise mägipiirkondades tugeva tuule ajal.
Vähendatud vastupanu. Peatüki alguses rääkisime sellest, et ilma kestadeta õhu- või veemassid, mis koos keerisega liiguvad, kogevad vaatamata oma halvasti voolujoonelisele kujule oluliselt väiksemat takistust kui samad massid kestades. Samuti tõime välja takistuse vähenemise põhjuse – see on seletatav kiirusvälja pidevusega.
Tekib loomulik küsimus selle kohta, kas voolujoonelisele kehale on võimalik anda selline kuju (liikuva piiriga) ja anda sellele selline liikumine, et sel juhul tekkiv vool oleks sarnane keerise liikumise ajal voolava vooluga ja sellega proovida vastupanu vähendada?
Toome siinkohal B. A. Lugovtsovile kuuluva näite, mis näitab, et sellisel küsimuse sõnastamisel on mõtet. Vaatleme x-telje suhtes sümmeetrilist kokkusurumatu inviscid vedeliku tasapinnalist potentsiaalset voolu, mille ülemine pool on näidatud joonisel fig. 132. Lõpmatuses on voolu kiirus, mis on suunatud piki x-telge, joonisel fig. 132 viirutus näitab õõnsust, milles hoitakse sellist rõhku, et selle piiril on kiiruse väärtus konstantne ja võrdne
Seda on lihtne näha, kui õõnsuse asemel asetame voolu tahke liikuva piiriga, mille kiirus on samuti võrdne, siis võib meie voolu pidada täpseks lahenduseks selle keha ümber voolava viskoosse vedeliku probleemile. Tegelikult rahuldab potentsiaalne vool Navier-Stokesi võrrandit ja libisemiskindlus keha piiril on täidetud, kuna vedeliku ja piiri kiirused langevad kokku. Seega tänu liikuvale piirile jääb vool vaatamata viskoossusele potentsiaalseks, jälge ei teki ja täie jõuga kehale mõjuv on võrdne nulliga.
Põhimõtteliselt saab sellist liikuva piiriga keha konstruktsiooni praktikas rakendada. Kirjeldatud liikumise säilitamiseks on vaja pidevat energiavarustust, mis peab kompenseerima viskoossusest tingitud energia hajumist. Allpool arvutame selleks vajaliku võimsuse.
Vaadeldava voo olemus on selline, et selle kompleksne potentsiaal peab olema mitme väärtusega funktsioon. Selle ühemõttelise haru eraldamiseks me
Teeme lõike piki segmenti voolupiirkonnas (joonis 132). On selge, et kompleksne potentsiaal kaardistab selle piirkonna lõikega joonisel fig. 133, a (vastavad punktid on tähistatud samade tähtedega), sellele on märgitud ka voolujoonte kujutised (vastavad punktid on tähistatud samade numbritega). Potentsiaalne murd joonel ei riku kiirusvälja pidevust, sest komplekspotentsiaali tuletis jääb sellel sirgel pidevaks.
Joonisel fig. 133b näitab kuvamisel vooluala pilti, see on raadiusega ring, mis on lõigatud piki tegelikku telge punktist voolu hargnemispunktini B, mille kiirus on null, läheb ringi keskele
Seega on tasapinnal voolupiirkonna kujutis ja punktide asukoht täielikult määratletud. Vastasel tasapinnal saate suvaliselt määrata ristküliku mõõtmed, mille määramisel leiate
Riemanni teoreem (I peatükk) on ainus konformne kaardistus piirkonna vasaku poole kohta joonisel fig. 133 ja alumisel poolringil Joon. 133, b, milles mõlemal joonisel olevad punktid vastavad üksteisele. Sümmeetria tõttu on kogu joonisel fig. 133 ja kuvatakse ringil, millel on joonisel fig. 133, sünd. Kui valite punkti B asukoha joonisel fig. 133, a (st lõike pikkus), siis läheb see ringi keskele ja ekraan määratakse täielikult.
