Атмосферные вихри

Перемещение воздушных масс часто приводит к тому, что тёплая или холодная воздушная масса продвигается далеко в глубь воздушной массы с совершенно иными свойствами (рис. 69). Вскоре они оказываются обособленными и образуют замкнутые очаги тёплого или холодного воздуха. Рассмотрим пример очага тёплого воздуха. С тёплым воздухом связана область пониженного атмосферного давления. Со всех сторон тёплый воздух окружён более холодным, в котором атмосферное давление выше. Известно, что именно между областями с высоким и низким давлением возникает поток воздуха, именуемый ветром. Следовательно, к центру этой замкнутой области пониженного давления будут «стекать» ветры из окружающих её областей высокого давления.

В случае с проникновением очага холодного воздуха всё будет наоборот: из центра этого атмосферного образования будет происходить отток воздуха к краям.

Однако прямолинейного его движения не получается. Отклоняющая сила вращения Земли изменяет направление ветров, формирует огромные вихри (рис. 70).

Слово «циклон» особенно часто можно слышать в прогнозах погоды. Это связано с тем, что на значительной части территории России именно циклоны определяют погоду. В частности, это касается европейской части страны и Камчатки.

Восходящий вихрь, в центре которого наблюдается низкое давление, возрастающее к краям, называют цикло́ном. Циклоны могут достигать нескольких сотен километров в диаметре.

В центральной части циклона воздух поднимается и растекается к его окраинам (рис. 71). При подъёме воздух охлаждается, в нём конденсируются водяные пары, и возникает облачность. Поэтому при прохождении циклонов обычно наступает пасмурная погода с дождями летом и снегопадами зимой. Такая погода называется циклональной.

Но это в центре циклона, в краевой же его части всё обстоит совсем по-другому. «Затекание» холодного воздуха с окраин циклона в его центральную часть приводит к тому, что в этом вихре тёплый и холодный воздух как бы переслаиваются, что приводит к возникновению системы тёплых и холодных фронтов, которые вращаются вместе с циклоном. Поэтому в разных частях циклона устанавливается разная погода, формирование которой зависит от прохождения атмосферных фронтов. В  целом погода будет неустойчивой.

Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток по системе западного переноса воздуха со средней скоростью около 30 км/ч, или 700 км в сутки. С приближением циклона атмосферное давление понижается. Этот признак используется при предсказании погоды.

По распределению давления, направлению ветров, характеру погоды антициклоны резко отличаются от циклонов (само слово «антициклон» значит «противоположный циклону»). Можно сказать, что антициклон — это циклон наоборот. Сейчас мы в этом убедимся, но сначала дадим определение.

Антицикло́н — это нисходящий атмосферный вихрь с давлением, повышенным в центре и понижающимся к его краям.

Как видите, в отличие от циклона, в центре которого воздух поднимается вверх, антициклон — нисходящий вихрь. В нём происходит опускание воздуха с одновременным оттоком его от центра к краям (рис. 72). Поэтому в районах, где появляются антициклоны, устанавливается ясная, безоблачная погода со слабыми ветрами, жаркая летом и холодная зимой. Такая погода называется антициклональной. В пределах России антициклональная погода преобладает на территории Средней Сибири.

Антициклоны охватывают бо́льшие площади, чем циклоны. Диаметр атмосферного вихря может составлять 2—3 тыс. км. Антициклоны более устойчивы, медленнее разрушаются и часто сохраняются на одном месте, создавая устойчивый тип погоды.

Перемещение воздушных масс, сопровождающееся прохождением атмосферных фронтов, образованием и движением циклонов и антициклонов, является причиной изменений погоды. На оценке скорости и направления смещения этих атмосферных образований и основаны методы прогноза погоды.

В самом деле, скорость движения фронтов и циклонов можно легко определить, а затем путём простых арифметических вычислений рассчитать время, когда они подойдут к тому или иному пункту и принесут изменение погоды.

На деле всё оказывается не так просто. Прежде всего потому, что воздух очень подвижен и на его движение оказывают влияние очень много факторов. Например, рельеф земной поверхности, характер растительности, движение соседних воздушных масс. Одновременный учёт всех необходимых факторов превращает прогноз погоды в уравнение со многими неизвестными.

Надёжность прогноза погоды во многом зависит от качества и количества данных, получаемых при наблюдении за погодой на метеорологических станциях. Чем больше метеостанций, тем больше метеорологических данных для прогноза погоды. Помогают в прогнозе погоды и данные наблюдений за состоянием погоды на огромных пространствах со специальных метеорологических спутников. Весь этот могучий арсенал средств позволяет разрабатывать прогнозы погоды, которые оправдываются почти на 90 %. При этом нужно помнить: чем больше срок, на который даётся прогноз, тем менее надёжен прогноз.

Не так уж трудно предсказать, какая погода будет через два часа. Представить себе, что будет с погодой через два дня, гораздо сложнее.