Циклон (от греч. kyklon - кружащийся, крутящийся) - это атмосферный вихрь большого (от сотен до нескольких тыщ км) поперечника с пониженным давлением воздуха в центре.
Циклон - не просто противоположность антициклону, у их различается механизм появления. Циклоны повсевременно и естественным образом возникают из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием аксиомы Брауэра о недвижной точке является наличие в атмосфере как минимум 1-го циклона либо антициклона.
Воздух в циклоне циркулирует против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном. Не считая того, в воздушных слоях на высоте от земной поверхности до нескольких сот метров, ветер имеет слагаемое, направленное к центру циклона, по барическому градиенту (в сторону убывания давления). Величина слагаемого миниатюризируется с высотой.
Различают два главных вида циклонов - внетропические и тропические (владеют особенными качествами и появляются еще пореже).
Внетропические циклоны образуются в умеренных либо полярных широтах и имеют поперечник от тыщи км сначала развития, и до нескольких тыщ в случае так именуемого центрального циклона. Посреди внетропических циклонов выделяют южные циклоны, образующиеся на южной границе умеренных широт (средиземноморские, балканские, черноморские, южнокаспийские и т.д.) и смещающиеся на север и северо-восток. Южные циклоны владеют колоссальными припасами энергии; конкретно с южными циклонами в средней полосе Рф и СНГ связаны более сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.
Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют наименьшие размеры (сотки, изредка - более тыщи км), однако огромные барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для подобных циклонов характерен также так именуемый «глаз бури» - центральная область поперечником 20-30 км с относительно ясной и штилевой погодой. Тропические циклоны могут в процессе собственного развития преобразовываться во внетропические. Ниже 8-10° северной и южной широты циклоны появляются очень изредка, а в конкретной близости от экватора - не появляются совсем.
Малое атмосферное давление в циклоне приходится на центр циклона; к периферии оно вырастает, т.е. горизонтальные барические градиенты ориентированы снаружи циклона вовнутрь. В отлично развитом циклоне давление в центре на уровне моря может снижаться до 950-960 мбар (1 бар = 105 н/м2), а в отдельных случаях до 930-920 мбар (при среднем давлении на уровне моря около 1012 мбар).
Замкнутые изобары (полосы равного давления) неверной, однако в общем округлой формы ограничивают область пониженного давления (барическую депрессию) поперечником от нескольких сотен км до 2-3 тыщ км. В этой области воздух находится в вихревом движении. В свободной атмосфере, выше пограничного слоя атмосферы (около 1000 м) он движется примерно по изобарам, отклоняясь от барического градиента на угол, близкий к прямому, на право в Северном полушарии и на лево в Южном (вследствие воздействия отклоняющей силы Кориолиса и центробежной силы, возникающей при движении по криволинейным траекториям).
В пограничном слое ветер вследствие силы трения более либо наименее существенно (зависимо от высоты) отклоняется от изобар в сторону барического градиента. У земной поверхности ветер образует с барическим градиентом угол порядка 60°, т.е. к вращательному движению воздуха присоединяется направление воздуха внутрь циклона. Полосы тока принимают форму спиралей, сходящихся к центру циклона. Скорости ветра в циклоне посильнее, чем в смежных областях атмосферы; время от времени они добиваются более 20 м/с (шторм) и даже более 30 м/с (ураган).
В связи с восходящими составляющими движения воздуха, отдельно поблизости фронтов атмосферных, в циклоне преобладает пасмурная погода. Основная часть осадков во внетропических широтах выпадает конкретно в циклоне. Вследствие вихревого движения воздуха в область циклона втягиваются разные по температуре воздушные массы из различных широт Земли. С этим связана температурная асимметрия циклона: в различных его секторах температуры воздуха различны. Это относится в особенности к подвижным циклонам, возникающим на основных фронтах тропосферы (арктических, антарктических, полярных). Наблюдаются, но, слабенькие («размытые») циклоны над теплыми участками земной поверхности (пустыни, внутренние моря) - так именуемые тепловые депрессии - неподвижные, с довольно равномерным рассредотачиванием температуры.
