ВЛИЯНИЕ ОРОГРАФИИ НА ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЮ БАРИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ
Горные хребты оказывают существенное влияние на перемещение и развитие барических образований. При подходе к горным препятствиям возможны следующие процессы: • 1) наблюдается замедление перемещения барических образований перед горами. Общей закономерностью является заполнение циклонов и антициклогенез с наветренной стороны и циклогенез с подветренной стороны гор; • 2) через невысокие хребты циклоны переваливают; • 3) низкие молодые антициклоны могут быть задержаны высокими горами; • 4) траектории циклонов и антициклонов огибают высокие горы. Невысокие горные хребты (высотой менее 1 км) не оказывают существенного влияния на движение высоких антициклонов. Орографической эволюции подвержены большей частью циклоны и низкие подвижные антициклоны.
Орографический циклогенез Впервые влияние гор на локальные изменения давления было проанализировано И. А. Кибелем (1943). В дальнейшем Н. В. Петренко провёл анализ переваливания циклонов через меридиональные хребты. М. А. Петросянц исследовал влияние на барические системы широтно ориентированных хребтов. К орографическому циклогенезу (т. е. к образованию новых циклонов) часто приводит деформация линии фронта в горах: • 1) линии холодного фронта (холодный фронт перед высоким хребтом задерживается, на подветренной стороне образуются две волны, если воздушные массы неустойчивы); • 2) линии тёплого фронта у оконечности горного хребта. Вынужденная деформация линии фронта происходит при задержке части фронта у хребта и продолжающемся смещении смежного участка фронта.
Однако кроме влияния гор для образования циклонов необходимо благоприятное для циклогенеза термобарическое поле. К орографическим относятся следующие циклоны: • – скагерракские (у южной оконечности Скандинавских гор в р-не Скагерракского пролива); • – генуэзские (у южной оконечности Альп в р-не Генуэзского залива); • – карпатские (в Восточном Прикарпатье, на ХФ при широтно ориентированных горных системах); • – черноморские (над Чёрным морем). Орографические циклоны образуются над горными районами Средней и Центральной Азии, Сибири и Дальнего Востока.
Влияние орографии на эволюцию циклонов Под влиянием орографического препятствия наблюдается сегментация циклонов (процесс раздвоения циклонов). Возможны два варианта сегментации циклонов. • 1 вариант – циклон движется перпендикулярно хребту высотой менее 1 км. На подветренной стороне гор возникает новый циклонический центр при сохранении старого центра на наветренной стороне. На наветренной стороне горного хребта циклон задерживается, происходит рост давления, и циклон со временем заполняется, а на подветренной стороне происходит падение давления, образуется барическая ложбина, и в ней возникает новый циклон (рис. 1). В последующем новый циклон получает дальнейшее развитие, а старый заполняется, но иногда длительно сохраняются оба центра, особенно при широтном расположении горного хребта.
Рис. 1. Сегментация циклона при переваливании через горы. а – начало переваливания; б – окончание переваливания.
Новая система фронтов в новом циклоне возникает за счёт конвергенции трения. Тёплый фронт нового циклона становится основным, а его холодный фронт соединяется с холодным фронтом старого циклона (тёплый фронт у него размывается). Чем выше хребет, тем благоприятнее условия для сегментации циклонов. Этот механизм переваливания циклонов характерен: • – для Карпат (примерно 30% случаев), • – горных хребтов Новой Земли, • – Апеннин (Италия), • – Буреинского хр. (Амурская обл. ), хр. Сихотэ-Алинь, • – реже для Уральских, Скандинавских гор.
• 2 вариант – циклон движется параллельно широтно ориентированному хребту. При приближении к хребту сначала циклон раздваивается. Один центр располагается севернее хребта, а другой – южнее. При дальнейшем развитии оба центра сохраняются и перемещаются с разными скоростями. Обычно северный центр движется быстрее, чем южный. Оба центра развиваются как самостоятельные образования. Процесс раздваивания циклонов наблюдается у горных хребтов Эльбрус (северная окраина Иранского нагорья), Копет-Даг (Средняя Азия), Паропамиз (горная система в Афганистане), Гиндукуш (хр. в Азии).
Сложный циклогенез Если на пути циклона над горными районами встречается несколько хребтов со сложной конфигурацией, то может образоваться многоцентровая барическая депрессия в результате многократной сегментации циклонов. Такой процесс может наблюдаться, например, при переваливании средиземноморского циклона через хребты Малой Азии, Кавказ и Армянское нагорье, Эльбрус и Копет-Даг; при переваливании генуэзского циклона через Динарские Альпы на район Балкан и Карпат.
Орографический антициклогенез выражается в образовании у поверхности земли самостоятельного антициклонического центра на наветренной стороне горного хребта. Этот процесс наблюдается, в частности, перед хребтами, ориентированными с С на Ю или с СВ на ЮЗ при следующих условиях: • 1) если на равнине перед таким хребтом располагается тёплый высокий антициклон, центр которого у поверхности малоподвижен; • 2) если северо-западное воздушное течение ПВФЗ(зоны) огибает этот антициклон с С и далее принимает направление, перпендикулярное хребту. В месте встречи ПВФЗ с горным хребтом впереди основного центра возникает новый орографический антициклон. Он движется с большей скоростью, чем двигался старый антициклон.
