Un vortex à court terme qui se produit avant les fronts atmosphériques froids. Qu'est-ce qu'un cyclone et un anticyclone ? Caractéristiques des vortex atmosphériques

Test sur le thème « Climat de la Russie » 1 option

Tâche 1. Terminez la phrase :

A. Réception sur terre par rayonnement chaleur solaire Et léger ____________

B. Modifications des propriétés des machines virtuelles lorsqu’elles se déplacent au-dessus de la surface de la Terre___________

B. Mouvement vortex de l'air associé à la zone basse pression _____________

D. Le rapport entre les précipitations annuelles et l'évaporation pour la même période__________

A. FORMÉ SUR LA GRANDE PARTIE DE NOTRE PAYS ?

B. PROVOQUENT-ILS UN RÉCHAUFFEMENT FORTE EN HIVER ET PROVOQUENT-ILS UN TEMPS NUAGEUX AVEC DE FORTES PLUIES EN ÉTÉ ?

C. L'HIVER APPORTE DES CHUTES DE NEIGE ET LE DÉGEL, ET EN ÉTÉ, UNE CHALEUR DOUCE APPORTE DES PRÉCIPITATIONS?

Tâche 3.Test

1.La gravité du climat du pays augmente dans le sens

UN)cdu nord au sud b) d'est en ouest c) d'ouest en est

2. Ce type de climat est typique de l'Extrême-Orient :

3. Ce type de climat a une longue hiver froid et des étés courts et froids, lorsque la température de juillet ne dépasse pas +5C

A) arctique B) subarctique c) fortement continental d) mousson

4. Ce type de climat se caractérise par des hivers rigoureux, ensoleillés et glacials ; Les étés sont ensoleillés et chauds, avec peu de précipitations toute l'année.

A) Modérément continental b) continental C) fortement continental d) mousson

5. Grands volumes d'air de la troposphère aux propriétés homogènes.

6. État de la couche inférieure de l'atmosphère dans cet endroit en ce moment.

A) front atmosphérique b) circulation c) météo d) climat e) masses d'air f) rayonnement solaire

7. Le passage d'un front froid s'accompagne de conditions météorologiques.

8.VortexFormé au-dessus des océans Pacifique et Atlantique, le mouvement de l'air de la périphérie vers le centre se fait dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, au centre il y a un mouvement d'air ascendant, le temps est changeant, venteux, nuageux, avec des précipitations.

A) Cyclone b) Anticyclone

Tâche 4.

Trouver une correspondance : type de climat

- climatogramme 1 2 3

A) fortement continental b) mousson c) modérément continental

Tâche 5. Complétez la liste

sécheresse, _________, tempête de poussière, _________, gel, _________, glace, __________

a) radis b) pain gris c) agrumes d) thé

Test sur le thème « Climat de la Russie » option 2

Tâche 1. Terminez la phrase :

A. La zone de transition entre des machines virtuelles différentes s'étend sur des centaines de kilomètres de long et des dizaines de kilomètres de large.________

B. Toute la variétémouvements aériens ___________

B. Mouvement vortex de l'air associé à une zone de haute pression ______________

D. Propriétés climatiques qui soutiennent la production agricole____________________

Tâche 2. Déterminer le type masses d'air(VM)

A. FORMÉ AU LARGE DE NOTRE PAYS AU-DESSUS DES OCÉANS PACIFIQUE ET ATLANTIQUE ?

B. CONTRIBUENT-ILS À LA FORMATION DE TEMPS CHAUD ET SEC, DE SÉCHERESSES ET DE VENTS SECS ?

Q. QU'EST-CE QUE LES FOMS APPORTENT DES GELS AU PRINTEMPS ET EN AUTOMNE ?

Tâche 3.Test

1.Disponibilité régions climatiquesà l'intérieur des ceintures en raison de la grande étendue du pays

A)a)cdu nord au sud b)) d’ouest en est

2. Ce type de climat est caractéristique de la Sibérie occidentale :

A) Modérément continental b) continental C) fortement continental d) mousson

3. Ce type de climat se caractérise par un hiver plutôt froid avec peu de neige ; abondance de précipitations tombant pendant la saison chaude.

A) arctique B) subarctique c) fortement continental d) mousson

4. Ce type de climat se caractérise par des hivers doux et enneigés et été chaud:

A) Modérément continental b) continental C) fortement continental d) mousson

5. Total énergie solaire atteignant la surface de la Terre.

A) front atmosphérique b) circulation c) météo d) climat e) masses d'air f) rayonnement solaire

6. Régime météorologique moyen à long terme caractéristique d'un territoire particulier

A) front atmosphérique b) circulation c) météo d) climat e) masses d'air f) rayonnement solaire

7. Le passage d'un front chaud s'accompagne de conditions météorologiques

Un calme temps ensoleillé. B) orages, bourrasques de vent, averses.

8. Des vortex atmosphériques se forment au-dessus de la Sibérie,mouvement de l'air du centre vers la périphérie dans le sens des aiguilles d'une montre,au centre - mouvement de l'air vers le bas ; Le temps est stable, sans vent, sans nuages, sans précipitations. En été il fait chaud, en hiver il fait glacial.

Tâche4 .

Trouver une correspondance de type de climat

- climatogramme 1 2 3

A) arctique b) mousson c) continental tempéré

Tâche 5. Complétez la liste phénomènes climatiques défavorables.

Sukhovei, _________, ouragan, ______________, grêle, ____________, brouillard

Tâche 6. Quelles cultures ne sont pas cultivées dans votre région et pourquoi ?

a) pommes de terre b) riz c) chou d) coton

Modèles de base de formation de vortex atmosphériques

Nous présentons notre propre explication, différente de celle généralement acceptée, de la formation des tourbillons atmosphériques, selon laquelle ils sont formés par les vagues océaniques de Rossby. La montée des eaux par vagues forme la température de surface des océans sous forme d'anomalies négatives, au centre desquelles l'eau est plus froide qu'à la périphérie. Ces anomalies d’eau créent des anomalies négatives de température de l’air, qui se transforment en vortex atmosphériques. Les modèles de leur formation sont pris en compte.

Les formations se forment souvent dans l'atmosphère dans laquelle l'air, ainsi que l'humidité et les solides qu'il contient, tournent de manière cyclonique dans l'hémisphère nord et de manière anticyclonique dans l'hémisphère sud, c'est-à-dire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le premier cas et le long de son mouvement dans le second. Ce sont des vortex atmosphériques, qui comprennent les cyclones tropicaux et des latitudes moyennes, les ouragans, les tornades, les typhons, les trombos, les orcans, les bon gré mal gré, les begwiss, les tornades, etc.

La nature de ces formations est largement commune. Les cyclones tropicaux ont généralement un diamètre plus petit que celui des latitudes moyennes et mesurent entre 100 et 300 km, mais la vitesse de l'air y est élevée, atteignant 50 à 100 m/s. Tourbillons avec des vitesses d'air élevées dans la zone tropicale occidentale océan Atlantique près du nord et Amérique du Sud sont appelés ouragans, tornades, similaires près de l'Europe - thrombo, près de la partie sud-ouest de l'océan Pacifique - typhons, près des Philippines - begwiz, près de la côte australienne - bon gré mal gré, dans océan Indien– Les Orkans.

Les cyclones tropicaux se forment dans la partie équatoriale des océans aux latitudes 5-20° et se propagent jusqu'à vers l'ouest jusqu'aux frontières occidentales des océans, puis dans l'hémisphère nord, ils se déplacent vers le nord, dans l'hémisphère sud, ils se déplacent vers le sud. Lorsqu'ils se déplacent vers le nord ou le sud, ils s'intensifient souvent et sont appelés typhons, tornades, etc. Lorsqu’ils atteignent le continent, ils sont détruits assez rapidement, mais parviennent à causer d’importants dégâts à la nature et aux hommes.

Riz. 1. Tornade. La forme représentée sur la figure est souvent appelée « entonnoir de tornade ». La formation allant du sommet d'une tornade sous la forme d'un nuage jusqu'à la surface de l'océan est appelée le tuyau ou le tronc d'une tornade.

Similaire mouvements de rotation l'air plus petit au-dessus de la mer ou de l'océan est appelé tornade.

L'hypothèse acceptée de la formation de formations cycloniques. On pense que l'émergence des cyclones et la reconstitution de leur énergie résultent de la montée de grandes masses d'air chaud et de chaleur latente de condensation. On pense que dans les domaines de l'éducation cyclones tropicaux l'eau est plus chaude que l'atmosphère. Dans ce cas, l’air est réchauffé par l’océan et monte. En conséquence, l'humidité se condense et tombe sous forme de pluie, la pression au centre du cyclone chute, ce qui conduit à l'émergence de mouvements de rotation de l'air, de l'humidité et des solides contenus dans le cyclone [Gray, 1985, Ivanov, 1985, Nalivkin, 1969, Gray, 1975] . On pense que dans bilan énergétique Dans les cyclones tropicaux, la chaleur latente d’évaporation joue un rôle important. Dans ce cas, la température de l’océan dans la zone d’origine du cyclone devrait être d’au moins 26°C.