С высотой изобары циклона равномерно теряют замкнутую форму. Это происходит по-разному, зависимо от стадии развития циклона и от рассредотачивания температуры в нем. В исходной стадии развития подвижный (передний) циклон обхватывает только нижнюю часть тропосферы. В стадии большего развития циклон может распространяться на всю высоту тропосферы и даже простираться в нижнюю стратосферу. Тепловые депрессии всегда ограничиваются нижней тропосферой.
Подвижные циклоны передвигаются в атмосфере в общем с запада на восток. В каждом отдельно взятом случае направление перемещения определяется направлением общего переноса воздуха в верхней тропосфере. Обратные перемещения редки. Средние скорости перемещения циклона порядка 30-45 км/ч, однако встречаются циклоны, которые движутся резвее (до 100 км/ч), отдельно в исходных стадиях развития; в заключительной стадии циклоны могут длительно не поменять положения.
Перемещение циклона через какой-нибудь район вызывает резкие и значимые местные (локальные) конфигурации не только лишь атмосферного давления и ветра, однако также температуры и влажности воздуха, облачности, осадков.
Подвижные циклоны развиваются обычно на ранее появившихся основных фронтах тропосферы, как волновые возмущения при переносе воздуха по обе стороны фронта. Неуравновешенные передние волны вырастают и преобразуются в циклонические вихри. Перемещаясь повдоль фронта (обычно вытянутого по широте), циклон, в свою очередь, деформирует его, создавая меридиональные составляющие ветра и тем содействуя переносу теплого воздуха в фронтальной (восточной) части циклона к высочайшим широтам и прохладного воздуха в тыловой (западной) части циклона - к низким широтам. В южной части циклона в нижних слоях создается так именуемый теплый сектор, ограниченный теплым и прохладным фронтами (стадия юного циклона). В следующем, при смыкании прохладного и теплого фронтов (окклюзия циклона), теплый воздух оттесняется прохладным воздухом от земной поверхности в высочайшие слои, теплый сектор ликвидируется, и в циклоне устанавливается более равномерное рассредотачивание температуры (стадия окклюдированного циклона). Припас энергии, способной перевоплотиться в кинетическую, в циклоне иссякает; циклон затухает либо соединяется воединыжды с другим циклон.
На главном фронте обычно развивается серия (семейство) циклонов, состоящая из нескольких циклонов, перемещающихся один за одним. В конце развития серии отдельные еще не затухшие циклоны, объединяясь, образуют широкий, неподвижный, глубочайший и высочайший центральный циклон, состоящий из прохладного воздуха во всей собственной толще. Равномерно и он затухает. Вместе с этим с образованием циклона появляются меж ними промежные антициклоны с высочайшим давлением в центре. Весь процесс эволюции отдельного циклона занимает некоторое количество дней; серия циклонов и центральный циклон могут существовать одну-две недели. В каждом полушарии в каждый момент есть возможность найти немного основных фронтов и связанных с ними серий циклонов; общее число циклонов за год составляет много сотен над каждым полушарием.
Есть определенные широты и области, в каких образование основных фронтов и передних возмущении происходит относительно постоянно. В итоге есть определенные географические закономерности в повторяемости появления и перемещения циклонов и антициклонов и их серий, т.е. в так именуемой циклонической деятельности. Но воздействия суши и моря, топографии, орографии и др. географических причин на образование и перемещение циклонов и антициклонов и их взаимодействие делают общую картину циклонической деятельности очень сложной и стремительно меняющейся. Циклоническая деятельность приводит к междуширотному обмену воздухом, количеством движения, тепла, воды, что делает ее важным фактором в общей циркуляции атмосферы.
Циклоны появляются не только лишь в атмосфере Земли, да и в атмосферах других планет. К примеру, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Огромное красноватое пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном.
Первоисточники:
Дополнительно на сайт:
Атмосферные явления на протяжении столетий были объектом исследования из-за своей значимости и влияния на все сферы жизни. Циклон и антициклон не являются исключениями. Понятие об этих погодных феноменах дает еще в школе география. Циклоны и антициклоны после такого краткого изучения для многих остаются загадкой. и фронты являются ключевыми понятиями, которые помогут отобразить суть этих погодных явлений.
