Cyklony, anticyklóny, tajfuny, hurikány, tornáda, tornáda – tyto jevy jsou způsobeny vírovými pohyby v atmosféře, doprovázené srážkami (většími či menšími). Zvažte charakteristiky a podmínky pro výskyt tohoto prvku.
Pohyb vzdušných hmot v atmosféře
V atmosféře naší planety probíhá neustálá cirkulace vzdušných hmot s přenosem energie a materiálových složek. Pohyb probíhá:
- od severu k jihu a v opačném směru (poledník);
- ze západu na východ a v opačném směru (zeměpisná šířka).
V troposféře dochází kromě poledníkových a šířkových přesunů vzduchových hmot k vířivým pohybům atmosféry, doprovázeným srážkami - cyklónami a anticyklónami.
Tyto jevy způsobují změny klimatických podmínek ve všech oblastech planety.
Ve spodních vrstvách troposféry, v tropickém pásmu, se vzduchové hmoty poměrně silně ohřívají. Vzduchové hmoty se přitom plní vlhkostí (zejména nad oceány). Teplý vzduch stoupá vzhůruaž do výšky 1000-1200 metrů, kde se začíná ochlazovat s následnou tvorbou oblačnosti. Místo vyvýšených teplých mas přicházejí studené severní masy (na severní polokouli). Masy teplého vzduchu jsou zachyceny Coriolisovou silou způsobenou rotací Země. Začínají se pohybovat nejen směrem nahoru, ale i horizontálně, přičemž se odchylují od přímočarého směru - na severní polokouli na severovýchod. Studené hmoty jdou na jihozápad (na jižní polokouli se vzduchové hmoty pohybují přesně opačným směrem). Takto se tvoří pasáty.
Vodní hladina oceánu, prohřátá koncem léta a začátkem podzimu, poskytuje příležitost pro vznik dalších vzduchových hmot naplněných vlhkostí - monzuny. Jejich směr je přesně opačný než pasátům.
Tepelná rovnováha planety je udržována díky globálnímu přenosu mezi zeměpisnými šířkami: teplo z tropických šířek do vysokých šířek, chlad ze subpolárních (vysokých) šířek do tropů.
Cylonická aktivita atmosféry je založena na spojení tropické cirkulace s vířivou aktivitou vzduchových hmot v mírných zeměpisných šířkách.
Cyklogeneze
Tento termín se týká vzniku, vývoje nebo kolapsu vírového pohybu atmosféry doprovázeného srážkami. Tedy prostě jakýkoli cyklon – vír s nízkým tlakem uvnitř. „V útrobách“cyklónů severní polokoule vanou větry proti směru hodinových ručiček. Dolní oblast cyklónu je charakterizována odchylkou větru směrem k jejímu středu.
Moderní meteorologie rozděluje cyklonální víry do dvou typů: podle jejich polohypůvod a následná aktivita - tropické a extratropické (mírné cyklóny).
První vznikají v tropech, s vývojem dosahují velikosti až tisíc kilometrů (velmi vzácně více). Druhým je vírový pohyb atmosféry v pásmu mírných a subpolárních šířek. Extratropické cyklóny dosahují obrovských rozměrů (až několik tisíc kilometrů).
Rychlost vířivého pohybu vzduchu v tropických cyklónách je obrovská, může dosáhnout hodnot bouřek. Tyto víry se mohou při pohybu stát extratropickými.
Podmínky nezbytné pro vytvoření tropického vířivého pohybu
Aby se vytvořil tropický vír, je nutné, aby byl okolní vzduch nasycen vlhkostí (to dává faktor nestability). Voda v oceánu se ohřívá až do hloubky padesáti metrů, na teplotu více než dvacet šest stupňů Celsia. Když páry kondenzují ve spodních vrstvách troposféry, vzduch se musí velmi rychle ochladit (toto je hlavní zdroj energie cyklónu).
Tajfuny a hurikány – tropické cyklóny
Na Dálném východě a v zemích jihovýchodní Asie se tropické vířivé pohyby atmosféry doprovázené srážkami nazývají tajfuny. V zemích Severní a Jižní Ameriky - hurikány (u mayských indiánů je bohem větru Hurakan). Pokud rychlost bouře během bouřky přesáhne sto sedmnáct kilometrů za hodinu, pak už se jedná o hurikán.
Tropické cyklóny přinášejí vydatné deště. Na moři při tajfunu a hurikánu vznikají obrovské vlny. Ale jsou oslabeni pádem podpůsobení větru na zemi. Lijáky způsobené tropickými cyklóny padají do vnitrozemí na vzdálenost až čtyřicet kilometrů. To je velmi důležité pro zmírnění suchého klimatu kontinentů.
Samotné cyklóny přenášejí zásoby energie z jednoho místa na planetě na druhé, od tropů po mírné pásmo. To je důležité pro globální cyklónové procesy v atmosféře, protože to vede ke konvergenci teplot na planetě, vyrovnává klima a činí ho mírnějším.
Extratropické cyklóny a anticyklóny
Obrovské (několik tisíc kilometrů) vířivé pohyby atmosféry, doprovázené srážkami a vyskytující se v mírných a subpolárních zónách, se nazývají extratropické cyklóny a anticyklóny. Víry větru v severních cyklónech rotují stejným směrem jako severní tajfuny.
S příchodem takového hurikánu nastává nevlídné počasí, ale tlaková výše přináší jasný a slunečný den.
Výskyt cyklónů mírných zeměpisných šířek
Pro znázornění mechanismu výskytu těchto útvarů je nutné operovat s konceptem atmosférické fronty. V prvním přiblížení se jedná pouze o hranici oddělující dvě různé vzdušné masy.
Ve skutečnosti se jedná o zónu několika desítek kilometrů nakloněnou pod úhlem jednoho stupně. V případě teplé fronty leží její sklon ve směru pohybu (jakoby shora kryje studenou hmotu). Při chladu - naopak v opačné straně pohybu. Pohybová rovnice atmosféry je vyjádřena vzorcem Maxe Margulese(australský meteorolog).
Vzájemné působení teplé a studené fronty vede k vytvoření cyklonálního víru. Při takovém spojení se část teplé fronty zavádí do studené masy v podobě protáhlého „jazyka“. Zároveň teplý vzduch stoupá jako lehčí vzduch.
Během této interakce probíhají dva procesy vedoucí k cyklonovému víru. Molekuly páry (vody), stoupající, začínají rotovat: jsou ovlivněny magnetickým polem Země. Zapojují do tohoto rotačního pohybu veškerý okolní vzduch. Výsledkem je, že se z něj a molekul vody vytvoří obrovská vířivka.
Nahoře se vzduchové hmoty ochlazují. V tomto případě dochází ke kondenzaci vodní páry, která se mění v mraky (to jsou následné deště, kroupy, sníh). Takové počasí se špatným počasím může trvat několik dní nebo dokonce týdnů. To bude záviset na "dlouhé životnosti" cyklónu: čím větší přísun teplého vzduchu, tím déle cyklón existuje.
Výskyt tlakových výšek
Vznik tohoto víru je způsoben snižováním atmosférických hmot, když jsou zahřívány okolními hmotami, bez výměny tepla. Během tohoto procesu vlhkost uvnitř klesá a to má za následek vypařování již existujících mraků. Pod vlivem magnetického pole Země se molekuly vody začnou otáčet – v severních anticyklónách – ve směru hodinových ručiček. Stabilní počasí v tomto procesu může trvat až tři týdny.
