Lốc xoáy, lốc xoáy, bão tố, cuồng phong, lốc xoáy, lốc xoáy - những hiện tượng này là do chuyển động xoáy trong khí quyển, kèm theo lượng mưa (lớn hơn hoặc nhỏ hơn). Hãy xem xét các đặc điểm và điều kiện để xuất hiện phần tử này.
Chuyển động của các khối khí trong khí quyển
Trong bầu khí quyển của hành tinh chúng ta có sự luân chuyển liên tục của các khối khí với sự chuyển giao năng lượng và các thành phần vật chất. Đang tiến hành chuyển động:
- từ bắc xuống nam và theo hướng ngược lại (kinh tuyến);
- từ tây sang đông và theo hướng ngược lại (vĩ độ).
Trong tầng đối lưu, ngoài sự chuyển dịch theo kinh tuyến và vĩ độ của các khối khí, còn có các chuyển động xoáy của khí quyển, kèm theo lượng mưa - lốc xoáy và phản lốc.
Những hiện tượng này gây ra những thay đổi về điều kiện khí hậu ở tất cả các khu vực trên hành tinh.
Ở các lớp thấp hơn của tầng đối lưu, trong vùng nhiệt đới, các khối khí nóng lên khá mạnh. Đồng thời, các khối không khí chứa đầy hơi ẩm (đặc biệt là trên các đại dương). Không khí ấm áp bốc lênlên đến độ cao 1000-1200 mét, nơi nó bắt đầu lạnh đi với sự hình thành các đám mây sau đó. Thay cho các khối ấm nổi lên, các khối lạnh phương bắc (ở bắc bán cầu) xuất hiện. Các khối khí ấm bị thu giữ bởi lực Coriolis gây ra bởi sự quay của Trái đất. Chúng bắt đầu di chuyển không chỉ lên trên, mà còn theo chiều ngang, trong khi lệch khỏi hướng nghiêng - ở bắc bán cầu về đông bắc. Các khối khí lạnh đi về phía Tây Nam (ở Nam bán cầu, các khối khí chuyển động ngược chiều hoàn toàn). Đây là cách các luồng gió mậu dịch được hình thành.
Mặt nước của đại dương, ấm lên vào cuối mùa hè và đầu mùa thu, tạo cơ hội cho sự hình thành các khối không khí khác chứa đầy hơi ẩm - gió mùa. Hướng của chúng hoàn toàn ngược lại với gió mậu dịch.
Trạng thái cân bằng nhiệt của hành tinh được duy trì do sự chuyển dịch giữa các vĩ độ toàn cầu: nhiệt từ vĩ độ nhiệt đới đến vĩ độ cao, lạnh từ vĩ độ cận cực (cao) đến nhiệt đới.
Hoạt động xoáy thuận của khí quyển dựa trên sự kết nối của hoàn lưu nhiệt đới với hoạt động xoáy của các khối khí ở vĩ độ ôn đới.
Cyclogenesis
Thuật ngữ này dùng để chỉ sự hình thành, phát triển hoặc sụp đổ của chuyển động xoáy của khí quyển, kèm theo lượng mưa. Đó là, chỉ là bất kỳ cơn lốc nào - một dòng xoáy có áp suất thấp bên trong. "Trong ruột" các cơn lốc xoáy của gió Bắc bán cầu thổi ngược chiều kim đồng hồ. Vùng thấp hơn của xoáy thuận được đặc trưng bởi sự lệch hướng của gió về phía trung tâm của nó.
Khí tượng học hiện đại chia xoáy thuận thành hai loại: theo vị trí của chúngnguồn gốc và hoạt động tiếp theo - nhiệt đới và ngoại nhiệt đới (xoáy thuận ôn đới).
Đầu tiên được hình thành ở vùng nhiệt đới, với sự phát triển, chúng đạt kích thước lên đến hàng nghìn km (rất hiếm khi hơn). Thứ hai là chuyển động xoáy của khí quyển ở đới ôn hòa và cận cực. Các xoáy thuận ngoại nhiệt đới có kích thước khổng lồ (lên đến vài nghìn km).
Tốc độ chuyển động xoáy của không khí trong xoáy thuận nhiệt đới là rất lớn, nó có thể đạt tới giá trị bão. Những xoáy nước này có thể trở nên ngoại nhiệt đới khi chúng di chuyển.
Điều kiện cần thiết để hình thành chuyển động xoáy nhiệt đới
Để xoáy thuận nhiệt đới hình thành, không khí xung quanh cần bão hòa độ ẩm (điều này tạo ra một yếu tố không ổn định). Nước trong đại dương ấm lên ở độ sâu 50 mét, đến nhiệt độ hơn 26 độ C. Khi hơi ngưng tụ ở các lớp dưới của tầng đối lưu, không khí phải lạnh đi rất nhanh (đây là nguồn năng lượng chính của lốc xoáy).
