big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Эволюция струйных течений

Известно, что в атмосфере происходит непрерывное преобразование потенциальной энергии в энергию движения. Этот процесс в высотных фронтальных зонах протекает наиболее интенсивно в случаях конвергенции холодных и теплых воздушных масс. Быстро возрастают горизонтальные градиенты температуры и давления, а соответственно и скорости ветра. В результате возникает и усиливается струйное течение. Поэтому в процессах фронтогенеза, так же как и в возникновении, эволюции и деформации тропосферных струйных течений важная роль принадлежит адвекции теплого и холодного воздуха. Одновременно с адвекцией тепла и холода в этом процессе участвует и адиабатическое изменение температуры, которое ускоряет процесс преобразования термобарического поля и деформации струи. При преобразовании термобарического поля адиабатическое охлаждение воздуха в циклоне способствует углублению высотной ложбины, а адиабатическое нагревание в антициклоне — усилению высотного гребня. Вследствие этого ускоряется и процесс изменения интенсивности и деформации высотных фронтальных зон и струйных течений. Поэтому при прогнозе струйных течений учитываются не только адвективные, но и неадвективные изменения температуры, которые в первом приближении можно считать адиабатическими, так как эти расчеты обычно ведутся для прогноза эволюции струйных течений в течение короткого промежутка времени (суток).

Области адвекции тепла и холода чередуются вдоль течений. При этом в области адвекции холода преобладают нисходящие движения, а в области адвекции тепла — восходящие движения воздуха. Так как области восходящих и нисходящих движений несколько смещены относительно соответствующих областей адвекции тепла и холода, то в области адвекции холода могут наблюдаться восходящие движения, а в области адвекции тепла — нисходящие. В том районе, где сильная адвекция холода сопровождается адиабатическим охлаждением воздуха, происходит интенсивный фронтогенез, изменяется поле воздушных течений, появляется и усиливается дивергенция течений, а следовательно, происходит возникновение и углубление циклона и высотной ложбины.

Сочетание адвекции тепла и адиабатического нагревания воздуха характерно при антициклогенезе. С этими процессами также связана наиболее значительная эволюция и деформация струйного течения. Исследования показывают, что в случаях резкой деформации струйного течения вертикальные движения наряду с адвекцией играют важную роль в изменении температуры. Струйное течение мало изменяется, если во фронтальной зоне отсутствует адвекция. Наоборот, сильная деформация струи происходит в тех случаях, когда интенсивная адвекция холода сопровождается адиабатическим охлаждением воздуха, а адвекция тепла — адиабатическим нагреванием.

Струйные течения в системе циклонов и антициклонов. Между эволюцией атмосферных вихрей и деформацией струйного течения связь достаточно тесная.

В начале развития барических образований струйное течение уже является интенсивным. На рисунках 62 и 63 схематически

Струйные течения в системе циклона в различных стадиях его развития

изображена ось струйного течения по отношению к центральной части барических образований, у поверхности земли в различных стадиях развития их. В начале возникновения циклонического возмущения (рис. 62, а) ось струйного течения находится слева от приземного его центра (если смотреть вдоль потока), непосредственно за холодным и перед теплым участками фронтов, т. е. в зоне наибольших контрастов температуры, возникших в результате фронтогенеза. С развитием (углублением) циклона, вследствие, главным образом, адвекции холода и адиабатического охлаждения воздуха в центральной и тыловой частях циклона, высотная фронтальная зона, струйное течение деформируются и ось струйного течения постепенно отходит в сторону теплой части циклона (рис. 62, б). В этот период максимальные скорости на оси струи обычно превышают 120—150 км/ч. Процесс деформации струи тесно связан с условиями дальнейшего углубления циклона. В углубляющемся циклоне наиболее значительные контрасты температуры, как и скорости в системе струйного течения, наблюдаются в тыловой его части. С другой стороны, чем больше углубляется циклон, тем значительнее происходит меридиональное преобразование высотной фронтальной зоны и деформация струйного течения.

По мере углубления, а затем заполнения циклона холодным воздухом струйное течение перемещается на его периферию. В последней стадии — стадии заполнения циклона — струйное течение перемещается на далекую периферию циклона и теряет с ним связь (рис. 62, в).

В системе антициклона происходит аналогичный процесс, с тем лишь существенным различием, что по мере усиления антициклона

Струйные течения в системе антициклона в различных стадиях его развития

струя перемещается в холодную часть его. Так, например, в стадии возникновения ось струи находится почти над приземным центром антициклона (рис. 63, а). С усилением антициклона струя перемещается в сторону холода (рис. 63,6), а в последней стадии — стадий разрушения антициклона — вовсе уходит за пределы основного, ослабевающего антициклона.

Таким образом, в системе углубляющегося циклона, в связи с охлаждением воздуха в его системе, струйное течение смещается на теплую его периферию, а в системе усиливающегося антициклона, в связи с нагреванием воздуха, оно перемещается на холодную его периферию. И в том и в другом случае одновременно с развитием атмосферных вихрей скорости воздушных течений над ними в верхней тропосфере ослабевают.

Зная положение струйного течения в различных стадиях развития барических образований, можно прогнозировать перемещение, деформацию и эволюцию струйного течения в ближайшие сутки, в зависимости от характера развития и перемещения циклонов и антициклонов у поверхности земли.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.