Cette hypothèse généralement acceptée de la formation de cyclones est née sans analyser les informations naturelles, à travers des conclusions logiques et les idées de ses auteurs sur la physique du développement de tels processus. Il est naturel de supposer : si l'air dans la formation monte, ce qui se produit lors des cyclones, alors il devrait être plus léger que l'air à sa périphérie.

Riz. 2. Vue de dessus d'un nuage de tornade. Il est partiellement situé au-dessus de la péninsule de Floride. http://www.oceanology.ru/wp-content/uploads/2009/08/bondarenko-pic3.jpg

C'est ce que l'on croit : de l'air légèrement chaud monte, l'humidité se condense, des chutes de pression et des mouvements de rotation du cyclone se produisent.

Certains chercheurs voient côtés faibles c’est une hypothèse, bien que généralement acceptée. Ainsi, ils estiment que les différences locales de température et de pression sous les tropiques ne sont pas si grandes que seuls ces facteurs pourraient jouer un rôle. rôle décisif en cas de cyclone, c'est-à-dire accélère tellement Les courants d'air[Yusupaliev, et al., 2001]. On ne sait toujours pas exactement ce que processus physiques se produisent aux premiers stades de développement d'un cyclone tropical, comment la perturbation initiale s'intensifie, comment apparaît un système de circulation verticale à grande échelle, fournissant de l'énergie au système dynamique du cyclone [Moiseev et al., 1983]. Les partisans de cette hypothèse n’expliquent en aucune façon les schémas de flux de chaleur de l’océan vers l’atmosphère, mais supposent simplement leur présence.

Nous voyons l’inconvénient évident suivant de cette hypothèse. Ainsi, pour que l’air soit réchauffé par l’océan, il ne suffit pas que l’océan soit plus chaud que l’air. Un flux de chaleur des profondeurs vers la surface de l’océan est nécessaire, et donc une montée des eaux. Dans le même temps, dans la zone tropicale de l'océan, l'eau en profondeur est toujours plus froide qu'en surface, et un courant aussi chaud n'existe pas. Dans l’hypothèse retenue, comme indiqué, un cyclone se forme à une température de l’eau supérieure à 26°C. Cependant, en réalité, nous voyons quelque chose de différent. Ainsi, dans la zone équatoriale de l'océan Pacifique, où se forment activement des cyclones tropicaux, température moyenne eau ~ 25°C. De plus, les cyclones se forment plus souvent pendant La Niña, lorsque la température de la surface de l’océan descend à 20°C, et rarement pendant El Niño, lorsque la température de la surface de l’océan atteint 30°C. Par conséquent, nous pouvons supposer que l’hypothèse acceptée de la formation de cyclones ne peut pas être réalisée, du moins dans des conditions tropicales.

Nous avons analysé ces phénomènes et proposons une hypothèse différente pour la formation et le développement des formations cycloniques, qui, à notre avis, explique plus correctement leur nature. Les vagues océaniques de Rossby jouent un rôle actif dans la formation et la reconstitution des formations vortex en énergie.

Vagues de Rossby de l'océan mondial. Ils font partie du champ interconnecté des vagues libres et progressives de l'océan mondial se propageant dans l'espace ; ils ont la propriété de se propager dans la partie ouverte de l'océan en direction de l'ouest. Les vagues de Rossby sont présentes dans tous les océans du monde, mais dans la zone équatoriale, elles sont importantes. Le mouvement des particules d'eau dans les vagues et le transport des vagues (Stokes, Lagrange) sont en fait des courants de vagues. Leurs vitesses (équivalentes à l'énergie) varient dans le temps et dans l'espace. Selon les résultats de la recherche [Bondarenko, 2008], la vitesse actuelle est égale à l'amplitude de fluctuation de la vitesse des vagues, en fait, à la vitesse maximale de la vague. Par conséquent, les vitesses les plus élevées des courants de vagues sont observées dans les zones de forts courants à grande échelle : courants de frontière ouest, équatoriaux et circumpolaires (Fig. 3a, b).

Riz. 3a, b. Vecteurs d'observations de courants dérivants moyennés par ensemble dans les hémisphères nord (a) et sud (b) de l'océan Atlantique. Courants : 1 – Gulf Stream, 2 – Guyane, 3 – Brésilien, 4 – Labrador, 5 – Malouines, 6 – Canaries, 7 – Benguela.

Conformément aux recherches [Bondarenko, 2008], les lignes de courant des ondes de Rossby dans l'étroite zone proche-équatoriale (2° - 3° de l'équateur au nord et au sud) et ses environs peuvent être schématiquement représentées sous forme de dipôle. lignes de courant (Fig. 5a, b) . Rappelons que les lignes de courant indiquent la direction instantanée des vecteurs de courant, ou, ce qui revient au même, la direction de la force qui crée des courants dont la vitesse est proportionnelle à la densité des lignes de courant.

Riz. 4. Trajectoires de tous les cyclones tropicaux pour 1985-2005. La couleur indique leur force sur l'échelle de Saffir-Simpson.

On peut voir que près de la surface de l'océan, dans la zone équatoriale, la densité des lignes de courant est beaucoup plus grande qu'à l'extérieur, donc les vitesses des courants sont également plus élevées. Les vitesses verticales des courants dans les vagues sont faibles, elles représentent environ un millième de la vitesse horizontale du courant. Si l’on tient compte du fait que la vitesse horizontale à l’équateur atteint 1 m/s, alors la vitesse verticale est d’environ 1 mm/s. De plus, si la longueur d'onde est de 1 000 km, alors la zone de montée et de descente de la vague sera de 500 km.

Riz. 5a,b. Lignes de courant des ondes de Rossby dans une zone équatoriale étroite (2° - 3° de l'équateur au nord et au sud) sous forme d'ellipses avec des flèches (vecteur des courants d'ondes) et ses environs. Ci-dessus, une vue en coupe verticale le long de l'équateur (A), ci-dessous, une vue de dessus du courant. La zone de montée des eaux froides profondes vers la surface est mise en évidence en bleu clair et bleu, et la zone de descente des eaux de surface chaudes vers la profondeur est mise en évidence en jaune [Bondarenko, Zhmur, 2007].

La séquence d'ondes, tant dans le temps que dans l'espace, est une série continue de petits - grands - petits, etc. formés en modulation (groupes, trains, battements). vagues Les paramètres des ondes de Rossby dans la zone équatoriale de l'océan Pacifique ont été déterminés à partir de mesures de courants dont un échantillon est présenté sur la Fig. 6a et les champs de température, dont un échantillon est présenté sur la Fig. 7a, b, c. La période des vagues est facilement déterminée graphiquement à partir de la Fig. 6 a, cela équivaut approximativement à 17-19 jours.

A phase constante, les modulations s'adaptent à environ 18 ondes, ce qui correspond en temps à un an. En figue. 6a ces modulations sont clairement exprimées, elles sont au nombre de trois : en 1995, 1996 et 1998. Il y a dix vagues dans la zone équatoriale de l'océan Pacifique, soit près de la moitié de la modulation. Parfois les modulations ont un caractère quasi-harmonique harmonieux. Cette condition peut être considérée comme typique de la zone équatoriale de l'océan Pacifique. Parfois, elles ne sont pas clairement exprimées, et parfois les vagues s'effondrent et se transforment en formations avec une alternance de grandes et de petites vagues, ou les vagues dans leur ensemble deviennent petites. Cela a été observé par exemple entre le début de 1997 et le milieu de 1998, lors d'un fort El Niño, la température de l'eau atteignait 30°C. Ensuite, une forte La Niña s'est installée : la température de l'eau est tombée à 20°C, parfois jusqu'à 18°C.

Riz. 6a, b. Composante méridionale de la vitesse du courant, V (a) et de la température de l'eau (b) en un point de l'équateur (140° W) à un horizon de 10 m pour la période 1995-1998. Des fluctuations de la vitesse du courant sur une période d'environ 17 à 19 jours, formées par les ondes de Rossby, sont perceptibles dans les courants. Des fluctuations de température avec une période similaire peuvent également être retracées dans les mesures.

Les ondes de Rossby créent des fluctuations de la température de la surface de l'eau (le mécanisme est décrit ci-dessus). Grandes vagues Celles observées lors de La Niña correspondent à de grandes fluctuations de la température de l'eau, et les petites fluctuations observées lors d'El Niño correspondent à de petites fluctuations. Pendant La Niña, les vagues forment des anomalies de température notables. En figue. 7c les zones de montée sont mises en évidence eau froide(couleur bleu et cyan) et dans les intervalles entre eux se trouvent des zones d'affaissement d'eau chaude (bleu clair et couleur blanche). Durant El Niño, ces anomalies sont petites et peu visibles (Fig. 7b).