Воздушные массы
Часто бывает так, что на протяжении многих тысяч километров в горизонтальном направлении воздух имеет очень похожие свойства. Эта масса и называется воздушной.
Воздушные массы делят на холодные, теплые и местные:
Холодной масса называется, если ее температура ниже, чем температура поверхности, над которой она находится;
Теплая - это такая воздушная масса, температура которой выше, чем температура той поверхности, что находится под ней;
Местная воздушная масса по температуре ничем не отличается от находящейся под ней поверхности.
Воздушные массы формируются над различными участками Земли, что приводит к особенностям в их свойствах. Если масса образовывается над Арктикой, то, соответственно, она будет называться арктической. Конечно же, такой воздух очень холодный, он может принести густые туманы или легкую дымку. Полярный воздух своим месторождением считает умеренные широты. Его свойства могут меняться в зависимости от того, какое время года наступило. Зимой полярные массы мало чем отличаются от арктических, а вот летом такой воздух может принести очень плохую видимость.
Тропические массы, пришедшие из тропиков и субтропиков, имеют высокую температуру и повышенную запыленность. Они являются виновниками дымки, которой охвачены предметы, если смотреть на них на расстоянии. Тропические массы, сформированные на континентальной части тропического пояса, приводят к пылевым вихрям, бурям и смерчам. Экваториальный воздух очень похож на тропический, но все эти свойства более выражены.
Фронты
Если две воздушные массы, обладающие различной температурой, встречаются, образуется новое погодное явление - фронт, или поверхность раздела.
По характеру движения фронты делят на стационарные и подвижные.
Каждый существующий фронт разделяет между собой воздушные массы. Например, главный полярный фронт является воображаемым посредником между полярным и тропическим воздухом, главный арктический - между арктическим и полярным, и так далее.
Если теплая воздушная масса наползает на холодную, возникает теплый фронт. Для путешественников вход в такой фронт может предвещать либо проливной дождь, либо снег, который значительно снизит видимость. Когда же холодный воздух вклинивается под теплый, наблюдается образование холодного фронта. Корабли, попадающие в область холодного фронта, страдают от шквалов, ливней и гроз.
Бывает так, что воздушные массы не сталкиваются, а догоняют одна другую. В таких случаях образуется фронт окклюзии. Если роль догоняющей выполняет холодная масса, то называют такое явление фронтом холодной окклюзии, если же наоборот, то фронтом теплой окклюзии. Эти фронты несут ливневую погоду с сильными порывами ветра.
Циклоны
Чтобы понять, что такое антициклон, нужно понимать, Это область в атмосфере с минимальным показателем в центре. Его порождают два имеющие разную температуру. Очень благоприятные условия для их образования создаются в фронтах. В циклоне воздух движется от его краев, где давление более высокое, к центру с В центре воздух будто бы выбрасывается вверх, что дает возможность образованию восходящих потоков.
По тому, как движется воздух в циклоне, легко можно определить, в каком именно полушарии он образовался. Если его направление совпадает с движением часовой стрелки, то это определенно Южное полушарие, если же против - это
Циклоны провоцируют такие погодные явления, как скопление облачных масс, сильные осадки, ветер и перепады температуры.
Тропический циклон
От циклонов, образованных в умеренных широтах, отделяют циклоны, которые своим происхождением обязаны тропикам. Они имеют множество названий. Это и ураганы (Вест-Индия), и тайфуны (восток Азии), и просто циклоны (Индийский океан), и арканы (юг Индийского океана). Размеры таких вихрей колеблются от 100 до 300 миль, а диаметр центра - от 20 до 30 миль.
Ветер тут разгоняется до 100 км/час, и это характерно для всей области вихря, что кардинально отличает их от циклонов, образованных в умеренных широтах.
Верным признаком приближения такого циклона является рябь на воде. Причем она идет в противоположную сторону дующему ветру или ветру, который дул незадолго до этого.
