Atmosferos slėgis yra vienas svarbiausių meteorologinių elementų, apibūdinančių orų sąlygas. Slėgio pasiskirstymas lemia oro masių judėjimą, vėją ir kritulius. Straipsnyje aptarsime izobaras, ypač Pietų pusrutulyje, ir jų reikšmę orų formavimuisi.
Ciklonai: Žemo Slėgio Sritys
Ciklonas (gr. Kykleō - sukuosi) - tai platus oro sūkurys, kurio viduryje yra uždara žemo slėgio sritis. Todėl ciklone vėjai pučia iš jo pakraščių į centrą. Oro juda spirale iš pakraščių į centrą, Šiaurės pusrutulyje - prieš, Pietų pusrutulyje - pagal laikrodžio rodyklę, todėl ciklonas dar vadinamas žemo atmosferos slėgio sūkuriu.
Sūkurinės oro tėkmės, atitekėjusios į ciklono centrą, kyla aukštyn. Aukštyneigės tėkmės ciklone nulemia žemesnį oro slėgį, kylančio oro atvėsimą, vandens garų kondensaciją. Ciklono apimtoje teritorijoje orai būna vėjuoti, apsiniaukę, iškrinta kritulių. Žiemą oro temperatūra aukštesnė, vasarą žemesnė.
Ciklono skersmuo maždaug nuo 1000 iki kelių tūkstančių kilometrų. Sinoptiniuose žemėlapiuose ciklonai vaizduojami koncentrinių (daugiausia ovalių arba netaisyklingų) izobarų sistemomis (barinės sistemos).
Pagal vertikalųjį išsivystymą ciklonai skirstomi į žemus (iki 850 hPa izobarinio paviršiaus), vidutinius (iki 700 hPa) ir aukštus (iki 300 hPa).
Yra 4 pagrindinės ciklono evoliucijos stadijos: bangos stadija, jaunas ciklonas, brandus (okliuduotas) ciklonas ir senas, terminiu atžvilgiu simetriškas, ciklonas (vienalytis sūkurys).
Susiformavus bangai, jos priekinėje dalyje šiltas oras pradeda judėti į aukštąsias platumas šalto oro link, o užnugarinėje dalyje šaltas oras juda į žemąsias platumas šilto oro link. Kadangi viršutinėje besiformuojančio barinio darinio srityje oro srautai diverguoja, tai priežeminėje - konverguoja centro link. Oras pradeda kilti į viršų. Ties bangos ketera slėgis sumažėja, susiformuoja uždara izobara. Toliau vystantis ciklonui slėgis centre dar labiau sumažėja (paprastai iki 990-1000 hPa), vėjai sustiprėja ir oras pradeda judėti apie ciklono centrą. Prasideda jauno ciklono stadija. Šiltas oras priekinėje jauno ciklono dalyje toliau juda į šiaurę, čia susiformuoja šiltasis frontas, o užnugarinėje ciklono dalyje formuojasi šaltasis frontas. Šaltasis frontas ciklone visada juda greičiau nei šiltasis, todėl pamažu jis vejasi šiltąjį frontą ir su juo susilieja. Prasideda ciklono okliudavimasis ir okliuzijos fronto formavimasis. Tai brandaus ciklono stadija. Slėgis centre pasiekia žemiausias reikšmes (apie 980-990 hPa, o kartais net iki 950 hPa), vėjo greitis ciklono centre labai padidėja. Cikloninė cirkuliacija pasiekia ir aukštesnius troposferos sluoksnius (paprastai iki 5 kilometrų). Silpnėjant oro srautų divergencijai viršutinėje barinio darinio dalyje, slėgis ciklono centre pamažu didėja, ciklonas tampa šaltu, simetrišku ir mažai judriu bariniu dariniu ir galiausiai visai išnyksta.
Užregistruotas minimalus slėgis ciklono centre arba ciklono gilumas (perskaičiuotas jūros lygiui) - 935 hPa. Ciklono egzistavimo ciklas 4-7 paros.