Seda kaardistamist on mugav väljendada parameetriga , mis varieerub ülemisel pooltasandil (joonis 133, c). Selle pooltasandi konformne kaardistamine ringile, millel on joonisel fig. 133, b punktide nõutava vastavusega saab lihtsalt välja kirjutada.
Vahelduva eduga toimub võitlus sooja ja külma hoovuse vahel, püüdes ühtlustada põhja ja lõuna temperatuuride erinevust. Siis võtavad soojad massid võimust ja tungivad sooja keele kujul kaugele põhja, mõnikord Gröönimaale, Novaja Zemljasse ja isegi Franz Josefi maale; siis tungivad arktilise õhu massid hiiglasliku “tilga” kujul lõunasse ja, pühkides teel sooja õhku, langevad Krimmi ja Kesk-Aasia vabariikidele. See võitlus on eriti ilmne talvel, kui põhja ja lõuna temperatuuride erinevus suureneb. Põhjapoolkera sünoptilistel kaartidel on alati näha mitut sooja ja külma õhu keelt tungimas eri sügavustele põhja ja lõuna suunas.
Areen, kus õhuvoolude võitlus käib, langeb just kõige...
Sissejuhatus. 2
1. Atmosfääri keeriste teke. 4
1.1 Atmosfäärifrondid. Tsüklon ja antitsüklon 4
1.2 Tsükloni 10 lähenemine ja läbipääs
2. Atmosfääri keeriste uurimine koolis 13
2.1 Atmosfääri keeriste uurimine geograafiatundides 14
2.2 Atmosfääri ja atmosfäärinähtuste õpe 6. klassist 28
Järeldus.35
Bibliograafia.
Sissejuhatus
Sissejuhatus
Atmosfääri keerised – troopilised tsüklonid, tornaadod, tormid, tuisk ja orkaanid.
Troopilised tsüklonid on keerised, mille keskel on madal rõhk; need juhtuvad suvel ja talvel. Troopilised tsüklonid esinevad ainult madalatel laiuskraadidel ekvaatori lähedal. Hävitamise poolest võib tsükloneid võrrelda maavärinate või vulkaanidega.
Tsüklonite kiirus ületab 120 m/s, sajab tihe pilvisus, sajab hoovihma, äikest ja rahet. Orkaan võib hävitada terveid külasid. Sademete hulk tundub uskumatuna võrreldes sademete intensiivsusega kõige tugevamate tsüklonite ajal keskmistel laiuskraadidel.
Tornaado on hävitav atmosfäärinähtus. See on tohutu mitmekümne meetri kõrgune vertikaalne keeris.
Inimesed ei saa veel aktiivselt troopiliste tsüklonitega võidelda, kuid oluline on aegsasti valmistuda, olgu maal või merel. Selleks hoitakse ööpäevaringselt valves meteoroloogilisi satelliite, mis on suureks abiks troopiliste tsüklonite radade ennustamisel. Nad pildistavad keeriseid ja fotolt saavad üsna täpselt kindlaks teha tsükloni keskpunkti asukoha ja jälgida selle liikumist. Seetõttu on viimasel ajal suudetud elanikkonda hoiatada selliste taifuunide lähenemise eest, mida tavaliste meteoroloogiliste vaatlustega ei õnnestunud tuvastada.
Vaatamata sellele, et tornaado mõjub hävitavalt, on see samal ajal suurejooneline atmosfäärinähtus. See on koondunud väikesele alale ja tundub, et kõik on teie silme ees. Kaldal on näha võimsa pilve keskelt välja ulatuvat lehtrit ja merepinnalt selle poole kerkivat teist lehtrit. Pärast sulgemist moodustub tohutu liikuv sammas, mis pöörleb vastupäeva. Tornaadod
Need tekivad siis, kui alumiste kihtide õhk on väga soe ja ülemistes kihtides külm. Algab väga intensiivne õhuvahetus, mis
millega kaasneb suure kiirusega keeris – mitukümmend meetrit sekundis. Tornaado läbimõõt võib ulatuda mitmesaja meetrini, kiirus 150-200 km/h. Sees tekib madalrõhkkond, nii et tornaado tõmbab endasse kõike, millega ta teel kokku puutub. Tuntud näiteks "kala"
vihmad, kui tiigist või järvest pärit tornaado imes koos veega endasse ka seal asuvad kalad.