Антициклон
Область повышенного давления в атмосфере с максимумом в центре - это и есть антициклон. Давление на его краях более низкое, что позволяет воздуху устремляться от центра к периферии. Воздух, находящийся в центре, постоянно спускается и расходится к краям антициклона. Так образуются нисходящие потоки.
Антициклон является противоположностью циклону еще и потому, что в Северном полушарии он следует за часовой стрелкой, в Южном идет против нее.
Перечитав всю вышеизложенную информацию, с уверенностью можно сказать, что такое антициклон.
Интересным свойством антициклонов умеренных широт является то, что они как бы преследуют циклоны. В таком случае малоподвижное состояние вполне характеризует антициклон. Погода, образуемая этим вихрем, малооблачная и сухая. Ветра практически не наблюдается.
Второе название этого явления - Сибирский максимум. Продолжительность его жизни - около 5 месяцев, а именно конец осени (ноябрь) - начало весны (март). Это не один антициклон, а несколько, которые очень редко уступают место циклонам. Высота ветров достигает 3 км.
Из-за географической среды (горы Азии) холодный воздух не может разойтись, что приводит к еще большему его охлаждению, температура около поверхности опускается до 60 градусов ниже нуля.
Говоря о том, что такое антициклон, можно с уверенностью сказать, что это атмосферный вихрь огромных размеров, приносящий ясную погоду без осадков.
Циклоны и антициклоны. Сходства и отличия
Для того чтобы разобраться лучше, что такое антициклон и циклон, нужно сравнить их. Определения и главные аспекты этих явлений мы выяснили. Остается открытым вопрос о том, чем отличаются циклоны и антициклоны. Таблица покажет эту разницу более четко.
| № | Характеристика | Циклон | Антициклон |
| 1. | Размеры | 300-5000 км в диаметре | Может достигать 4000 км в диаметре |
| 2. | Скорость перемещения | От 30 до 60 км/ч | От 20 до 40 км/ч (кроме малоподвижных) |
| 3. | Места возникновения | Везде, кроме экватора | Над ледовым покровом и в тропиках |
| 4. | Причины возникновения | Из-за естественного вращения Земли (сила Колиолиса), при дефиците массы воздуха. | Из-за возникновения циклона, при избытке массы воздуха. |
| 5. | Давление | В центре пониженное, на краях высокое. | В центре повышенное, на краях низкое. |
| 6. | Направление вращения | В Южном полушарии - по часовой стрелке, в Северном - против нее. | В Южном - против часовой стрелки, в Северном - по часовой стрелке. |
| 7. | Погода | Пасмурная, сильный ветер, множество осадков. | Ясная или малооблачная, ветра и осадков нет. |
Таким образом, мы видим, чем отличаются циклоны и антициклоны. Таблица показывает, что это не просто противоположности, природа их возникновения совершенно разная.
В детстве, слушая прогноз погоды, я очень пугалась фразы вроде «на юго-восток страны надвигается мощный циклон ». Циклон в моём воображении рисовался мне каким-то огромным и страшным насекомым. Видимо, где-то я услышала о циклопах, и эти два похожих по звучанию слова переплелись и создали в детском сознании сказочного монстра, который то и дело «надвигается» на какую-нибудь несчастную страну.
Конечно, став постарше, я поняла, что циклоны и антициклоны как-то связаны с погодой , но как именно – это ещё долго оставалось для меня загадкой.
Циклон и антициклон: что это такое
О циклонах и антициклонах обычно рассказывают на уроках географии. Но почему-то в результате объяснений учителя и учебника ясности не наступает. Может, у меня получится лучше?
Итак, и циклон, и антициклон – это огромные многокилометровые воздушные вихри, в которых воздух движется по кругу . Ведут они себя совершенно по-разному. В циклоне воздух вращается наружу от центра, в северном полушарии против часовой стрелки, а в южном – по часовой стрелке (нетрудно предположить, что в антициклоне всё происходит с точностью до наоборот). Атмосферное давление в циклоне всегда пониженное (кто угадает, как обстоят дела с давлением в антициклоне?)