Troposferoje ciklono rytinė dalis (Šiaurės pusrutulyje) būna šiltesnė negu šiaurės vakarinė dalis, nes rytinėje dalyje oras yra įtraukiamas iš pietų, o vakarinėje dalyje - iš šiaurės. Šiaurės pusrutulio ciklonai juda iš vakarų į rytus, kiek nukrypdami į šiaurę, rečiau slenka iš šiaurės į pietus arba iš pietų į šiaurę ir labai retai - iš rytų į vakarus. Judėjimo vidutinis greitis Europoje apie 30 km/h, Šiaurės Amerikoje 45 km/h, Pietų pusrutulyje 40 km/h. Žiemą greitis (dėl mažesnio Žemės paviršiaus pasipriešinimo) didesnis negu vasarą. Paskutinės stadijos ciklono greitis tolygiai mažėja. Vandenynų ir žemynų vakarinėse dalyse dažniau susidaro žiemą, o centrinėse ir rytinėse dalyse - vasarą. Pagrindinio ciklono sistemose susidaro antrinių, arba dalinių, ciklonų; gali susidaryti jų serija. Kuo vėliau šios serijos ciklonas susiformuoja, tuo jis yra silpnesnis.
Lietuvą dažniausiai pasiekia okliuzijos stadijos ciklonai ir veikia vidutiniškai apie 220 dienų per metus (54 ciklonai). Dažnesni šaltuoju metų laiku, retesni - šiltuoju. Žiemą ciklonai dažniausiai atslenka iš Islandijos rajono bei Norvegijos ir Barenco jūrų, o vasarą - iš Britų salų regiono per Šiaurės ir Baltijos jūras Baltosios jūros link. Visais metų laikais apie ketvirtadalis ciklonų yra pietinių trajektorijų - iš Viduržemio ir Juodosios jūros regiono.
Anticiklonai: Aukšto Slėgio Sritys
Anticiklonas - tai aukšto atmosferos slėgio (aukštesnio už aplinkinį to paties horizontalaus lygio atmosferos slėgį) sritis, kurios centre slėgis yra didžiausias ir siekia 1020-1070 hPa. Didžiausias slėgis (1084 hPa; perskaičiuotas jūros lygiui) užregistruotas Azijos šiaurės rytinėje dalyje žiemą. Būna ir daugiacentrių anticiklonų.
Oro srautai anticiklone juda spirale iš centrinės dalies į pakraščius: Šiaurės pusrutulyje - pagal laikrodžio rodyklę (dėl kreipiamosios Žemės sukimosi jėgos), Pietų pusrutulyje - prieš laikrodžio rodyklę, todėl anticiklonas dar vadinamas aukšto atmosferos slėgio sūkuriu.
Anticiklone vyrauja adiabatinį oro įšilimą sukeliančios žemyneigės oro srovės, vandens garai neprisotina oro ir nesikondensuoja. Anticiklono apimtoje srityje tvyro giedri arba mažai debesuoti ir sausi orai, pučia silpnas vėjas, gana dažnai būna tyka. Vidutinėse platumose žiemą ilgam nusistoja šalčiai, vasarą - šilti sausi orai.
Anticiklonai klasifikuojami (kaip ir ciklonai) pagal įvairius požymius: susidarymo geografinę platumą (būna netropiniai ir subtropiniai), vertikalųjį išsivystymą (žemi ir aukšti), judrumą. Pastarieji skirstomi į stacionarius (judėjimo greitis iki 5 km/h), mažai judrius (5-10 km/h) ir judrius (didesnis nei 10 km/h).
Susidaro regionuose, kuriuose oro tėkmės vidurinėje bei viršutinėje atmosferoje konverguoja ir formuoja anticiklonų atsiradimą lemiančius kompensacinius žemyneigius srautus, t. y. dažniausiai anticiklonai susidaro didėjant atmosferos slėgiui virš didelių teritorijų, kur troposferoje oras leidžiasi žemyn. Anticiklonuose netoli žemės paviršiaus vyksta oro srautų divergencija. Visoje planetoje anticiklonų vidutiniškai per metus susidaro 2,5-3 kartus mažiau nei ciklonų.
