Между воздушными массами различного происхождения и различных свойств образуется относительно узкая - порядка 100 км - переходная зона, в которой резко меняются все метеорологические элементы: давление, температура, ветер, влажность. Эта зона и есть «атмосферный фронт». Название придумали ученые знаменитой «бергенской метеорологической школы» из норвежского города Бергена в годы Первой мировой войны, по-видимому, внимательно следившие не только за погодой, но и за жестоким противостоянием воюющих сторон. Они установили, что атмосферный фронт, как и военный, не может бездействовать сколько-нибудь продолжительное время. Он подвержен колебаниям, воздушные массы в зоне раздела перемешиваются, завихряются, фронт обретает форму волны. (Представим себе большую морскую волну..) У ее гребня атмосферное давление понижается. Такова начальная стадия образования циклона, стадия «молодого» циклона.
Затем, в течение часов или немногих суток, единоборство воздушных масс обостряется. Теплый воздух поднимается над холодным, холодный проникает под теплый, волна растет, превращается в вихрь. По внешней выпуклой поверхности волны проходит теплый фронт, по противоположной - холодный. Внутри фронтов сохраняется масса теплого воздуха - «теплый сектор» циклона. Вокруг гребня волны четко обозначается воронкообразная область низкого давления. Циклон полностью сформировался, вступил в зрелую стадию, распространился в высоту, «углубился», по терминологии метеорологов.
Далее активность циклона снижается, холодный и теплый фронты сближаются, воздух теплого сектора вытесняется в верхние слои, а в приземном слое остается однородный холодный воздух. Такова третья, заключительная, стадия развития циклона, стадия «окклюзии» или «заполнения». Обновленная холодная воздушная масса пребывает в относительном покое до тех пор, пока снова не подойдет теплая воздушная масса и все возвратится на круги своя, и снова разыграется атмосферная драма с борьбой разных воздушных масс.
Эта схема образования атмосферных фронтов и циклонов в духе «бергенской школы» наиболее характерна для европейской части умеренных широт, прилегающей к Атлантическому океану, и, соответственно, для Северо-Запада России и Петербурга. Действительно, согласно климатическим данным, через наш город проходит в среднем за год 180 фронтов разных типов, причем осенью и зимой примерно по 50, весной и летом -по 40. Петербург расположен на «путях циклонов», и эти атмосферные вихри у нас явно преобладают: их повторяемость осенью и зимой составляет 60—70%, весной и летом -50—60%.
С циклонами связаны представления о плохой погоде. Антициклоны повторяются заметно реже: в холодные сезоны - в 30—40% случаев, в теплые - в 40—50%. Они приносят хорошую погоду. Существуют еще и нейтральные атмосферные ситуации, так называемые «малоградиентные», но их повторяемость ни в один из месяцев года не превышает 10%.
Циклон в чистом виде и в полном развитии увидеть простым глазом, наглядно рассмотреть, к сожалению, невозможно. Это дано только космонавтам и синоптикам. С космических высот циклон представляется облачным вихрем, воронкообразной спиралью, закрывающей значительные пространства земной поверхности. На синоптической карте Европейской России, построенной по наблюдениям и измерениям метеорологических элементов сотен станций от Атлантики до Урала, циклон представляет собой систему замкнутых линий равного атмосферного давления - изобар. Форма циклона у земной поверхности близка к эллипсу, большая ось которого почти вдвое больше малой, минимальное давление в центре может опускаться до 720 мм ртутного столба, а разность давления между центральной и крайней «периферийной» изобарами может достигать 10 мм. Разность температур воздуха между центром и периферией на первой-второй стадиях развития циклона, пока контрасты между воздушными массами еще не сгладились, может составлять 10—12 градусов. Циклон с такими характеристиками называют глубоким.
Воздух в циклоне северного полушария вращается против часовой стрелки. Вся система перемещается обычно с запада на восток то медленно, а то и со скоростью курьерского поезда. Горизонтальные потоки воздуха направлены от периферии к центру, втягиваются в него, как в воронку, и поднимаются вверх со скоростью порядка 10 см/сек. На высотах 1-5 км воздух охлаждается, выделяется тепло от конденсации водяного пара, образуются облака, из которых на землю падают дожди, порой обильные. В верхних слоях атмосферы
Читать дальше