Riz. 7a,b,c. Température moyenne de l'eau (°C) de la région équatoriale de l'océan Pacifique à une profondeur de 15 m pour la période du 01/01/1993 au 31/12/2009 (a) et anomalies de température lors d'El Niño décembre 1997 (b) et La Niña décembre 1998. (V) .

Formation de tourbillons atmosphériques (hypothèse de l'auteur). Cyclones tropicaux et tornades, tsunamis, etc. se déplacer le long de l'équateur et des zones de courants de frontière ouest, dans lesquels les ondes de Rossby ont les vitesses verticales de mouvement de l'eau les plus élevées (Fig. 3, 4). Comme indiqué, dans ces vagues, la montée des eaux profondes jusqu'à la surface de l'océan dans les zones tropicales et zones subtropicales conduit à la création d’anomalies négatives significatives de l’eau de forme ovale à la surface des océans, avec une température au centre inférieure à la température des eaux qui les entourent, des « points de température » (Fig. 7c). Dans la zone équatoriale de l'océan Pacifique, les anomalies de température ont les paramètres suivants : ~ 2 – 3 °C, diamètre ~ 500 km.

Le fait même du mouvement des cyclones tropicaux et des tornades à travers les zones de courants équatoriaux et de frontière ouest, ainsi que l'analyse du développement de processus tels que l'upwelling - downwelling, El Nino - La Ninf, les alizés, nous ont conduits à la l'idée selon laquelle les vortex atmosphériques doivent d'une manière ou d'une autre être physiquement liés à l'activité des ondes de Rossby, ou plutôt doivent être générés par elles, ce à quoi nous avons par la suite trouvé une explication.

Les anomalies de l'eau froide refroidissent air atmosphérique, créant des anomalies négatives de forme ovale, proche du circulaire, d'air froid au centre et d'air plus chaud en périphérie. De ce fait, la pression à l’intérieur de l’anomalie est plus faible qu’à sa périphérie. En conséquence, des forces apparaissent en raison du gradient de pression, qui déplacent les masses d'air ainsi que l'humidité et les solides qu'elles contiennent vers le centre de l'anomalie - F d. Les masses d'air sont affectées par la force de Coriolis - F k, ce qui les dévie vers la droite dans l'hémisphère nord et vers la gauche dans l'hémisphère sud. Ainsi, les masses se déplaceront vers le centre de l’anomalie en spirale. Pour qu’un mouvement cyclonique se produise, la force de Coriolis doit être non nulle. Puisque F k =2mw u Sinf, où m est la masse du corps, w est la fréquence angulaire de rotation de la Terre, f est la latitude du lieu, u est le module de la vitesse du corps (air, humidité, solides). A l'équateur F k = 0, il n'y a donc pas de formations cycloniques. En relation avec le mouvement des masses en cercle, une force centrifuge se forme - F c, tendant à éloigner les masses du centre de l'anomalie. En général, une force va agir sur les masses, tendant à les déplacer selon le rayon - F r = F d - F c. et la force de Coriolis. La vitesse de rotation des masses d'air, d'humidité et de solides dans la formation et leur apport au centre du cyclone dépendra du gradient de force F r. Le plus souvent dans l'anomalie F d > F c. La force F c atteint une valeur significative aux vitesses angulaires élevées de rotation des masses. Cette répartition des forces conduit au fait que l'air avec l'humidité et les particules solides qu'il contient se précipite vers le centre de l'anomalie et y est poussé vers le haut. Il est repoussé, mais ne monte pas, comme le pensent les hypothèses acceptées sur la formation de cyclones. Dans ce cas, le flux de chaleur est dirigé depuis l'atmosphère, et non depuis l'océan, comme dans les hypothèses acceptées. La montée de l'air provoque une condensation d'humidité et, par conséquent, une chute de pression au centre de l'anomalie, la formation de nuages au-dessus et des précipitations. Cela entraîne une diminution de la température de l'air de l'anomalie et une chute de pression encore plus importante en son centre. Il existe une sorte de connexion de processus qui se renforcent mutuellement : la chute de pression au centre de l'anomalie augmente l'apport d'air dans celle-ci et, par conséquent, son augmentation, ce qui entraîne à son tour une chute de pression encore plus importante et, en conséquence, une augmentation de l'apport de masses d'air, d'humidité et de particules solides dans l'anomalie. À son tour, cela entraîne une forte augmentation de la vitesse de déplacement de l’air (vent) dans l’anomalie, formant un cyclone.

Nous avons donc affaire à une connexion de processus qui se renforcent mutuellement. Si le processus se déroule sans intensification, en mode forcé, alors, en règle générale, la vitesse du vent est faible - 5 à 10 m/s, mais dans certains cas, elle peut atteindre 25 m/s. Ainsi, la vitesse des vents – alizés est de 5 à 10 m/s avec des différences de température des eaux de surface des océans de 3 à 4 °C sur 300 à 500 km. Dans les upwellings côtiers de la mer Caspienne et dans la partie ouverte de la mer Noire, les vents peuvent atteindre 25 m/s avec des différences de température de l'eau d'environ 15°C sur 50 à 100 km. Au cours du « travail » de connexion de processus qui se renforcent mutuellement dans les cyclones tropicaux, les tornades, les tornades, la vitesse du vent peut atteindre des valeurs significatives - supérieures à 100-200 m/s.

Nourrir le cyclone en énergie. Nous avons déjà noté que les ondes de Rossby le long de l'équateur se propagent vers l'ouest. Ils forment des anomalies d'eau à température négative d'un diamètre d'environ 500 km à la surface de l'océan, qui sont soutenues par un flux négatif de chaleur et de masse d'eau provenant des profondeurs de l'océan. La distance entre les centres des anomalies est égale à la longueur d'onde, ~ 1000 km. Lorsqu’un cyclone se situe au-dessus d’une anomalie, il est alimenté en énergie. Mais lorsqu'un cyclone se retrouve entre des anomalies, il n'est pratiquement pas rechargé en énergie, puisque dans ce cas il n'y a pas de flux de chaleur négatifs verticaux. Il traverse cette zone par inertie, avec peut-être une légère perte d'énergie. Puis, lors de l'anomalie suivante, il reçoit une partie supplémentaire de l'énergie, et cela se poursuit tout au long du trajet du cyclone, qui se transforme souvent en tornade. Bien entendu, des conditions peuvent survenir lorsque le cyclone ne rencontre aucune anomalie ou si elles sont petites, et il peut s'effondrer avec le temps.

Formation d'une tornade. Lorsqu’un cyclone tropical atteint les frontières occidentales de l’océan, il se déplace vers le nord. En raison de l'augmentation de la force de Coriolis, l'angle et vitesse linéaire mouvement de l'air dans le cyclone, la pression y diminue. Les différences de pression à l'intérieur et à l'extérieur de la formation cyclonique atteignent des valeurs supérieures à 300 mb, tandis que dans les cyclones des latitudes moyennes, cette valeur est d'environ 30 mb. La vitesse du vent dépasse 100 m/s. La zone d'air ascendant et les particules solides et l'humidité qu'il contient se rétrécissent. C'est ce qu'on appelle le tronc ou tube de formation du vortex. Des masses d'air, d'humidité et de solides pénètrent depuis la périphérie de la formation cyclonique vers son centre, dans le tuyau. De telles formations avec un tuyau sont appelées tornades, caillots sanguins, typhons, tornades (voir Fig. 1, 2).

À des vitesses angulaires élevées de rotation de l'air au centre de la tornade, les conditions suivantes se produisent : F d ~ F c. La force F d attire les masses d'air, d'humidité et de particules solides de la périphérie de la tornade vers les parois du tuyau. , force F c - de la région intérieure du tuyau jusqu'à ses parois. Dans ces conditions, il n’y a ni humidité ni matières solides dans le tuyau et l’air est clair. Cet état de tornade, de tsunami, etc. est appelé « l’œil du cyclone ». Sur les parois du tuyau, la force résultante agissant sur les particules est pratiquement nulle et à l'intérieur du tuyau, elle est faible. Les vitesses angulaires et linéaires de rotation de l'air au centre de la tornade sont également faibles. Ceci explique l'absence de vent à l'intérieur du tuyau. Mais cet état de tornade, avec « l'œil du cyclone », n'est pas observé dans tous les cas, mais seulement lorsque la vitesse angulaire de rotation des substances atteint une valeur significative, c'est-à-dire V fortes tornades.

Une tornade, comme un cyclone tropical, tout au long de son parcours au-dessus de l'océan, est alimentée par l'énergie des anomalies de température de l'eau créées par les ondes de Rossby. Sur terre, il n'existe pas de mécanisme de pompage d'énergie et la tornade est donc détruite relativement rapidement.