Bão và cuồng phong - xoáy thuận nhiệt đới
Ở Viễn Đông và các nước Đông Nam Á, các chuyển động xoáy nhiệt đới của khí quyển kèm theo lượng mưa được gọi là bão. Ở các quốc gia Bắc và Nam Mỹ - bão (trong số thổ dân da đỏ Maya, thần gió là Hurakan). Nếu tốc độ của một cơn bão trong cơn bão vượt quá một trăm mười bảy km một giờ, thì đây đã là một cơn bão.
Lốc xoáy nhiệt đới mang đến những cơn mưa lớn. Trên biển, trong một cơn bão và một trận cuồng phong, sóng lớn phát sinh. Nhưng họ bị suy yếu do rơi xuống dướitác động của gió trên đất liền. Những trận mưa như trút nước do xoáy thuận nhiệt đới gây ra rơi vào đất liền với khoảng cách lên đến 40 km. Điều này rất quan trọng để giảm thiểu khí hậu khô hạn của các lục địa.
Bản thân các cơn lốc xoáy mang năng lượng dự trữ từ nơi này đến nơi khác trên hành tinh, từ vùng nhiệt đới đến vùng ôn đới. Điều này rất quan trọng đối với các quá trình xoáy thuận toàn cầu trong khí quyển, bởi vì nó dẫn đến sự hội tụ nhiệt độ trên hành tinh, làm cho khí hậu trở nên ôn hòa hơn.
Xoáy thuận và phản vòng ngoại nhiệt đới
Những chuyển động xoáy có kích thước khổng lồ (vài nghìn km) của khí quyển, kèm theo lượng mưa và xảy ra ở các đới ôn đới và cận cực, được gọi là xoáy thuận ngoại nhiệt đới và nghịch lưu. Các xoáy gió trong các cơn bão phía bắc xoay cùng hướng với các cơn bão phía bắc.
Với sự xuất hiện của một cơn bão như vậy, thời tiết khắc nghiệt bắt đầu xuất hiện, nhưng chất chống dòng chảy mang lại một ngày nắng đẹp.
Xuất hiện các xoáy thuận ở vĩ độ ôn đới
Để biểu diễn cơ chế xuất hiện của các thành tạo này, cần phải vận hành với khái niệm mặt trước khí quyển. Theo ước tính đầu tiên, đây chỉ là một biên giới ngăn cách hai khối khí khác nhau.
Thực tế, đây là một khu vực rộng vài chục km, nghiêng một góc. Trong trường hợp mặt trước ấm, độ dốc của nó nằm theo hướng chuyển động (như vậy, nó bao phủ khối lạnh từ phía trên). Khi lạnh - ngược lại, ở phía ngược lại của chuyển động. Phương trình chuyển động của khí quyển được biểu diễn qua công thức của Max Margules(Nhà khí tượng học Úc).
Sự tương tác của mặt trước ấm và lạnh dẫn đến sự hình thành của xoáy thuận. Với sự kết nối như vậy, một phần của mặt trước ấm được đưa vào khối lạnh dưới dạng "lưỡi" thuôn dài. Đồng thời, không khí ấm áp bay lên làm không khí nhẹ hơn.
Trong quá trình tương tác này, hai quá trình xảy ra, dẫn đến xoáy thuận. Các phân tử hơi nước (nước), bốc lên, bắt đầu quay: chúng bị ảnh hưởng bởi từ trường của Trái đất. Chúng tham gia vào chuyển động quay của tất cả không khí xung quanh. Kết quả là, một xoáy nước khổng lồ được hình thành từ nó và các phân tử nước.
Ở trên cùng, các khối không khí đang làm mát. Trong trường hợp này, hơi nước ngưng tụ và biến thành mây (sau đó là mưa, mưa đá, tuyết). Những đợt thời tiết xấu như vậy có thể kéo dài vài ngày, thậm chí vài tuần. Điều này sẽ phụ thuộc vào "tuổi thọ" của lốc xoáy: nguồn cung cấp không khí ấm càng lớn thì lốc xoáy tồn tại càng lâu.
Sự xuất hiện của chất chống oxy hóa
Sự xuất hiện của xoáy này là do các khối khí trong khí quyển hạ thấp xuống khi chúng bị đốt nóng với các khối lượng xung quanh, không có sự trao đổi nhiệt. Trong quá trình này, độ ẩm bên trong giảm xuống, và điều này kéo theo sự bốc hơi của các đám mây đã tồn tại. Dưới tác động của từ trường Trái đất, các phân tử nước bắt đầu quay - theo hướng ngược dòng phía bắc - theo chiều kim đồng hồ. Thời tiết ổn định trong quá trình này có thể kéo dài đến ba tuần.