Р-ны орографического антициклогенеза • Орографический антициклогенез отмечается на Северном Кавказе. К орографическим можно отнести и антициклоны • над Гренландией (во все сезоны года), • над Скандинавией зимой, • над Кольским п-вом зимой, • Сибирский антициклон. Это – нефронтальные низкие термические антициклоны. Они связаны в основном с выхолаживанием подстилающей поверхности в сочетании с особенностями рельефа.
Эволюция антициклонов под влиянием орографии Перед горами наблюдается усиление низких подвижных антициклонов. К росту давления приводят следующие факторы: • 1) торможение потоков и накопление холодного воздуха перед горным хребтом; • 2) отрицательная адвекция вихря скорости в средней тропосфере; • 3) усиление трения и увеличение мощности слоя трения. Такой процесс наблюдается на Северном Кавказе, аналогично влияют горные хребты Средней Азии и Сибири.
Огибание гор циклонами и антициклонами Под влиянием высоких горных массивов происходит отклонение траекторий циклонов и антициклонов. Барические образования огибают горы по часовой стрелке (рис. 2). Это происходит из-за отклонения ведущего потока при обтекании горных систем. • Объяснение 1. Воздушный поток испытывает деформацию над препятствием. Над хребтом образуется орографический гребень, который появляется под влиянием стоячих орографических волн. Длина волн примерно того же порядка, что и ширина горного хребта. Вследствие орографического гребня изогипсы АТ отклоняются относительно их положения над равниной влево. При этом наблюдается некоторое торможение ведущего потока перед хребтом; циклоны и антициклоны задерживаются. Циклоны несколько заполняются, антициклоны усиливаются. За хребтом – углубление циклонов и ослабление антициклонов.
Рис. 2. Изменение направления движения циклона под влиянием горного хребта. С 0 – направление движения циклона на удалении от хребта; С – направление движения циклона перед хребтом; Ĉ – усреднённое движение циклона.
• Объяснение 2. При приближении циклона к хребту в его правой части воздух притекает к хребту, что обусловливает здесь рост давления, в левой части, наоборот, воздух оттекает от хребта, и давление падает. В результате возникает составляющая движения циклона, направленная вдоль хребта в сторону очага падения давления (рис. 3, а). В антициклоне, приблизившемся к хребту, приток воздуха в левой части приводит к росту давления, а в правой части за счёт оттока воздуха от хребта давление падает (рис. 3, б). Антициклон получает составляющую движения вдоль хребта в сторону очага роста давления.
Рис. 3. Перемещение циклона (а) и антициклона (б) вдоль горного хребта
Чаще всего изменение траекторий барических образований вызывают Алтай, Центрально-Азиатский массив. В некоторых случаях циклоны не огибают хребет, а переваливают через него (особенно через низкий хребет). Иногда циклоны проходят южнее, т. е. огибают хребет против часовой стрелки. Это может быть при интенсивной широтно ориентированной ВФЗ или в случае быстро развивающегося ныряющего циклона. Антициклоны подвергаются тому же влиянию, но в меньшей степени.
Влияние подстилающей поверхности на барические образования Помимо гор, на циклоны и антициклоны влияют и другие факторы, связанные с подстилающей поверхностью. • 1. При перемещении циклонов с холодной подстилающей поверхности на тёплую (например, с суши на море зимой) глубина циклона и его скорость увеличивается. При переходе циклона с тёплой подстилающей поверхности на холодную (например, с моря на сушу зимой) скорость циклона уменьшается. • 2. Над нагретой подстилающей поверхностью образуются нефронтальные местные (термические) циклоны (барические депрессии). Они наблюдаются летом над Средней и Центральной Азией. Над охлаждённой подстилающей поверхностью возникают нефронтальные местные (термические) антициклоны. Они возникают в размытых барических полях зимой над сушей и могут существовать достаточно длительное время. Летом они образуются в ночное время.
Часто местные антициклоны возникают на Кольском п-ве. Зимой холодный воздух, поступающий в тылу циклонов, сначала прогревается в нижнем слое, перемещаясь над незамерзающей частью Баренцева моря. Затем происходит быстрое выхолаживание его на п-ве, и формируется антициклон. • 3. В зимнее время происходит усиление антициклонов, перемещающихся на р-ны Центрально-Азиатского массива. Это обусловлено следующими факторами: 1) в котловинах и на плоскогорьях, окружённых высокими горными хребтами, затруднён отток воздуха от центральных частей антициклона; таким образом, дивергенция ослаблена; 2) интенсивное радиационное выхолаживание приводит к уплотнению воздуха; 3) увеличивается мощность холодного воздуха вследствие стока охлаждённого воздуха со склонов гор.
• Аналогичные условия, способствующие усилению антициклонов в зимнее время, наблюдаются и над р-нами Якутии. Дополнительно усилению антициклонов способствует поток арктического воздуха по долине р. Лены. • Учёт местных влияний на барические образования имеет большое прогностическое значение.
Скачать презентацию ВЛИЯНИЕ ОРОГРАФИИ НА ПЕРЕМЕЩЕНИЕ И ЭВОЛЮЦИЮ БАРИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ
Prezentatsia_7b_Vlianie_orografii_na_ts-ny_i_a-ts.ppt