Il est clair que pour prédire l’état d’une tornade tout au long de sa trajectoire au-dessus de l’océan, il est nécessaire de connaître l’état thermodynamique des eaux de surface et profondes. Ces informations sont fournies par le tournage depuis l’espace.

Les cyclones tropicaux et les tornades se forment généralement en été et en automne, lorsque La Niña se forme dans l'océan Pacifique. Pourquoi? Dans la zone équatoriale des océans, c'est à cette époque que les ondes de Rossby atteignent leur plus grande amplitude et créent des anomalies de température d'ampleur importante dont l'énergie alimente le cyclone [Bondarenko, 2006]. Nous ne savons pas comment se comportent les amplitudes des vagues de Rossby dans la partie subtropicale des océans, nous ne pouvons donc pas dire que la même chose s'y produit. Mais il est bien connu que de profondes anomalies négatives dans cette zone apparaissent en été, lorsque les eaux de surface sont plus chauffées qu'en hiver. Dans ces conditions, des anomalies de température de l'eau et de l'air se produisent avec de grands écarts de température, ce qui explique la formation de fortes tornades principalement en été et en automne.

Cyclones des latitudes moyennes. Ce sont des formations sans tuyau. Aux latitudes moyennes, un cyclone, en règle générale, ne se transforme pas en tornade, puisque les conditions Fr ~ Fk sont remplies, c'est-à-dire le mouvement des masses est géostrophique.

Riz. 8. Champ de température des eaux de surface de la mer Noire à 19h00 le 29 septembre 2005.

Dans ces conditions, le vecteur vitesse des masses d'air, d'humidité et de particules solides est dirigé le long de la circonférence du cyclone et toutes ces masses ne pénètrent que faiblement en son centre. Par conséquent, le cyclone ne se comprime pas et ne se transforme pas en tornade. Nous avons pu retracer la formation d'un cyclone au-dessus de la mer Noire. Les ondes de Rossby créent souvent des anomalies de température négatives dans les eaux de surface. régions centrales ses parties ouest et est. Ils forment des cyclones au-dessus de la mer, avec parfois des vents violents. Souvent, la température dans les anomalies atteint environ 10 à 15 °C, tandis qu'au-dessus du reste de la mer, la température de l'eau est de ~ 230 °C. La figure 8 montre la répartition de la température de l'eau dans la mer Noire. Dans un contexte relativement mer chaude avec des températures d'eau de surface allant jusqu'à ~ 23°C, dans sa partie ouest il y a une anomalie d'eau allant jusqu'à ~ 10°C. Les différences sont assez significatives, c'est ce qui a formé le cyclone (Fig. 9). Cet exemple indique la possibilité de mettre en œuvre notre hypothèse proposée sur la formation de formations cycloniques.

Riz. 9. Schéma du champ de pression atmosphérique au-dessus et à proximité de la mer Noire, correspondant à l'heure : 19h00. 29 septembre 2005 Pression en mb. Il y a un cyclone dans la partie occidentale de la mer. La vitesse moyenne du vent dans la zone cyclonique est de 7 m/s et est dirigé de manière cyclonique le long des isobares.

Souvent, un cyclone arrive dans la mer Noire depuis la Méditerranée et s'intensifie considérablement au-dessus de la mer Noire. Donc, très probablement, en novembre 1854. La fameuse tempête Balaklava se forma et coula la flotte anglaise. Des anomalies de température de l'eau similaires à celles illustrées sur la figure 8 se forment également dans d'autres mers fermées ou semi-fermées. Ainsi, les tornades se dirigeant vers les États-Unis s'intensifient souvent de manière significative lorsqu'elles passent au-dessus. Mer des Caraïbes ou le golfe du Mexique. Pour étayer nos conclusions, nous présentons textuellement un extrait du site Internet « Processus atmosphériques dans la mer des Caraïbes » : « La ressource présente une image dynamique ouragan tropical Dean (tornade), l'une des plus puissantes en 2007. La plus grande force un ouragan se rassemble à la surface de l’eau et, lorsqu’il passe sur la terre ferme, il « s’érode » et s’affaiblit.

Tornades. Ce sont de petites formations vortex. Comme les tornades, elles ont un tuyau formé au-dessus de l'océan ou de la mer, à la surface duquel apparaissent des anomalies de température sur une petite zone. L'auteur de l'article a dû observer à plusieurs reprises des tornades dans la partie orientale de la mer Noire, où la forte activité des vagues de Rossby sur fond de mer très chaude conduit à la formation de nombreuses et profondes anomalies de température des eaux de surface. Le développement des tornades dans cette partie de la mer est également grandement facilité par air humide.

Conclusions. Des vortex atmosphériques (cyclones, tornades, typhons, etc.) se forment anomalies de température eaux de surface avec des températures négatives, au centre de l'anomalie la température de l'eau est plus basse, à la périphérie - plus élevée. Ces anomalies sont formées par les vagues de Rossby de l'océan mondial, dans lesquelles l'eau froide monte des profondeurs de l'océan jusqu'à sa surface. De plus, la température de l'air dans les épisodes considérés est généralement supérieure à la température de l'eau. Cependant, cette condition n'est pas nécessaire : des vortex atmosphériques peuvent se former lorsque la température de l'air au-dessus de l'océan ou de la mer est inférieure à la température de l'eau. La condition principale pour la formation d'un vortex : la présence d'une anomalie négative de l'eau et d'une différence de température entre l'eau et l'air. Dans ces conditions, une anomalie d’air négative est créée. Plus la différence de température entre l'atmosphère et l'eau de l'océan est grande, plus le vortex se développe activement. Si la température de l'eau de l'anomalie est égale à la température de l'air, alors le vortex ne se forme pas et celui existant dans ces conditions ne se développe pas. Ensuite, tout se passe comme décrit.

Littérature:
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Albert Léonidovitch Bondarenko, océanologue, docteur en sciences géographiques, chercheur principal à l'Institut des problèmes de l'eau de l'Académie des sciences de Russie. Domaine d'intérêt scientifique : dynamique des eaux de l'océan mondial, interaction entre l'océan et l'atmosphère. Réalisations : preuve de l'influence significative des ondes océaniques de Rossby sur la formation de la thermodynamique de l'océan et de l'atmosphère, de la météo et du climat de la Terre.
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Le concept de front atmosphérique est généralement compris comme une zone de transition dans laquelle se rencontrent des masses d'air adjacentes présentant des caractéristiques différentes. La formation de fronts atmosphériques se produit lorsque des masses d'air chaud et froid entrent en collision. Ils peuvent s’étendre sur des dizaines de kilomètres.

Masses d'air et fronts atmosphériques

La circulation atmosphérique se produit en raison de la formation de divers courants d'air. Les masses d'air situées dans les couches inférieures de l'atmosphère sont capables de se combiner les unes avec les autres. La raison en est les propriétés générales ces masses ou origine identique.

Changement conditions météorologiques se produit précisément en raison du mouvement des masses d'air. Les chauds provoquent un réchauffement et les froids provoquent un refroidissement.

Il existe plusieurs types de masses d'air. Ils se distinguent par la source de leur apparition. Ces masses sont : les masses d'air arctiques, polaires, tropicales et équatoriales.

Les fronts atmosphériques se forment lorsque différentes masses d'air entrent en collision. Les zones de collision sont appelées frontales ou transitionnelles. Ces zones apparaissent instantanément et s'effondrent également rapidement - tout dépend de la température des masses en collision.

Le vent généré par une telle collision peut atteindre une vitesse de 200 km/k à une altitude de 10 km de la surface de la terre. Les cyclones et les anticyclones sont le résultat de collisions de masses d'air.

Fronts chauds et froids

Les fronts chauds sont considérés comme des fronts se déplaçant vers l’air froid. La masse d’air chaud se déplace avec eux.

À l’approche des fronts chauds, on observe une diminution de la pression, un épaississement des nuages et de fortes précipitations. Après le passage du front, la direction du vent change, sa vitesse diminue, la pression commence à augmenter progressivement et les précipitations s'arrêtent.

Un front chaud se caractérise par le flux de masses d’air chaud sur des masses d’air froid, ce qui les refroidit.

Elle s'accompagne également assez souvent de fortes pluies et d'orages. Mais lorsqu’il n’y a pas assez d’humidité dans l’air, les précipitations ne tombent pas.

Les fronts froids sont des masses d’air qui déplacent et déplacent des masses d’air chaudes. Ressortir front froid du premier type et un front froid du deuxième type.

Le premier type se caractérise par la lente pénétration de ses masses d'air sous l'air chaud. Ce processus forme des nuages derrière et à l’intérieur de la ligne de front.

La partie supérieure de la surface frontale est constituée d’une couverture uniforme de stratus. La durée de formation et de désintégration d'un front froid est d'environ 10 heures.