Схема циклона и антициклона
Злые циклоны всегда несут с собой сильные ветры, шквалы, дожди, грозы и прочие погодные неприятности. А вот с приходом антициклона устанавливается хорошая безветренная и малооблачная погода .
Как возникают циклоны и антициклоны
Итак, вы поняли, что циклоны и антициклоны – это завихрения воздуха. Но как и почему они появляются? Чтобы ответить на этот вопрос, вам придётся разобраться с понятием "атмосферный фронт".
Представьте себе две соседние области, в одной из которых установилась тёплая погода, а в другой – холодная. Места, где встречаются холодная и тёплая воздушные массы, и называют атмосферными фронтами .
Встречаясь, тёплые и холодные воздушные массы не перемешиваются, а будто бы борются друг с другом, давят «стенка на стенку», закручиваясь в результате в спираль. Вот так и получаются воздушные (или атмосферные) вихри.
Как рождаются циклоны и антициклоны. Тропические циклоны
И циклоны, и антициклоны возникают обычно в определённых местах земного шара . Так, антициклоны часто рождаются над Арктикой и Антарктидой . А вот циклоны любят образовываться в тропиках. Для тропических явлений в силу их особенной разрушительности, даже придумали особые названия:
- в Америке – ураган;
- в восточной Азии – тайфун;
- в Мексике – кордонасо;
- на Филлипинах – багуйо;
- в Австралии – вили-вилли.
Тайфун на море
Воздушные массы - это крупные массы воздуха тропосферы и нижней стратосферы, которые формируются над определенной территорией суши или океана и обладают относительно однородными свойствами - температурой, влажностью, прозрачностью. Они движутся как одно целое и в одном направлении в системе общей циркуляции атмосферы.
Воздушные массы занимают площадь в тысячи квадратных километров, их мощность (толщина) достигает до 20-25 км. Перемещаясь над поверхностью с иными свойствами, они нагреваются или охлаждаются, увлажняются или становятся суше. Теплой или холодной называют воздушную массу, которая теплее (холоднее) окружающей ее среды. Различают четыре зональных типа воздушных масс в зависимости от районов формирования: экваториальные, тропические, умеренные, арктические (антарктические) воздушные массы (рис. 13). Они отличаются, прежде всего, температурой и влажностью. Все типы воздушных масс, кроме экваториальных, делятся на морские и континентальные в зависимости от характера поверхности, над которой они сформировались.
Экваториальная воздушная масса формируется в экваториальных широтах, поясе пониженного давления. Обладает достаточно высокими температурами и влажностью, близкой к максимальной, и над сушей, и над морем. Континентальная тропическая воздушная масса формируется в центральной части материков в тропических широтах. Она обладает высокой температурой, низкой влажностью, сильной запыленностью. Морская тропическая воздушная масса образуется над океанами в тропических широтах, где преобладают довольно высокие температуры воздуха и отмечается высокая влажность.
Континентальная умеренная воздушная масса формируется над материками в умеренных широтах, господствует в Северном полушарии. Ее свойства изменяются по сезонам. Летом довольно высокая температура и влажность, характерны осадки. Зимой низкие и крайне низкие температуры и невысокая влажность. Морская умеренная воздушная масса формируется над океанами с теплыми течениями в умеренных широтах. Летом она прохладнее, зимой - теплее, отличается значительной влажностью.
Континентальная арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется над льдами Арктики и Антарктиды, обладает крайне низкими температурами и небольшой влажностью, высокой прозрачностью. Морская арктическая (антарктическая) воздушная масса образуется над периодически замерзающими морями и океанами, ее температура несколько выше, влажность больше.
Воздушные массы находятся в постоянном движении, при их встрече образуются переходные зоны, или фронты. Атмосферный фронт - пограничная зона между двумя воздушными массами, обладающими разными свойствами. Ширина атмосферного фронта достигает десятков километров. Атмосферные фронты могут быть теплыми и холодными в зависимости от того, какой воздух надвигается на территорию и какой вытесняется (рис. 14). Чаще всего атмосферные фронты возникают в умеренных широтах, где встречаются холодный воздух из полярных широт и теплый из тропических широт.