Netropiniai anticiklonai (dar vadinami terminiais, vietiniais), panašiai kaip ir terminiai ciklonai, susidaro dėl šiluminės sąveikos su paklotiniu paviršiumi. Vasarą jie formuojasi virš sausumos (dažniausiai sausringuose rajonuose) naktį atvėsus orui, o dieną, orui įšilus, - išnyksta. Tai būna žemi, nedideli, stacionarūs arba mažai judrūs anticiklonai. Žiemą vidutinėse ir arktinėse (antarktinėse) platumose terminiai, bet didesni anticiklonai t. p. susidaro dėl paklotinio paviršiaus spindulinio atvėsimo. Jie būna žemi, stacionarūs, užpildyti šaltu ir tankiu oru; pvz., Azijos (Sibiro), Šiaurės Amerikos anticiklonai laikosi visą šaltąjį metų sezoną ir užima kelių milijonų kvadratinių kilometrų plotą.
Anticiklonų irimo priežastys gali būti terminės bei dinaminės. Mažai judrūs, šalti sezoniniai aukšto slėgio bariniai dariniai pradeda irti pavasario mėnesiais, sustiprėjus Saulės spinduliuotei ir paklotinio paviršiaus įšilimui. Mobilūs anticiklonai suyra nutrūkus oro prietakai (silpnėja oro srautų konvergencija) į viršutinę jų dalį.
Subtropiniai anticiklonai susidaro subtropinėse platumose virš vandenynų ir laikosi visus metus beveik nekeisdami vietos (pvz., Azorų anticiklonas, Havajų ir kiti). Šie aukšti, šilti stacionarūs anticiklonai kartu su pusiaujo konvergencijos zona formuoja pasatų cirkuliaciją ir pasatines inversijas atmosferoje virš vandenynų. Vasaros sezono metu jie būna didesni, galingesni (slėgis aukštesnis) ir pasislenka apie 1000 km toliau nuo pusiaujo nei žiemą.
Lietuvoje per metus vidutiniškai būna 145 dienos su anticikloninio pobūdžio cirkuliacija (nuo galingo anticiklono iki aukštesnio slėgio lauko balnagūbryje): po 13-15 dienų kovą-birželį ir po 9-11 dienų rugsėjį-gruodį. Iš 47 Lietuvą aplankančių anticiklonų dauguma jų atslenka iš vakarų (iš Atlanto vandenyno per Vakarų Europą) arba iš šiaurės vakarų ir šiaurės (Norvegijos bei Barentso jūrų per Skandinaviją). Žiemą kartais įsiveržia ultrapoliariniai anticiklonai iš Naujosios žemės rajono ir Karos jūros regiono. Taip pat Lietuvą gali pasiekti Sibiro anticiklono vakarinis gūbrys. Vasaros anticiklonai dažniausiai būna susiję su į Rytų Europą išplitusiu Azorų anticiklono gūbriu.
Terminiai ir Tropiniai Ciklonai
Terminiai (nefrontinės kilmės) netropinių platumų ciklonai susidaro nejudriose žemo slėgio srityse, labai įšilus paklotiniam paviršiui, vasarą - sausumoje (dažnai dykumose ir pusdykumėse), o žiemą - virš šiltų jūrų, pvz., virš Juodosios ar Viduržemio jūrų. Susidaro vienalytėje oro masėje, todėl neturi atmosferos frontų. Kadangi terminių ciklonų susidarymas susijęs su paklotinio paviršiaus įšilimu, ciklonų intensyvumas kinta per parą: dieną susidaro aukštyneigiai oro srautai, nukrinta slėgis, o naktį, atvėsus pažemio orui, ciklonas išnyksta.