Le deuxième type est celui des fronts froids se déplaçant à grande vitesse. L'air chaud est instantanément remplacé par de l'air froid. Cela conduit à la formation d’une région de cumulonimbus.

Les premiers signaux de l'approche d'un tel front sont des nuages hauts qui ressemblent visuellement à des lentilles. Leur formation a lieu bien avant son arrivée. Le front froid est situé à deux cents kilomètres de l'endroit où apparaissent ces nuages.

Front froid du 2ème type en période estivale accompagné de fortes précipitations sous forme de pluie, de grêle et de vents violents. Un tel temps peut s’étendre sur des dizaines de kilomètres.

En hiver, un front froid du 2ème type provoque une tempête de neige, des vents forts et des aspérités.

Fronts atmosphériques de la Russie

Le climat de la Russie est principalement influencé par l'océan Arctique, l'Atlantique et le Pacifique.

En été, les masses d'air de l'Antarctique traversent la Russie, affectant le climat de la Ciscaucasie.

L'ensemble du territoire de la Russie est sujet aux cyclones. Le plus souvent, ils se forment au-dessus des mers de Kara, de Barents et d'Okhotsk.

Le plus souvent, il y a deux fronts dans notre pays : l'Arctique et le polaire. Ils se déplacent vers le sud ou le nord selon différentes périodes climatiques.

La partie sud de l'Extrême-Orient est influencée par le front tropical. Fortes précipitations sur voie du milieu La Russie est causée par l'influence du dandy polaire, qui opère en juillet.

Des tourbillons dans les airs. Un certain nombre de méthodes permettant de créer des mouvements de vortex sont connues expérimentalement. Le procédé décrit ci-dessus pour obtenir des ronds de fumée à partir d'une boîte permet d'obtenir des tourbillons dont le rayon et la vitesse sont de l'ordre de 10-20 cm et 10 m/sec, respectivement, selon le diamètre du trou et la force d'impact. Ces vortex parcourent des distances de 15 à 20 m.

Les tourbillons sont nombreux plus grande taille(avec un rayon allant jusqu'à 2 m) et des vitesses plus élevées (jusqu'à 100 m/sec) sont obtenues à l'aide d'explosifs. Dans un tuyau fermé à une extrémité et rempli de fumée, une charge explosive située au fond explose. Un vortex obtenu à partir d'un cylindre d'un rayon de 2 m avec une charge pesant environ 1 kg parcourt une distance d'environ 500 M. Sur la majeure partie de la distance, les vortex ainsi obtenus sont de nature turbulente et sont bien décrits par la loi de mouvement, qui est défini au § 35.

Le mécanisme de formation de tels tourbillons est qualitativement clair. Lorsque l'air se déplace dans un cylindre provoqué par une explosion, une couche limite se forme sur les parois. Au bord du cylindre, la couche limite se détache,

En conséquence, une fine couche d’air avec un tourbillon important est créée. Ensuite, cette couche est pliée. Une image qualitative des étapes successives est présentée sur la Fig. 127, qui montre un bord du cylindre et la couche de vortex qui s'en détache. D'autres schémas de formation de tourbillons sont également possibles.

À de faibles nombres de Reynolds, la structure en spirale du vortex se maintient assez longtemps. À grands nombres Reynolds, en raison de l'instabilité, la structure en spirale est immédiatement détruite et un mélange turbulent des couches se produit. En conséquence, un noyau de vortex se forme, dont la distribution du tourbillon peut être retrouvée si l'on résout le problème posé au § 35, décrit par le système d'équations (16).

Cependant, à l'heure actuelle, il n'existe aucun système de calcul permettant aux paramètres donnés du tuyau et au poids de l'explosif de déterminer les paramètres initiaux du vortex turbulent formé (c'est-à-dire son rayon et sa vitesse initiaux). L'expérience montre que pour un tuyau avec des paramètres donnés, il existe un poids de charge maximum et minimum auquel un vortex se forme ; sa formation est fortement influencée par l'emplacement de la charge.

Vortex dans l'eau. Nous avons déjà dit que les tourbillons dans l'eau peuvent être obtenus d'une manière similaire, en expulsant un certain volume de liquide teinté d'encre d'un cylindre muni d'un piston.

Contrairement aux tourbillons d'air, dont la vitesse initiale peut atteindre 100 m/sec ou plus, dans l'eau à vitesse initiale 10-15 m/sec en raison de la forte rotation du liquide se déplaçant avec le vortex, un anneau de cavitation apparaît. Cela se produit au moment de la formation d'un vortex lorsque la couche limite est retirée du bord du cylindre. Si vous essayez d'obtenir des tourbillons avec rapidité

supérieure à 20 m/sec, la cavité de cavitation devient si grande qu'une instabilité se produit et le vortex est détruit. Ce qui précède s'applique à des diamètres de cylindre de l'ordre de 10 cm ; il est possible qu'avec une augmentation du diamètre il soit possible d'obtenir des vortex stables se déplaçant à grande vitesse.

Un phénomène intéressant se produit lorsqu'un vortex se déplace verticalement vers le haut dans l'eau vers une surface libre. Une partie du liquide, formant ce qu'on appelle le corps vortex, s'envole au-dessus de la surface, au début presque sans changer de forme - l'anneau d'eau saute hors de l'eau. Parfois, la vitesse de la masse éjectée dans l'air augmente. Cela peut s’expliquer par l’éjection d’air qui se produit à la limite du fluide en rotation. Par la suite, le vortex émis est détruit sous l’influence des forces centrifuges.

Des gouttes tombent. Il est facile d’observer les tourbillons qui se forment lorsque les gouttes d’encre tombent dans l’eau. Lorsqu’une goutte d’encre tombe dans l’eau, un anneau d’encre se forme et se déplace vers le bas. Un certain volume de liquide se déplace avec l'anneau, formant le corps du vortex, également coloré à l'encre, mais beaucoup plus faible. La nature du mouvement dépend fortement du rapport des densités de l’eau et de l’encre. Dans ce cas, des différences de densité de plusieurs dixièmes de pour cent s'avèrent significatives.

Densité eau propre moins que l'encre. Par conséquent, lorsque le vortex se déplace, il est soumis à une force dirigée vers le bas dans la direction du vortex. L’action de cette force entraîne une augmentation de la quantité de mouvement du vortex. Élan du vortex

où Г est la circulation ou l'intensité du vortex, et R est le rayon de l'anneau du vortex et la vitesse du vortex

Si l'on néglige l'évolution de la circulation, alors une conclusion paradoxale peut être tirée de ces formules : l'action d'une force dans le sens de déplacement du vortex entraîne une diminution de sa vitesse. En effet, de (1) il s'ensuit qu'avec une impulsion croissante à vitesse constante

circulation, le rayon R du vortex devrait augmenter, mais d'après (2) il est clair qu'à circulation constante, la vitesse diminue avec l'augmentation de R.

À la fin du mouvement du vortex, l'anneau d'encre se brise en 4 à 6 amas séparés, qui à leur tour se transforment en vortex avec de petits anneaux en spirale à l'intérieur. Dans certains cas, ces anneaux secondaires se brisent à nouveau.

Le mécanisme de ce phénomène n’est pas très clair et il existe plusieurs explications. Dans un schéma Le rôle principal joué par la gravité et l'instabilité du type dit de Taylor, qui se produit lorsque, dans un champ gravitationnel, un liquide plus dense se trouve au-dessus d'un liquide moins dense, et que les deux liquides sont initialement au repos. La frontière plate séparant deux de ces liquides est instable - elle est déformée et des caillots individuels d'un liquide plus dense pénètrent dans le liquide le moins dense.

À mesure que l’anneau d’encre se déplace, la circulation diminue, ce qui provoque l’arrêt complet du vortex. Mais la force de gravité continue d’agir sur l’anneau et, en principe, il devrait encore diminuer dans son ensemble. Cependant, une instabilité de Taylor se produit et, par conséquent, l'anneau se brise en amas séparés, qui descendent sous l'influence de la gravité et forment à leur tour de petits anneaux vortex.

Une autre explication de ce phénomène est possible. Une augmentation du rayon de l'anneau d'encre conduit au fait qu'une partie du liquide se déplaçant avec le vortex prend la forme représentée sur la Fig. 127 (p. 352). Grâce à l'action sur le tore en rotation, constitué de lignes de courant, de forces similaires à la force de Magnus, les éléments de l'anneau acquièrent une vitesse dirigée perpendiculairement à la vitesse de déplacement de l'anneau dans son ensemble. Ce mouvement est instable et se désintègre en amas séparés, qui se transforment à nouveau en petits anneaux vortex.

