1. Синоптические карты показывают, что атмосферные возмущения
внетропических широт возникают преимущественно на главных фронтах
тропосферы, т. е. на фронтах между умеренным и тропическим воздухом
или между арктическим и умеренным воздухом. Лишь незначительная
часть циклонов и антициклонов, притом слаборазвитых и малоподвижных,
возникает под непосредственным тепловым влиянием подстилающей
поверхности, как, например, циклоны летом над пустынями Средней
Азии. В большинстве случаев влияние подстилающей поверхности служит
лишь дополнительным фактором при развитии атмосферных возмущений,
само же их возникновение связано с наличием в тропосфере главных
фронтов.
Процесс зарождения циклонов можно рассматривать как возникновение на
поверхности главного фронта огромных волн, с длинами порядка 1000 км
и более. В возникновении таких волн играют роль как разрыв
температуры и ветра на Фронте, так и отклоняющее действие вращения
Земли на воздушные течения. Воздушные частицы по обе стороны фронта
испытывают колебательное движение, распространяющееся вдоль фронта в
виде волны. На главном фронте протяжением в несколько тысяч
километров возникает обычно несколько волн, перемещающихся по фронту
чаще всего с запада на восток. При этом и сама поверхность фронта, и
линия фронта у земной поверхности испытывают волнообразные
деформации. На одних участках - в гребнях волн - фронт продвигается
к низким широтам, на других - в долинах фронтальных волн - к высоким
широтам. Воздушные течения вдоль фронта теряют зональный характер -
возникают языки холодного и теплого воздуха.
В долинах фронтальных волн развивается циклоническое движение и
давление падает - образуются циклоны. Центр каждого циклона лежит на
фронте, который, таким образом, проходит через внутреннюю часть
циклона (рис. 104). В передней части циклона фронт двигается к
высоким широтам и имеет здесь характер теплого фронта. В тыловой
части циклона фронт двигается к низким широтам и является холодным.
Оба фронта являются участками единого главного фронта. Каждому
фронту соответствует своя система облаков и осадков.
Рис. 104. Схема развития фронтального
циклона.а, б - начальные стадии; в -
молодой циклон; г, д - окклюдированный циклон.
Фронты в циклоне обостряются вследствие существующей там
сходимости воздушных течений. Язык теплого воздуха в циклоне между
теплым и холодным фронтами "Называется теплым сектором циклона. Для
него характерны самые высокие температуры у земной поверхности.
Циклон в этой стадии развития (см. рис. 104 в) называется молодым
циклоном. С течением времени он углубляется, т. е. давление в его
центре падает. Сам циклон обычно перемещается в восточном
направлении. При этом холодный фронт в области циклона постепенно
нагоняет медленнее перемещающийся теплый фронт и, наконец, смыкается
с ним. Происходит так называемая окклюзия циклона. В окклюдированном
циклоне (см. рис. 104 г) теплого сектора у земной поверхности уже
нет - теплый воздух оттеснен холодным воздухом в верхнюю часть
тропосферы, где онохлаждается путем
излучения, а сам циклон становится холодным и высоким. Скорость его
перемещения убывает, а давление в центре повышается - происходит
затухание циклона.
Рис. 105. Центральный циклон и
субтропический антициклон на синоптической карте (на карте оставлены
только изобары и фронты).
Большинство циклонов развивается на полярных фронтах. При этом в
теплом секторе молодого циклона будет тропический воздух, а
остальная часть циклона будет занята умеренным воздухом. Сходным
образом развиваются циклоны и на арктических фронтах, в них теплый
сектор образован уже умеренным воздухом. Дальше для простоты
изложения мы будем говорить только о полярнофронтовых циклонах.
2. На каждом полярном фронте возникает обычно не один циклон, а
серия циклонов, перемещающихся вдоль фронта один за другим.
Вследствие уменьшения скорости перемещения циклона после окклюзии
серии обычно нагоняют друг друга и могут в конце концов объединиться
в одну обширную высокую и малоподвижную депрессию - центральный
Циклон (рис. 105). Так как циклоны перемещаются с составляющими,
направленными к высоким широтам, центральный Циклон образуется в
довольно высоких широтах, субполярных Или близких к субполярным.
Обычная продолжительность существования серии циклонов около недели,
но центральный циклон может существовать и дольше.
3. Между циклонами серии, в гребнях фронтальных волн, образуются
промежуточные антициклоны, которые перемещаются вместе с циклонами и
обычно отклоняются к низким широтам. Промежуточные антициклоны
довольно слабы, часто они даже не имеют замкнутых изобар, а являются
только гребнями большого субтропического антициклона, по периферии
которого располагается полярный фронт. Центр каждого такого
антициклона (или ось гребня) у земной поверхности лежит не на
фронте, а внутри холодного языка. Таким образом, фронт через
приземный центр антициклона не проходит, он располагается на его
южной периферии. Это вместе с оседанием воздуха создает типичную для
антициклона сухую малооблачную погоду.
К северу или к северо-западу от серии циклонов в умеренном воздухе
развивается более обширный и интенсивный антициклон, так называемый
заключительный. Смещаясь в юго-восточном направлении, он достигает
субтропиков, где превращается в субтропический антициклон. На этом
обрывается деятельность серии циклонов.