Torm on tugev tuul, mille toel võib meri muutuda väga karmiks. Tormi võib täheldada tsükloni või tornaado möödumisel.
Tormi tuule kiirus ületab 20 m/s ja võib ulatuda 100 m/s ning kui tuule kiirus on üle 30 m/s, algab orkaan ja tuul tugevneb kuni 20-30 m/s. nimetatakse tuiskamiseks.
Kui geograafiatundides õpitakse ainult atmosfääri keeriste nähtusi, siis eluohutuse tundides õpitakse viise, kuidas nende nähtuste eest kaitsta ja see on väga oluline, sest teades kaitsemeetodeid, suudavad tänapäeva õpilased kaitsta mitte ainult iseennast. aga nende sõbrad ja lähedased atmosfääripööristest.
Katkend tööst ülevaatamiseks
19
Põhja-Jäämere piirkonnas ja Siberis piirkonnad, kus kõrgsurve. Sealt suunatakse külm ja kuiv õhumass Venemaa territooriumile. Mandri parasvöötme massid on pärit Siberist, tuues kaasa härmatise selge ilma. Talvine mereline õhumass pärineb Atlandi ookeanist, mis on sel ajal soojem kui maismaa. Järelikult toob see õhumass sademeid lumena, võimalikud on sulad ja lumesajud.
III. Uue materjali konsolideerimine
Millised õhumassid aitavad kaasa põudade ja kuumade tuulte tekkele?
Mis õhumassid toovad kaasa soojenemise, lumesaju ja suvel kuumust pehmendavad, sageli toovad pilves ilm ja sademed?
Miks sajab suvel Kaug-Idas vihma?
Miks on talvel Ida-Euroopa tasandikul ida- või kagutuul sageli palju külmem kui põhjatuul?
Ida-Euroopa tasandikul sajab rohkem lund. Miks siis talve lõpus on lumikatte paksus suurem? Lääne-Siber?
Kodutöö
Vastake küsimusele: „Kuidas seletate tänast ilma? Kust ta tuli, milliste märkide järgi te seda kindlaks tegite?
Atmosfääri rinded. Atmosfääri keerised: tsüklonid ja antitsüklonid
Eesmärgid: kujundada ettekujutus atmosfääri pööristest ja frontidest; näidata seost ilmamuutuste ja protsesside vahel atmosfääris; tutvustada tsüklonite ja antitsüklonite tekke põhjuseid.
20
Varustus: Venemaa kaardid (füüsilised, klimaatilised), näidistabelid “Atmosfäärifrondid” ja “Atmosfääripöörised”, kaardid punktidega.
Tundide ajal
I. Aja organiseerimine
II. Uurimine kodutöö
1. Frontaaluuring
Mis on õhumassid? (Suured õhuhulgad, mis erinevad oma omaduste poolest: temperatuur, niiskus ja läbipaistvus.)
Õhumassid jagunevad tüüpideks. Nimetage need, mille poolest nad erinevad? (Ligikaudne vastus. Arktika kohal tekib arktiline õhk - see on alati külm ja kuiv, läbipaistev, sest Arktikas pole tolmu. Suurema osa Venemaast parasvöötme laiuskraadidel moodustub mõõdukas õhumass - talvel külm ja soe suvel. Troopiline õhk jõuab Venemaale suvistes massides, mis moodustuvad Kesk-Aasia kõrbete kohal ja toovad kuuma ja kuiva ilma õhutemperatuuriga kuni 40 ° C.)