Le mécanisme de formation d'un vortex lorsque des gouttes tombent dans l'eau peut avoir un caractère différent. Si une goutte tombe d'une hauteur de 1 à 3 cm, son entrée dans l'eau ne s'accompagne pas d'éclaboussures et la surface libre est légèrement déformée. A la frontière entre une goutte et de l'eau

il se forme une couche de vortex dont le repliement conduit à la formation d'un anneau d'encre entouré d'eau captée par le vortex. Les étapes successives de formation du vortex dans ce cas sont représentées qualitativement sur la Fig. 128.

Lorsque des gouttes tombent d’une grande hauteur, le mécanisme de formation des vortex est différent. Ici, une goutte qui tombe, déformée, se propage à la surface de l'eau, transmettant une impulsion d'intensité maximale au centre sur une zone bien plus grande que son diamètre. En conséquence, une dépression se forme à la surface de l'eau, elle se dilate par inertie, puis s'effondre et une éclaboussure cumulative apparaît - un panache (voir chapitre VII).

La masse de ce panache est plusieurs fois supérieure à la masse d’une goutte. Tombant sous l'influence de la gravité dans l'eau, le panache forme un vortex selon le schéma déjà démonté (Fig. 128) ; En figue. 129 montre la première étape de la chute d'une goutte, conduisant à la formation d'un panache.

Selon ce schéma, des vortex se forment lorsque de rares pluies avec de grosses gouttes tombent sur l'eau - la surface de l'eau est alors recouverte d'un réseau de petits panaches. En raison de la formation de tels panaches, chaque

la goutte augmente considérablement sa masse, et donc les tourbillons provoqués par sa chute pénètrent à une assez grande profondeur.

Apparemment, cette circonstance peut servir de base pour expliquer l'effet bien connu de l'amortissement des ondes de surface dans les plans d'eau par la pluie. On sait qu’en présence d’ondes, les composantes horizontales de la vitesse des particules à la surface et à une certaine profondeur ont des directions opposées. Lors de pluie, une quantité importante de liquide pénétrant dans les profondeurs amortit la vitesse des vagues, et les courants venant des profondeurs amortissent la vitesse à la surface. Il serait intéressant de développer cet effet plus en détail et de construire son modèle mathématique.

Nuage vortex d’une explosion atomique. Un phénomène très similaire à la formation d'un nuage vortex lors d'une explosion atomique peut être observé lors d'explosions d'explosifs classiques, par exemple lors de la détonation d'une plaque explosive plate ronde située sur un sol dense ou sur une plaque d'acier. Vous pouvez également disposer l'explosif sous la forme d'une couche sphérique ou d'un verre, comme le montre la Fig. 130.

Une explosion atomique au sol diffère d’une explosion conventionnelle principalement par une concentration d’énergie (cinétique et thermique) nettement plus élevée avec une très petite masse de gaz projetée vers le haut. Dans de telles explosions, la formation d'un nuage vortex se produit en raison de la force de flottabilité, qui apparaît du fait que la masse d'air chaud formée lors de l'explosion est plus légère. environnement. La force de flottabilité joue également un rôle important lors du mouvement ultérieur du nuage vortex. Tout comme lorsqu'un vortex d'encre se déplace dans l'eau, l'action de cette force entraîne une augmentation du rayon du nuage vortex et une diminution de la vitesse. Le phénomène est compliqué par le fait que la densité de l’air change avec l’altitude. Un schéma de calcul approximatif de ce phénomène est disponible dans l'ouvrage.

Modèle vortex de turbulence. Laissez un flux de liquide ou de gaz s'écouler autour d'une surface qui est un plan avec des indentations limitées par des segments sphériques (Fig. 131, a). Pouce. V nous avons montré que dans la zone des bosses, des zones à tourbillon constant apparaissent naturellement.

Supposons maintenant que la zone tourbillonnaire se sépare de la surface et commence à se déplacer dans l'écoulement principal (Fig.

131.6). En raison du tourbillon, cette zone, en plus de la vitesse V du flux principal, aura également une composante de vitesse perpendiculaire à V. De ce fait, une telle zone de vortex en mouvement provoquera un mélange turbulent dans une couche de liquide, de la taille dont est des dizaines de fois plus grande que la taille de la bosse.

Ce phénomène, apparemment, peut être utilisé pour expliquer et calculer le mouvement de grandes masses d'eau dans les océans, ainsi que le mouvement des masses d'air dans les zones montagneuses lors de vents forts.

Résistance réduite. Au début du chapitre, nous avons évoqué le fait que les masses d'air ou d'eau sans coques qui se déplacent avec le vortex, malgré leur forme mal profilée, subissent nettement moins de résistance que les mêmes masses en coques. Nous avons également indiqué la raison de cette diminution de la résistance : elle s'explique par la continuité du champ de vitesse.

Se pose question naturelle sur la question de savoir s'il est possible de donner à un corps profilé une telle forme (avec une limite mobile) et de lui conférer un tel mouvement afin que l'écoulement qui apparaît dans ce cas soit similaire à l'écoulement lors du mouvement d'un vortex, et ainsi essayer réduire la résistance ?

Nous donnerons ici un exemple appartenant à B. A. Lugovtsov, qui montre qu'une telle formulation de la question a du sens. Considérons un écoulement potentiel plan d'un fluide non visqueux incompressible symétrique par rapport à l'axe x, dont la moitié supérieure est représentée sur la Fig. 132. À l'infini, le flux a une vitesse dirigée le long de l'axe des x, sur la Fig. 132 les hachures indiquent une cavité dans laquelle une pression telle est maintenue qu'à sa limite la valeur de la vitesse est constante et égale à

Il est facile de voir que si au lieu d'une cavité on place dans le flux solide avec une frontière mobile dont la vitesse est également égale, alors notre écoulement peut être considéré comme une solution exacte au problème d'un fluide visqueux circulant autour de ce corps. En fait, l'écoulement potentiel satisfait l'équation de Navier-Stokes et la condition de non-glissement à la limite du corps est satisfaite du fait que les vitesses du fluide et de la frontière coïncident. Ainsi, grâce à la frontière mobile, l'écoulement restera potentiel, malgré la viscosité, aucune trace n'apparaîtra et force maximale, agissant sur le corps, sera égal à zéro.

En principe, une telle conception d’un corps avec une frontière mobile peut être mise en œuvre dans la pratique. Pour maintenir le mouvement décrit, un apport constant d'énergie est nécessaire, qui doit compenser la dissipation d'énergie due à la viscosité. Ci-dessous, nous calculerons la puissance nécessaire pour cela.

La nature du flux considéré est telle que son potentiel complexe doit être une fonction multivaluée. Pour isoler sa branche sans ambiguïté, nous

Faisons une coupe le long du segment dans la zone d'écoulement (Fig. 132). Il est clair que le potentiel complexe mappe cette région avec une coupe vers la région représentée sur la Fig. 133, a (les points correspondants sont marqués des mêmes lettres), des images de lignes de courant y sont également indiquées (les points correspondants sont marqués des mêmes chiffres). La rupture de potentiel sur la droite ne viole pas la continuité du champ de vitesse, car la dérivée du potentiel complexe reste continue sur cette droite.

En figue. 133b montre une image de la zone d'écoulement lorsqu'elle est affichée, il s'agit d'un cercle de rayon avec une coupe le long de l'axe réel du point au point de bifurcation du flux B, auquel la vitesse est nulle, va au centre du cercle

Ainsi, dans le plan, l'image de la région d'écoulement et la position des points sont complètement définies. Dans le plan ci-contre, vous pouvez fixer arbitrairement les dimensions du rectangle. Après les avoir précisées, vous pouvez retrouver par

Le théorème de Riemann (Chapitre I) est la seule cartographie conforme de la moitié gauche de la région de la Fig. 133, et sur le demi-cercle inférieur Fig. 133, b, dans lequel les points des deux figures se correspondent. En raison de la symétrie, alors toute la région de la Fig. 133, et sera affiché sur un cercle avec une coupe sur la Fig. 133, b. Si vous choisissez la position du point B sur la Fig. 133, a (c'est-à-dire la longueur de la coupe), alors il ira au centre du cercle et l'affichage sera complètement déterminé.

Il est commode d'exprimer cette cartographie en termes du paramètre , qui varie dans le demi-plan supérieur (Fig. 133, c). La cartographie conforme de ce demi-plan sur un cercle avec une coupe sur la Fig. 133, b avec la correspondance de points requise peut être rédigé simplement.

La lutte entre les courants chauds et froids, visant à égaliser la différence de température entre le nord et le sud, se déroule avec plus ou moins de succès. Puis les masses chaudes prennent le relais et pénètrent sous forme d'une langue chaude loin au nord, parfois jusqu'au Groenland, en Nouvelle-Zemble et même jusqu'en Terre François-Joseph ; puis des masses d'air arctique sous la forme d'une « goutte » géante traversent vers le sud et, balayant l'air chaud sur leur passage, tombent sur la Crimée et les républiques d'Asie centrale. Cette lutte est particulièrement prononcée en hiver, lorsque la différence de température entre le nord et le sud augmente. Sur les cartes synoptiques de l'hémisphère nord, vous pouvez toujours voir plusieurs langues d'air chaud et froid pénétrant à différentes profondeurs au nord et au sud.
L'arène dans laquelle se déroule la lutte des courants d'air revient précisément aux plus...