Tropiniai ciklonai susidaro abiejuose pusrutuliuose tarp 5° ir 25° lygiagrečių. Ties pačiu ekvatoriumi jie nesiformuoja dėl labai silpnos Corioliso jėgos (slėgio gradientai greitai išsilygina ir cikloninė cirkuliacija nesusidaro). Jie mažesni už netropinių platumų ciklonus (skersmuo 300-1500 km), bet gilesni (žemiausias išmatuotas slėgis tokiame ciklone 886 hPa) ir pasižymi daug didesniais bariniais gradientais. Susidaro vienalytėje oro masėje, todėl neturi atmosferos frontų. Jiems būdingos smarkios liūtys ir perkūnijos, štorminiai vėjai, vėjo greitis 30-50 m/s, kartais 100-120 m/s. Tik atsiradusio ciklono centras juda 10-20 km/h, vėliau 30-40 km/h greičiu. Tropinio ciklono centre susidaro 15-20 km (kartais iki 200-300 km) skersmens rami zona, vadinama ciklono akimi.
Tam, kad susiformuotų tropinis ciklonas, reikalingos kelios sąlygos: paviršinio vandenyno sluoksnio temperatūra turi būti aukštesnė nei 26-27 °C; oro temperatūra turi greitai mažėti didėjant aukščiui, o santykinis drėgnis - išlikti pakankamai didelis; horizontali vėjo kryptis ir greitis turi mažai keistis vertikalia kryptimi.
Tropiniai ciklonai susidaro pasatų zonoje, ten, kur vyksta abiejų pusrutulių pasatinių tėkmių sutekėjimas (konvergencija), nuolat formuojasi nedidelės tropinės depresijos - žemo slėgio sūkuriai (vėjo greitis iki 17 m/s). Šiltam orui vis kylant į viršų, bariniai gradientai juose padidėja iki 15-60 hPa šimtui kilometrų. Į žemesnio slėgio sritį atitekančius oro srautus pradeda veikti Korioliso jėga. Jei išvardyti procesai nenutrūksta ir vis stiprėja, tropinė depresija perauga į tropinę audrą, o ši - į tropinį cikloną, dažniausiai vadinamą tiesiog uraganu. Tropinėje audroje vėjo greitis būna 17-32 m/s, uraganuose - 33 m/s ir didesnis.
Susiformavę tropiniai ciklonai Šiaurės pusrutulyje juda pagal bendrą pernašos kryptį į vakarus, krypdami į šiaurę. Pasiekę vidutines platumas gali virsti netropiniais frontiniais ciklonais, kurių tipiška judėjimo trajektorija iš vakarų į rytus.
Tropinių uraganų stiprumui vertinti, atsižvelgiant į galimą poveikį žmonių gyvenamajai aplinkai ir gamtai, taikoma Saffiro-Simpsono skalė. Ypač didele griaunamąja galia pasižyminčiuose V kategorijos uraganuose vėjo greitis gūsiuose gali viršyti ir 100 m/s. Milžiniškus nuostolius daro ne tik stiprus vėjas, bet ir labai stiprios liūtys (formuojasi potvyniai, nuošliaužos, selės) ar pakrančių užtvindymas. Jiems slenkant kartais iškrinta tiek kritulių, kiek per trejus metus Lietuvoje. Uraganai kartais pražudo net tūkstančius žmonių. Vėjo greičio rekordą - 105 m/s (378 km/h) - 1997 pasiekė taifūnas Paka Ramiojo vandenyno Guamo saloje.
Tropiniai ciklonai įvairiuose regionuose vadinami skirtingai: Ramiajame vandenyne - taifūnais, Atlanto vandenyne ir Karibų jūros baseine - uraganais, Indijos vandenyne - tropiniais ciklonais, Indijos pietryčiuose - elefantais, Madagaskaro pakrantėse - trovadais, Australijoje - vili-vili. Jūrininkai juos dar vadina jūrų mergelėmis, nes nuo pirmųjų amžių po Kristaus tropinius ciklonus imta vadinti tik moteriškais vardais. Nuo 1979 tropikų ciklonams suteikiami ir vyriški vardai.
Koriolio efektas: kaip formuojasi ir sukasi uraganai
tags: #izobaros #pietu #pusrutulyje