Прохождение фронта сопровождается изменениями в погоде. Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха. С ним связаны потепление, слоисто-дождевые облака, приносящие моросящие осадки. Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. Он приносит обильные кратковременные ливневые осадки, часто со шквалистыми ветрами и грозами, и похолодание.
Циклоны и антициклоны
В атмосфере при встрече двух воздушных масс возникают крупные атмосферные вихри - циклоны и антициклоны. Они представляют плоские вихри воздуха, охватывающие тысячи квадратных километров при высоте всего 15-20 км.
Циклон - атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре, с системой ветров от периферии к центру против часовой стрелки в Северном полушарии. В центре циклона наблюдаются восходящие потоки воздуха (рис. 15). В результате восходящих потоков воздуха в центре циклонов формируются мощные облака и выпадают атмосферные осадки.
Летом во время прохождения циклонов температура воздуха снижается, а зимой повышается, начинается оттепель. Приближение циклона вызывает пасмурную погоду и изменение направления ветра.
В тропических широтах от 5 до 25° обоих полушарий возникают тропические циклоны. В отличие от циклонов умеренных широт они занимают меньшую площадь. Тропические циклоны возникают над теплой морской поверхностью в конце лета - начале осени и сопровождаются мощными грозами, выпадением ливневых осадков и ветрами штормовой силы, обладают огромной разрушительной силой.
В Тихом океане тропические циклоны называют тайфунами, в Атлантическом - ураганами, у берегов Австралии - вилли-вилли. Тропические циклоны переносят большое количество энергии от тропических широт в направлении умеренных, что делает их важной составляющей глобальных процессов циркуляции атмосферы. За свою непредсказуемость тропическим циклонам дают женские имена (например, «Катрин», «Джульетта» и др.).
Антициклон - атмосферный вихрь огромного диаметра (от сотен до нескольких тысяч километров) с областью повышенного давления у земной поверхности, с системой ветров от центра к периферии по часовой стрелке в Северном полушарии. В антициклоне наблюдаются нисходящие потоки воздуха.
Как зимой, так и летом для антициклона характерны безоблачное небо и безветрие. Во время прохождения антициклонов погода солнечная, летом жарко, а зимой очень холодно. Антициклоны образуются над ледовыми покровами Антарктиды, над Гренландией, Арктикой, над океанами в тропических широтах.
Свойства воздушных масс определяются районами их формирования. При их перемещении из мест своего формирования в другие они постепенно меняют свои свойства (температуру и влажность). Благодаря циклонам и антициклонам между широтами осуществляется обмен теплом и влагой. Смена циклонов и антициклонов в умеренных широтах приводит к резким изменениям погоды.
Циклон или антициклон – это определенная вихревая форма циркуляции атмосферы.
Циклон – это замкнутая изобарическая область с низким давлением в центре и увеличением давления от центра к периферии циклона.
Антициклон – это замкнутая изобарическая область с повышенным давлением в центре и снижением давления от центра к периферии антициклона.
По широтной зоне образования циклоны разделяют на внетропические и тропические, а антициклоны – на внетропические и субтропические.
Циклоны и антициклоны получают название по названию района возникновение или вхождения на территорию региона. Например, сибирский антициклон, среднеземноморский циклон и т. п.
Диаметр циклона составляет около 1000 км. Глубина внетропических циклонов (то есть давление в центре) колеблется от 950 до 1050 мб. Ветер у поверхности Земли в северном полушарии обращает вихрь против часовой стрелки, так как ветер направлен в сторону низкого давления. Температура в молодых циклонах распределенная неравномерно. По мере развития циклона температура выравнивается. В центральной части циклона наблюдается облачность и осадки. Поэтому обычно в циклонах погода плохая. В центральной части циклона происходит перемещение воздушных масс с запада на восток. Скорость перемещения составляет 30-50 км/ч. В северном полушарии движение воздуха осуществляется против часовой стрелки, в южном полушарии – по часовой стрелкой.