Mis on õhumassi muundumine? (Ligikaudne vastus. Õhumasside omaduste muutused nende liikumisel üle Venemaa territooriumi. Näiteks Atlandi ookeanilt tulev mereline parasvöötme õhk kaotab niiskuse, soojeneb suvel ja muutub mandriliseks – soojaks ja kuivaks. Talvel parasvöötme mereõhk kaotab niiskuse, kuid jahtub ning muutub kuivaks ja külmaks.)
Milline ookean ja miks mõjutab Venemaa kliimat rohkem? (Ligikaudne vastus. Atlandi ookean. Esiteks, enamik Venemaa
21
asub domineerivas läänetuule ülekandes; teiseks pole praktiliselt mingeid takistusi läänetuulte tungimisel Atlandi ookeanilt, kuna Venemaa lääneosas on tasandikud. Madalad Uurali mäed pole takistuseks.)
2. Test
1. Maa pinnale jõudva kiirguse koguhulka nimetatakse:
a) päikesekiirgus;
b) kiirgusbilanss;
c) kogukiirgus.
2. Suurim peegeldunud kiirguse näitaja on:
a) liiv; c) must muld;
b) mets; d) lumi.
3. Liikuge talvel üle Venemaa:
a) arktilised õhumassid;
b) mõõdukas õhumass;
c) troopilised õhumassid;
d) ekvatoriaalsed õhumassid.
4. Suuremas osas Venemaast suureneb õhumasside läänepoolse ülekande roll:
suvel; c) sügisel.
b) talvel;
5.Suurim näitaja kogukiirgus Venemaal on:
a) Siberist lõuna pool; c) Kaug-Ida lõunaosa.
b) Põhja-Kaukaasia;
22
6. Kogukiirguse ja peegeldunud kiirguse ning soojuskiirguse erinevust nimetatakse:
a) neeldunud kiirgus;
b) kiirgusbilanss.
7. Ekvaatori poole liikudes kogukiirguse hulk:
a) väheneb; c) ei muutu.
b) suureneb;
Vastused: 1 - sisse; 3 - g; 3 - a, b; 4 - a; 5 B; 6 - b; 7 - b.
3. Töö kaartidega
- Tehke kindlaks, millist tüüpi ilma kirjeldatakse.
1. Koidikul on pakane alla 35 °C ja lund on läbi udu vaevu näha. Kriginat on kuulda mitme kilomeetri kaugusele. Korstnate suits tõuseb vertikaalselt. Päike on punane nagu kuum metall. Päeval sädeleb nii päikest kui lund. Udu on juba sulanud. Taevas on sinine, valgusest läbi imbunud, kui tõstad pilgu, on tunne nagu suvine. Ja väljas on külm, tugev pakane, õhk on kuiv, tuult pole.
Külm tugevneb. Kogu taigas on kuulda praksuvate puude mürinat. Jakutskis on jaanuari keskmine temperatuur –43 °C, detsembrist märtsini sajab keskmiselt 18 mm sademeid. (Mandri parasvöötme.)
2. 1915. aasta suvi oli väga tormine. Suure järjekindlusega sadas kogu aeg. Ühel päeval sadas kaks päeva järjest väga tugevat vihma. Ta ei lubanud inimestel oma majadest lahkuda. Kartes, et vesi kandub paadid minema, tõmbasid nad need veelgi kaldale. Mitu korda ühe päeva jooksul
23
nad lõid need ümber ja valasid vee välja. Teise päeva lõpupoole tuli järsku ülevalt vett ja ujutas kohe kõik kaldad üle. (Mõõdukas mussoon.)
III. Uue materjali õppimine
Kommentaarid. Õpetaja pakub kuulata loengut, mille käigus õpilased defineerivad termineid, täidavad tabeleid ja koostavad vihikusse diagramme. Seejärel kontrollib õpetaja konsultantide abiga tööd. Iga õpilane saab kolm tulemuskaarti. Kui sees
tunnis andis õpilane konsultandile punktikaardi, mis tähendab, et ta vajab rohkem koostööd õpetaja või konsultandiga.
