Циклоны и антициклоны на пути ФК

 

 

Циклон Катарина в Южной Атлантике. 26 марта 2004 года.

 

Цикло́н (от др.-греч. κυκλν — «вращающийся») — атмосферный вихрь огромного (от сотен до нескольких тысяч километров) диаметра с пониженным давлением воздуха в центре.

 

 Движение воздуха (пунктирные стрелки) и изобары (непрерывные линии) в циклоне в северном полушарии.

 

 

Вертикальный разрез тропического циклона

Справа схематическое изображение процесса образования циклонов.

 

Воздух в циклонах циркулирует против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Кроме 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 уменьшается с высотой.

 

Циклон — не просто противоположность антициклону, у них различается механизм возникновения. Циклоны постоянно и естественным образом появляются из-за вращения Земли, благодаря силе Кориолиса. Следствием теоремы Брауэра о неподвижной точке является наличие в атмосфере как минимум одного циклона или антициклона.

Различают два основных вида циклонов — внетропические и тропические. Первые образуются в умеренных или полярных широтах и имеют диаметр от тысячи километров в начале развития, и до нескольких тысяч в случае так называемого центрального циклона. Среди 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 обладают колоссальными запасами энергии; именно с южными циклонами в средней полосе России и СНГ связаны наиболее сильные осадки, ветры, грозы, шквалы и другие явления погоды.

Тропические циклоны образуются в тропических широтах и имеют меньшие размеры (сотни, редко — более тысячи километров), но бо́льшие барические градиенты и скорости ветра, доходящие до штормовых. Для таких циклонов характерен также т. н. «глаз бури» — центральная область диаметром 20—30 км с относительно ясной и безветренной погодой. Тропические циклоны могут в процессе своего развития превращаться во внетропические. Ниже 8—10° северной и южной широты циклоны возникают очень редко, а в непосредственной близости от экватора — не возникают вовсе.

Циклоны возникают не только в атмосфере Земли, но и в атмосферах других планет. Например, в атмосфере Юпитера уже многие годы наблюдается так называемое Большое красное пятно, которое является, по всей видимости, долгоживущим антициклоном. Однако циклоны в атмосферах других планет, как впрочем и Земли, изучены недостаточно.

 

Образное моделирование циклона и антициклона в системе Венктор

 

Вводим точки, задаем полилинию, сглаживаем  ее как образующую поверхности вращения. Вращая образующую против часовой  стрелки получаем циклон (вращение по ч.с.), по часовой – антициклон.

 

                        

Задание образующей циклона

Формирование поверхности и материальных точек по dvdu

 

Задаем вектора силы и результирущие от них. После

 

     

Результирующие векторов силы  дают вектора кручения

 

 

  

 

 

 

Общий результирующий вектор

 

          

Наложение вектров кручения на фотографии циклона

 

        

Некоторые преобразования растровых  изображений

Результирующие вектора сил на прямом круговом конусе

.

Выводы. Казалось, получить модель циклона, надо задавать поверхность вращения-кручения. Ничего подобного – частные результирующе вектора сил на конусе автоматически дают силовое поле векторов кручения. Здесь автоматически похоже действуют силы Кориолиса. Если поверхность вращения задавать вращением образующей против часовой стрелке получается циклон, против ч.с. – антициклон.

 

 

19/02/2014. В телефонном разговоре Фёдор Конюхов еще раз упомянул об угрозе тропических штормов и циклонов (отсюда)

 

Суммарно пройденное расстояние 4312 miles (6947 km) (3703 n/miles)

Расстояние до Брисбена. Австралия 5062 miles (8146 km) (4399 n/miles)

Day/Date 

Latitude

Longitude

Progress

(time is GMT)

(degrees/minutes/seconds)

(degrees/minutes/seconds)

(miles,km,nautical miles)

Day 59 - February 19 th 2014 (08:00GMT)

10:32:50S

130:23:61W

 70 miles (112 km) (61 n/miles)

Циклон – это аналог урагана в Атлантике. Ветер до 65 узлов – это тропический шторм, свыше 65 узлов (100 км в час) – это циклон. Эти погодные системы есть во всех океанах нашей планеты. В северной части Тихого океана – это тайфуны. В Атлантике – ураганы, в Южном Тихом и Индийском океане – циклоны.  

В южной части Тихого океана циклоны возможны на участке от Туамоту (Таити) и до восточного побережья Австралии, т.е. вся вторая половина пути, которую необходимо пройти Фёдору Конюхову на весельной лодке «Тургояк», является циклоноопасной.

Учитывая разрушительную мощь этих погодных систем и вред причиняемый населенным пунктам Океании и Австралии, береговые службы этих стран ведут постоянное наблюдение за зонами низкого давления, которые в любой момент могут перерасти в тропический шторм.

В Интернете множество ресурсов посвященных этой теме. Например, французский сайт CyclonExtreme дает самую свежую информацию для региона Французская Полинезия.

Согласно данным этого ресурса, с начала сезона 2014 в регионе Тихого океана, через который должен пройти Фёдор Конюхов, уже зафиксирован один циклон IAN, со скоростью ветра в эпицентре 240 км в час. Также четыре тропических шторма: June, Dylan, Edna, Fletcher. Тропический шторм Dylan обрушился на побережье восточной Австралии, остальные системы прошли с севера на юг в открытом океане. Циклон IAN прошел через территорию Тонга.

По прогнозу в сезоне 2014, регион подвергнется атаке еще 4-6 тропических штормов и циклонов, им даже придуманы имена.

Циклоны зарождаются в экваториальных широтах при температуре океанской воды 26.5 градуса и выше. Набрав силу, циклон может существовать в более холодных широтах, двигаясь хаотически. Рассчитать траекторию движения очень сложно. На этом рисунке черными линиями обозначены маршруты циклонов, обрушившихся на Австралию за несколько десятилетий метеонаблюдений.

На него не влияет магистральный ветер или бризы. Высота стен в центре циклона – 15 километров. Он как хобот - одним концом находится у поверхности теплого океана, другим у нижних границ стратосферы. Этот колос разрушится только когда выйдет на сушу, и тем самым лишится подпитки от океана или достигнет холодных широт Южного Океана, и тем самым лишить себя тепловой энергии.

Размеры циклонов определяются количеством градусов по широте. Например, если система занимает пространство в 2-3 градуса по широте – это малый тип циклона. 3-6 градусов – средний. 6-8 градусов – большой.   

Фёдор Конюхов, двигаясь со средней скоростью в 2-3 узла, не сможет уйти от циклона. Задача экспедиционного штаба мониторить циклоноопасный регион и сообщать Фёдору прогнозируемую траекторию движения. В свою очередь он может остановить лодку или минимизировать продвижение на запад, используя плавякорь. Этот подводный парашют позволяет лодке стоять на месте или двигаться только со скоростью подводного течения. В широтах, где господствуют циклоны скорость течения не превышает 1 узел.