Introduction. 2
1. Formation de vortex atmosphériques. 4
1.1 Fronts atmosphériques. Cyclone et anticyclone 4
1.2 Approche et passage du cyclone 10
2. Etude des vortex atmosphériques à l'école 13
2.1 Étudier les vortex atmosphériques dans les cours de géographie 14
2.2 Etude de l'atmosphère et des phénomènes atmosphériques dès la 6e 28
Conclusion.35
Bibliographie.

Introduction

Vortex atmosphériques - cyclones tropicaux, tornades, tempêtes, bourrasques et ouragans.
Les cyclones tropicaux sont des vortex avec une basse pression au centre ; ils se produisent en été et en hiver. Les cyclones tropicaux ne se produisent qu'à basse latitude, près de l'équateur. En termes de destruction, les cyclones peuvent être comparés aux tremblements de terre ou aux volcans.
La vitesse des cyclones dépasse 120 m/s, avec de fortes nébulosités, des averses, des orages et de la grêle. Un ouragan peut détruire des villages entiers. La quantité de précipitations semble incroyable en comparaison avec l’intensité des précipitations lors des cyclones les plus violents des latitudes moyennes.
Une tornade est un phénomène atmosphérique destructeur. Il s’agit d’un immense vortex vertical de plusieurs dizaines de mètres de haut.
Les gens ne peuvent pas encore lutter activement contre les cyclones tropicaux, mais il est important de s’y préparer à temps, que ce soit sur terre ou en mer. À cette fin, des satellites météorologiques sont surveillés 24 heures sur 24, ce qui facilite grandement la prévision de la trajectoire des cyclones tropicaux. Ils photographient les tourbillons et, à partir de la photographie, ils peuvent déterminer avec précision la position du centre du cyclone et retracer son mouvement. Ainsi, ces derniers temps, il a été possible d'avertir la population de l'approche de typhons qui ne pouvaient pas être détectés par les observations météorologiques ordinaires.
Même si une tornade a un effet destructeur, elle constitue en même temps un phénomène atmosphérique spectaculaire. Il est concentré sur une petite zone et semble être tout là sous vos yeux. Sur le rivage, vous pouvez voir un entonnoir s'étendant du centre d'un puissant nuage, et un autre entonnoir s'élevant vers lui depuis la surface de la mer. Une fois fermée, une énorme colonne mobile se forme, qui tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Tornades

Ils se forment lorsque l'air dans les couches inférieures est très chaud et qu'il est froid dans les couches supérieures. Un échange d'air très intense commence, ce qui
accompagné d'un vortex à grande vitesse - plusieurs dizaines de mètres par seconde. Le diamètre d’une tornade peut atteindre plusieurs centaines de mètres et sa vitesse peut atteindre 150-200 km/h. Une basse pression se forme à l’intérieur, de sorte que la tornade attire tout ce qu’elle rencontre en cours de route. Connu, par exemple, "poisson"
il pleut, lorsqu'une tornade provenant d'un étang ou d'un lac, avec l'eau, a aspiré les poissons qui s'y trouvent.
Une tempête est un vent fort à l’aide duquel la mer peut devenir très agitée. Une tempête peut être observée lors du passage d’un cyclone ou d’une tornade.
La vitesse du vent d'une tempête dépasse 20 m/s et peut atteindre 100 m/s, et lorsque la vitesse du vent est supérieure à 30 m/s, un ouragan commence et le vent augmente jusqu'à des vitesses de 20 à 30 m/s. appelés grains.
Si, dans les cours de géographie, ils étudient uniquement les phénomènes des vortex atmosphériques, alors pendant les cours de sécurité des personnes, ils apprennent les moyens de se protéger contre ces phénomènes, ce qui est très important, car connaissant les méthodes de protection, les étudiants d'aujourd'hui pourront non seulement se protéger eux-mêmes. mais leurs amis et proches des vortex atmosphériques.

Fragment d'œuvre pour révision

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Dans la région de l'océan Arctique et en Sibérie, des zones avec haute pression. De là, des masses d’air froid et sec sont envoyées vers le territoire russe. Les masses tempérées continentales viennent de Sibérie, apportant un temps glacial et clair. Les masses d'air marin en hiver proviennent de l'océan Atlantique, qui est à cette époque plus chaud que le continent. Par conséquent, cette masse d’air apporte des précipitations sous forme de neige, des dégels et des chutes de neige sont possibles.
III. Consolidation du nouveau matériel
Quelles masses d'air contribuent à la formation de sécheresses et de vents chauds ?
Ce que les masses d'air apportent au réchauffement, aux chutes de neige et adoucissent la chaleur en été, apporte souvent temps nuageux et les précipitations ?
Pourquoi pleut-il en Extrême-Orient en été ?
Pourquoi en hiver, le vent d'est ou de sud-est sur la plaine d'Europe de l'Est est-il souvent beaucoup plus froid que le vent du nord ?
Il tombe encore de la neige sur la plaine d'Europe de l'Est. Pourquoi alors à la fin de l’hiver l’épaisseur de la couverture neigeuse est-elle plus importante ? Sibérie occidentale?
Devoirs
Répondez à la question : « Comment expliquez-vous le type de temps aujourd’hui ? D’où vient-il, quels signes avez-vous utilisés pour déterminer cela ?
Fronts atmosphériques. Vortex atmosphériques : cyclones et anticyclones
Objectifs : se faire une idée des vortex et fronts atmosphériques ; montrer le lien entre les changements météorologiques et les processus dans l'atmosphère ; présenter les raisons de la formation des cyclones et des anticyclones.
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Matériel : cartes de la Russie (physiques, climatiques), tableaux de démonstration « Fronts atmosphériques » et « Tourbillons atmosphériques », cartes à points.
Pendant les cours
JE. Organisation du temps
II. Examen devoirs
1. Enquête frontale
Que sont les masses d'air ? (De grands volumes d'air qui diffèrent par leurs propriétés : température, humidité et transparence.)
Les masses d'air sont divisées en types. Nommez-les, en quoi sont-ils différents ? (Réponse approximative. L'air arctique se forme au-dessus de l'Arctique - il est toujours froid et sec, transparent, car il n'y a pas de poussière dans l'Arctique. Sur la majeure partie de la Russie, sous les latitudes tempérées, une masse d'air modérée se forme - froide en hiver et chaude en été. L'air tropical arrive en Russie sous forme de masses estivales qui se forment au-dessus des déserts d'Asie centrale et apportent un temps chaud et sec avec des températures de l'air pouvant atteindre 40°C.)
Qu’est-ce que la transformation de la masse d’air ? (Réponse approximative. Modifications des propriétés des masses d'air lorsqu'elles se déplacent sur le territoire de la Russie. Par exemple, l'air marin tempéré provenant de l'océan Atlantique perd de l'humidité, se réchauffe en été et devient continental - chaud et sec. En hiver, l'air marin tempéré perd de l'humidité, mais se refroidit et devient sec et froid.)
Quel océan et pourquoi a la plus grande influence sur le climat de la Russie ? (Réponse approximative. Atlantic. Premièrement, la plupart de Russie
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est situé dans le transfert dominant des vents d'ouest ; deuxièmement, il n'y a pratiquement aucun obstacle à la pénétration des vents d'ouest en provenance de l'Atlantique, puisqu'à l'ouest de la Russie se trouvent des plaines. Les basses montagnes de l'Oural ne sont pas un obstacle.)
2. Testez
1. La quantité totale de rayonnement atteignant la surface de la Terre est appelée :
a) le rayonnement solaire ;
b) bilan radiatif ;
c) rayonnement total.
2.Le plus grand indicateur de rayonnement réfléchi est :
a) du sable ; c) terre noire ;
b) forêt ; d) la neige.
3. Déplacez-vous en Russie en hiver :
a) masses d'air arctiques ;
b) masses d'air modérées ;
c) masses d'air tropicales ;
d) masses d'air équatoriales.
4. Le rôle du transfert des masses d'air vers l'ouest augmente dans la majeure partie de la Russie :
en été; c) en automne.
b) en hiver ;
5.Le plus grand indicateur rayonnement total en Russie il y a :
a) au sud de la Sibérie ; c) le sud de l'Extrême-Orient.
b) Caucase du Nord;
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6. La différence entre le rayonnement total, le rayonnement réfléchi et le rayonnement thermique s'appelle :
a) rayonnement absorbé ;
b) bilan radiatif.
7.En se déplaçant vers l'équateur, la quantité de rayonnement total :
a) diminue ; c) ne change pas.
b) augmente ;
Réponses : 1 - dans ; 3 - g; 3 - un, b; 4 - un ; 5B ; 6-b; 7-b.
3. Travailler avec des cartes
- Déterminez quel type de temps est décrit.
1. À l'aube, la température du gel est inférieure à 35 °C et la neige est à peine visible à travers le brouillard. Le craquement peut être entendu sur plusieurs kilomètres. La fumée des cheminées monte verticalement. Le soleil est rouge comme du métal chaud. Pendant la journée, le soleil et la neige scintillent. Le brouillard a déjà fondu. Le ciel est bleu, imprégné de lumière, si vous levez les yeux, on se croirait en été. Et il fait froid dehors, il y a de fortes gelées, l'air est sec, il n'y a pas de vent.
Le gel devient plus fort. Un grondement provenant du bruit des arbres qui craquent peut être entendu dans toute la taïga. À Iakoutsk, la température moyenne en janvier est de -43 °C et de décembre à mars, il tombe en moyenne 18 mm de précipitations. (Continental tempéré.)
2. L'été 1915 fut très orageux. Il pleuvait tout le temps avec une grande régularité. Un jour, il a plu très fort pendant deux jours de suite. Il n'a pas permis aux gens de quitter leur maison. Craignant que les bateaux ne soient emportés par l'eau, ils les ont tirés plus loin vers la côte. Plusieurs fois dans une journée
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ils les renversèrent et versèrent l'eau. Vers la fin du deuxième jour, l'eau est soudainement venue d'en haut et a immédiatement inondé toutes les berges. (Mousson modérée.)
III. Apprendre du nouveau matériel
Commentaires. L'enseignant propose d'écouter un cours magistral au cours duquel les élèves définissent des termes, remplissent des tableaux et réalisent des schémas dans leurs cahiers. Ensuite, l'enseignant, avec l'aide de consultants, vérifie le travail. Chaque élève reçoit trois cartes de score. Si à l'intérieur
Pendant la leçon, l'élève a donné une carte de score au consultant, ce qui signifie qu'il a besoin de plus de travail avec l'enseignant ou le consultant.
Vous savez déjà que trois types de masses d'air se déplacent à travers notre pays : arctique, tempérée et tropicale. Ils diffèrent assez fortement les uns des autres par les principaux indicateurs : température, humidité, pression, etc. Lorsque les masses d'air avec
caractéristiques différentes, dans la zone qui les sépare, la différence de température de l'air, d'humidité, de pression augmente et la vitesse du vent augmente. Les zones de transition dans la troposphère, dans lesquelles convergent des masses d'air présentant des caractéristiques différentes, sont appelées fronts.
Dans le sens horizontal, la longueur des fronts, comme les masses d'air, est de plusieurs milliers de kilomètres, verticalement - environ 5 km, la largeur de la zone frontale à la surface de la Terre est d'environ des centaines de kilomètres, à des altitudes - plusieurs centaines de kilomètres.
La durée de vie des fronts atmosphériques est supérieure à deux jours.
Les fronts ainsi que les masses d'air se déplacent à une vitesse moyenne de 30 à 50 km/h, et la vitesse des fronts froids atteint souvent 60 à 70 km/h (et parfois 80 à 90 km/h).
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Classification des fronts selon leurs caractéristiques de mouvement
1. Les fronts qui se déplacent vers de l’air plus froid sont appelés fronts chauds. Derrière le front chaud, une masse d’air chaud pénètre dans la région.
2. Les fronts froids sont ceux qui se déplacent vers une masse d’air plus chaude. Derrière le front froid, une masse d’air froid pénètre dans la région.