Teate juba, et meie riigis liigub kolme tüüpi õhumasse: arktiline, parasvöötme ja troopiline. Need erinevad üksteisest üsna tugevalt põhinäitajate poolest: temperatuur, niiskus, rõhk jne. Kui õhumassid koos
erinevad omadused, nendevahelises tsoonis õhutemperatuuri, niiskuse, rõhu erinevus suureneb ja tuule kiirus suureneb. Frontideks nimetatakse troposfääri üleminekutsoone, millesse koonduvad erinevate omadustega õhumassid.
Horisontaalses suunas on frontide, nagu õhumasside, pikkus tuhandeid kilomeetreid, vertikaalselt - umbes 5 km, frontaalvööndi laius Maa pinnal on umbes sadu kilomeetreid, kõrgustel - mitusada kilomeetrit.
Atmosfäärifrontide eluiga on üle kahe päeva.
Rinded koos õhumassidega liiguvad keskmise kiirusega 30-50 km/h ning külmade frondite kiirus ulatub sageli 60-70 km/h (ja mõnikord ka 80-90 km/h).
24
Rinnete klassifikatsioon nende liikumisomaduste järgi
1. Külmema õhu poole liikuvaid rinde nimetatakse soojadeks frontideks. Sooja frondi tagant tungib piirkonda soe õhumass.
2. Külmad frondid on need, mis liiguvad soojema õhumassi poole. Külma frondi tagant tungib piirkonda külm õhumass.
IV. Uue materjali konsolideerimine
1. Töö kaardiga
1. Tehke kindlaks, kus asuvad suvel Venemaa territooriumi kohal Arktika ja polaarfront. (Vastuse näidis). Arktika rinded asuvad suviti Barentsi mere põhjaosas, Ida-Siberi põhjaosas ja Laptevi mere kohal ning Tšukotka poolsaare kohal. Polaarfrondid: esimene ulatub suvel Musta mere rannikult üle Kesk-Venemaa kõrgustiku kuni Tsis-Uuraliteni, teine asub lõunas
Ida-Siber, kolmas - üle Kaug-Ida lõunaosa ja neljas - üle Jaapani meri.)
2. Tehke kindlaks, kus asuvad arktilised rinded talvel. (Talvel liiguvad Arktika rinded lõunasse, kuid rinne jääb ülal keskosa Barentsi meri ja üle Okhotski mere ja Koryaki platoo.)
3. Tehke kindlaks, millises suunas rinded talvel nihkuvad.
25
(Vastuse näidis). Talvel liiguvad rinded lõunasse, sest kõik õhumassid, tuuled ja survevööd nihkuvad näilise liikumise järel lõunasse.
Päike.
Päike on 22. detsembril oma seniidis lõunapoolkeral lõunatroopika kohal.)
2. Iseseisev töö
Tabelite täitmine.
Atmosfääri rinded
26
Tsüklonid ja antitsüklonid
Märgid
Tsüklon
Antitsüklon
Mis see on?
Õhumassi kandvad atmosfääripöörised
Kuidas neid kaartidel näidatakse?
Kontsentrilised isobaarid
Atmosfäärid
uus surve
Keeris madala rõhuga keskel
Kõrge rõhk keskel
Õhu liikumine
Perifeeriast keskmesse
Kesklinnast äärelinna
Nähtused
Õhu jahtumine, kondenseerumine, pilvede teke, sademed
Õhu soojendamine ja kuivatamine
Mõõtmed
Läbimõõt 2-3 tuhat km
Ülekande kiirus
nihe
30-40 km/h, mobiil
Istuv
Suund
liikumine
Läänest itta
Sünnikoht
Põhja-Atland, Barentsi meri, Okhotski meri
Talvel - Siberi antitsüklon
Ilm
Pilves selgimistega ilm
Vahelduva pilvisusega, suvel soe, talvel härmas
27
3. Sünoptiliste kaartidega töötamine (ilmakaardid)
Tänu sünoptilistele kaartidele saate hinnata tsüklonite, frontide, pilvisuse edenemist ning teha prognoose järgmisteks tundideks ja päevadeks. Sünoptilistel kaartidel on oma sümbolid, mille järgi saate teada mis tahes piirkonna ilmastikuoludest. Isoliinid, mis ühendavad punkte samaga atmosfääri rõhk(neid nimetatakse isobaarideks), on näidatud tsüklonid ja antitsüklonid. Kontsentriliste isobaaride keskel on täht H (madalrõhk, tsüklon) või B (kõrgrõhk, antitsüklon). Isobaarid näitavad ka õhurõhku hektopaskalites (1000 hPa = 750 mmHg). Nooled näitavad tsükloni või antitsükloni liikumissuunda.