Диаметр антициклона около 2000 км. Давление в центре антициклона составляет 1020-1030 мб, иногда может достигать 1070 мб. В антициклоне ветер в северном полушарии вращает вихрь по часовой стрелке. В центральной части антициклона обычно малооблачная погода. В северном полушарии движение воздуха осуществляется по часовой стрелке, в южном полушарии – против часовой стрелки.
Циклоны и антициклоны разделяют на стационарные (которые перемещаются с скоростью меньшее 5 км/ч), малоподвижные (скорость движения 5-10 км/ч) и подвижные (скорость движения свыше 10 км/ч).
Возникновение, развитие и движение циклонов и антициклонов называют циклонической деятельностью. Она является важным звеном общей циркуляции атмосферы. Известно, что в тропической зоне Земли накапливается огромное количество тепловой энергии, а в полярных областях затрата тепла превышает ее поступление от Солнца. По этой причине, вследствие неравномерного поступления солнечной радиации на земную поверхность и ее поглощения над отдельным районами получаются большие градиенты температуры воздуха. Это вызывает образование фронтов.
Циклоны и антициклоны могут быть фронтальными (получаются на фронтах) и нефронтальными . К нефронтальным циклонам относятся тропические и термические, которые возникают летом над сушей при сильном нагреве воздуха от подстилающей поверхности. Нефронтальные антициклоны чаще образуются зимой над сильно охлажденными континентами.
Внетропические циклоны в большинства случаев являются фронтальными. Внетропические фронтальные антициклоны обычно формируются в холодном воздухе и перемещаются за холодным фронтом в тыл циклонов.
В эволюции внетропических фронтальных циклонов условно выделяют три стадии:
- стадия возникновения . Начальным условием возникновения циклона есть движение воздушных масс по обе стороны фронта в противоположном направлении или в одном направлении, но с разными скоростями. При таком движении воздушных масс на каком-то участке прямолинейного фронта сначала происходит искривление линии фронта в виде волны. Воздушный поток в месте возникновения волны образовывает завихрение: часть холодного воздуха начинает вклиниваться под теплый воздух, а часть теплого воздуха натекает по наклонной поверхности на холодный воздух. При таком движении воздушных масс на стационарном фронте возникает два подвижных участка: холодный и теплый фронты, которые постоянно удлиняются. Появление вихревого движения воздуха сопровождается снижением давления в небольшой области, которая ограничена на синоптической карте одной замкнутой изобарой, кратной 5 гПа;
- стадия молодого циклона . Характеризуется образованием хорошо выраженного теплого сектора циклона, который расположен между холодным и теплым фронтом и системой нескольких замкнутых изобар. Так как скорость холодного фронта больше скорости теплого фронта, то спустя некоторое время проходит сужение теплого сектора, который сопровождается дальнейшим снижением давления в центре циклона;
- стадия максимального развития циклона . Падание давления в его центральной части прекращается, теплый сектор суживается, в тыловой части появляются вторичные холодные фронты. На этой стадии развития облачная система циклона приобретает четко выраженную спиралеобразную формы, при этом происходит смыкание облачных спиралей теплого и холодного фронтов (окклюдирование). Дальнейшее окклюдирование циклона приводит к вытеснению теплого воздуха вверх и исчезновение отдельно существовавших теплого и холодного фронтов. Близ поверхности земли он заполняется холодным воздухом, который в процессе дальнейшей эволюции циклона распространяется вверх. Масса воздуха увеличивается, поэтому возрастает давление в центре циклона;
- стадия заполнения . На этой стадии развития циклона фронты окклюзии размываются, поскольку циклон состоит из почти однородного воздуха, облачные системы деградируют, горизонтальные градиенты температуры и давления значительно уменьшаются, резко падает скорость ветра и в конце концов, циклон исчезает как самостоятельная барическая система возле земли, хотя на высоте он может прослеживаться еще на протяжении некоторого времени.
Существование циклона от начала окклюдирования до его полного исчезновения на синоптической карте происходит за 3-4 суток.