IV. Consolidation du nouveau matériel
1. Travailler avec la carte
1. Déterminez où se situent les fronts arctique et polaire sur le territoire russe en été. (Exemple de réponse). En été, les fronts arctiques sont situés dans la partie nord de la mer de Barents, sur la partie nord de la Sibérie orientale et de la mer de Laptev et sur la péninsule de Tchoukotka. Fronts polaires : le premier en été s'étend de la côte de la mer Noire aux hautes terres de la Russie centrale jusqu'à la Cis-Oural, le second est situé au sud
Sibérie orientale, le troisième - sur la partie sud de l'Extrême-Orient et le quatrième - sur Mer du Japon.)
2. Déterminez où se situent les fronts arctiques en hiver. (En hiver, les fronts arctiques se déplacent vers le sud, mais le front reste au-dessus partie centrale Mer de Barents et sur la mer d'Okhotsk et le plateau de Koryak.)
3. Déterminez dans quelle direction les fronts se déplacent en hiver.
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(Exemple de réponse). En hiver, les fronts se déplacent vers le sud, car toutes les masses d'air, vents et ceintures de pression se déplacent vers le sud suite au mouvement apparent.
Soleil.
Le 22 décembre, le Soleil est à son zénith dans l'hémisphère sud, au-dessus du tropique sud.)
2. Travail indépendant
Remplir des tableaux.
Fronts atmosphériques
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Cyclones et anticyclones
Panneaux
Cyclone
Anticyclone
Qu'est-ce que c'est?
Vortex atmosphériques transportant des masses d'air
Comment sont-ils représentés sur les cartes ?
Isobares concentriques
Ambiances
nouvelle pression
Vortex avec basse pression au centre
Haute pression au centre
Mouvement de l'air
De la périphérie au centre
Du centre à la périphérie
Phénomènes
Refroidissement de l'air, condensation, formation de nuages, précipitations
Réchauffer et sécher l’air
Dimensions
2 à 3 000 km de diamètre
Vitesse de transfert
déplacement
30-40 km/h, mobile
Sédentaire
Direction
mouvement
D'ouest en est
Lieu de naissance
Atlantique Nord, mer de Barents, mer d'Okhotsk
En hiver - Anticyclone sibérien
Météo
Nuageux avec précipitations
Partiellement nuageux, chaud en été, glacial en hiver
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3. Travailler avec des cartes synoptiques (cartes météorologiques)
Grâce aux cartes synoptiques, vous pouvez juger de l'évolution des cyclones, des fronts, de la nébulosité, et faire une prévision pour les heures et les jours à venir. Les cartes synoptiques ont leurs propres symboles, grâce auxquels vous pouvez connaître la météo dans n'importe quelle région. Isolines reliant les points avec les mêmes pression atmosphérique(on les appelle isobares), les cyclones et les anticyclones sont représentés. Au centre des isobares concentriques se trouve la lettre H (basse pression, cyclone) ou B (haute pression, anticyclone). Les isobares indiquent également la pression atmosphérique en hectopascals (1 000 hPa = 750 mmHg). Les flèches indiquent la direction de déplacement du cyclone ou de l'anticyclone.
L'enseignant montre comment une carte synoptique reflète diverses informations : pression atmosphérique, fronts atmosphériques, anticyclones et cyclones et leur pression, zones de précipitations, nature des précipitations, vitesse et direction du vent, température de l'air.)
- Parmi les panneaux proposés, sélectionnez ce qui est typique de
cyclone, anticyclone, front atmosphérique :
1) un vortex atmosphérique avec une haute pression au centre ;
2) un vortex atmosphérique avec une basse pression au centre ;
3) apporte un temps nuageux ;
4) stable, inactif ;
5) établi sur la Sibérie orientale ;
6) zone de collision des masses d'air chaud et froid ;
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7) courants d'air ascendants au centre ;
8) mouvement de l'air vers le bas au centre ;
9) mouvement du centre vers la périphérie ;
10) mouvement dans le sens inverse des aiguilles d'une montre vers le centre ;
11) peut être chaud ou froid.
(Cyclone - 2, 3, 1, 10 ; anticyclone - 1, 4, 5, 8, 9 ; front atmosphérique - 3,6, 11.)
Devoirs

Bibliographie

1. Base théorique méthodes d'enseignement de la géographie. Éd. A.E. Bibik et
etc., M., « Lumières », 1968
2. Géographie. La nature et les gens. 6e année_Alekseev A.I. et autres_2010 -192s
3. Géographie. Cours débutant. 6ème année. Gerasimova T.P., Neklyukova
N.P. (2010, 176 p.)
4. Géographie. 7e année À 02 heures Partie 1._Domogatskikh, Alekseevsky_2012 -280s
5. Géographie. 7e année À 02 heures Partie 2._Domogatskikh E.M_2011 -256s
6. Géographie. 8e année_Domogatskikh, Alekseevsky_2012 -336s
7. Géographie. 8e année. cahier de texte. Rakovskaya E.M.
8. Géographie. 8 km. Plans de cours basés sur le manuel de Rakovskaya et Barinov_2011
348
9. Géographie de la Russie. Économie et zones géographiques. Tutoriel pour 9
classe. Sous. éd. Alekseeva A.I. (2011, 288 p.)
10. Changement climatique. Un manuel pour les professeurs du secondaire. Kokorine
A.O., Smirnova E.V. (2010, 52 p.)

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