Õpetaja näitab, kuidas sünoptiline kaart kajastab erinevat teavet: õhurõhk, atmosfäärifrondid, antitsüklonid ja tsüklonid ning nende rõhk, sademetega alad, sademete olemus, tuule kiirus ja suund, õhutemperatuur.
- Valige soovitatud märkide hulgast, mis on tüüpiline
tsüklon, antitsüklon, atmosfäärifront:
1) atmosfääri keeris, mille keskmes on kõrgrõhkkond;
2) atmosfääri keeris, mille keskmes on madalrõhkkond;
3) toob pilves ilma;
4) stabiilne, mitteaktiivne;
5) asutatud Ida-Siberi kohal;
6) sooja ja külma õhumassi kokkupõrke tsoon;
28
7) tõusvad õhuvoolud keskuses;
8) allapoole suunatud õhu liikumine keskel;
9) liikumine tsentrist perifeeriasse;
10) liikumine vastupäeva keskele;
11) võib olla soe või külm.
(Tsüklon - 2, 3, 1, 10; antitsüklon - 1, 4, 5, 8, 9; atmosfäärifront - 3,6, 11.)
Kodutöö
Bibliograafia
Bibliograafia
1. Teoreetiline alus geograafia õpetamise meetodid. Ed. A. E. Bibik ja
jne, M., "Valgustus", 1968
2. Geograafia. Loodus ja inimesed. 6. klass_Aleksejev A.I. ja teised_2010 -192s
3. Geograafia. Algkursus. 6. klass. Gerasimova T.P., Nekljukova
N.P. (2010, 176 lk)
4. Geograafia. 7. klass Kell 2 1. osa._Domogatskikh, Aleksejevski_2012 -280s
5. Geograafia. 7. klass Kell 2 2. osa._Domogatskikh E.M_2011 -256s
6. Geograafia. 8. klass_Domogatskikh, Alekseevsky_2012 -336s
7. Geograafia. 8. klass. õpik. Rakovskaja E.M.
8. Geograafia. 8kl. Tunniplaanid Rakovskaja ja Barinovi õpiku põhjal_2011
348s
9. Venemaa geograafia. Majandus ja geograafilised piirkonnad. Õpetus 9
klass. Under. toim. Alekseeva A.I. (2011, 288 lk)
10. Kliimamuutused. Käsiraamat gümnaasiumiõpetajatele. Kokorin
A.O., Smirnova E.V. (2010, 52 lk)
Uurige hoolikalt töö sisu ja fragmente. Raha ostetud valmis tööd Kuna see töö ei vasta teie nõuetele või unikaalsusele, siis neid ei tagastata.
* Töö kategooria on hindava iseloomuga vastavalt kvaliteedile ja kvantitatiivsed parameetrid pakutud materjali. See materjal, ei tervikuna ega ükski selle osa, ei ole valmis teadustöö, lõplik kvalifikatsioonitöö, teadusaruanne või muu riikliku teadusliku sertifitseerimise süsteemiga ette nähtud või kesk- või kesktaseme läbimiseks vajalik töö. lõplik sertifikaat. See materjal on selle autori kogutud teabe töötlemise, struktureerimise ja vormindamise subjektiivne tulemus ning see on mõeldud ennekõike kasutamiseks allikana selleteemalise töö iseseisvaks ettevalmistamiseks.
Laadimine...
