Légköri képződmények
Ciklonok
Ciklon műholdképen
A ciklon olyan légörvény, amelyben a légnyomás a középpontban a legalacsonyabb, és amelyben a levegő az északi féltekén az óramutató mozgásával ellentétes irányban, nagyon enyhén befelé mutató spirális mozgással forog, azaz a szél a ciklon középpontja körül, de kissé a középpont felé közelítve fúj. Emiatt a ciklon belsejében a levegő összeáramlása, torlódása alakul ki, s innen a levegő csak felfelé tud tovább áramlani. A ciklon belsejében tehát felhő- és csapadékgerjesztő feláramlások jönnek létre, ezért a ciklon általában felhősebb, csapadékosabb időjárás hordozója, és a markáns időjárási események, változások is többnyire ciklonokhoz kapcsolódnak.
Minél erőteljesebben növekszik a légnyomás a ciklon középpontjától kifelé haladva, azaz minél nagyobb a légnyomási gradiens a ciklonban, annál nagyobb az áramlás sebessége, annál erősebb a szél. A ciklon rendkívül összetett képződmény, viselkedése a felsorolt néhány tényezőn kívül függ még a benne lévő hőmérséklet vízszintes és függőleges eloszlásától, a ciklon földrajzi helyzetétől, az alatta fekvő felszín minőségétől és még sok minden mástól.
A ciklon rendszerint vonuló fronton kialakuló kis amplitúdójú hullámként keletkezik. A nyomás süllyedésével együtt csakhamar ciklonális cirkuláció alakul ki a hullám csúcspontja körül, és létrejön a hullámciklon. Ekkor az instabil hullám első fázisában a frontálzónán kezd kialakulni a hideg- és melegfronti szakasz, de a szinoptikus térképen zárt izobárt még nem analizálhatunk.
Fiatal ciklon állapot jön létre, ha az előoldalon szabályos (kifejlett) melegfrontot, a hátoldalon szabályos, kifejlett hidegfrontot találunk, és a
meteorológiai térképeken egy vagy több zárt izobár analizálható. A ciklonnak azt a térségét, amely a hideg- és a melegfront között van, meleg
szektornak nevezzük. A fiatal ciklon felett a tropopauza lesüllyed. A további fejlődésre jellemző, hogy a hidegfront gyorsabban mozog, mint a meleg,
így a két front által határolt meleg szektor egyre keskenyebb lesz. Amint a hidegfront utoléri a melegfrontot, a ciklon okkludálódik ez az
okkludált ciklon állapot. Az okkluzió során, mely először a cikloncentrumban zajlik le, okkluziós front keletkezik. A ciklon fölött a tropopauza
tölcsérszerűen kezd bemélyedni. A napok múlásával az okkluzió kiterjed a ciklon peremterületeire is, miközben a ciklon középponti részén a meleg
szektor már a troposzféra felső rétegeibe szorul. Az okkludálódás előrehaladtával a meleg levegő egyre inkább felemelkedik a talajról, és a ciklon
többé-kevésbé homogén örvénnyé alakul. Ez az örvényciklon állapot. A talaj közelében a ciklon egyre nagyobb területét hideg levegő tölti ki, a ciklon
cirkulációs energiája disszipálódik, a ciklon feltöltődik, azaz elhal, és vele együtt az okkluziós front is feloszlik. A planetáris frontálzóna a
ciklon területén kívül kisimul, azaz ismét stacionárius frontszakaszként analizálható. A ciklonnak a fentiekben leírt fejlődési stádiumait követhetjük
nyomon a 1. ábrán.
A mérsékeltövi ciklonok fejlődési stádiumai
Anticiklonok
Az anticiklon olyan légköri képződmény, amelyben a légnyomás a középpontban a legmagasabb, és amelyben a levegő az északi féltekén az óramutató mozgásával megegyező irányban, nagyon enyhén kifelé mutató spirál mentén mozog. Az anticiklon belsejében ezért a kifelé távozó levegő helyére a magasból érkezik az utánpótlás, azaz szárító, ezért felhőoszlató hatású leszálló légmozgások alakulnak ki. Nyáron kevés felhő, napos idő jellemzi őket, télen ugyanakkor területükön gyakran van köd és rétegfelhő, az alsóbb légrétegben inverzió (hidegpárna). A szélerősség és a légnyomási gradiens összefüggése itt is fennáll, de az anticiklonban ritkább az erős gradiens. Maximális mérete a több ezer km-t is elérheti.
Anticiklon területe nyári műholdképen |
Anticiklon területe téli műholdképen |
A hideg, téli kontinentális anticiklonok a szárazföldek északi részein alakulnak ki, például az orosz síkságon vagy Szibéria felett. Ezek sekély, stabil képződmények, magasságuk 2000 m körüli. A Kárpát-medencébe történő áthelyeződésüket gyakran megakadályozza a Kárpátok koszorúja.
A Kárpát-medencébe északról, északnyugatról áthelyeződő hidegfrontokat gyakran a stabil azori anticiklonok ékszerű benyúlása, az úgynevezett
azori-orr követi, amelyet sok esetben tartós szélviharok, záporok kísérhetnek.
A magyarországi időjárás szempontjából is fontosak az úgynevezett köztes anticiklonok, amelyek a ciklonsorozatok között, a hidegfront mögött alakulnak ki.
A ciklont, illetve az anticiklont a légnyomási képződmények két szélső megjelenési formájának tekinthetjük. A kettő között, sőt bármelyiken belül a
légnyomás vízszintes eloszlásának számos változata előfordulhat, s ezek aszerint alakítják az időjárást, így a bennük lévő levegő össze-, szét-, azaz
fel- vagy leáramlik.
Mezoléptékű képződmények
A szinoptikus léptékű objektumok mellett egyre nagyobb figyelmet szentelünk a különböző mezoléptékű rendszereknek, mint például a konvergencia vonalaknak, az instabilitási vonalaknak és a mezoléptékű konvektív komplexumoknak (MKK). A (sebességi és/vagy iránymenti) konvergencia vonalak elsősorban a lokális és mezoléptékű csapadékrendszerek kialakulása szempontjából fontosak. Az instabilitási vonalak erős magassági áramlásban a ciklon meleg szektorában éles konvergencia vonalként jelentkeznek, a talaj közelében pedig átmeneti erős nyomásemelkedést okoznak. Az instabilitási vonalak mentén vonalba rendezett heves zivatarok fordulnak elő, de ritkán az is előfordul, hogy az instabilitási vonal szárazon vonul át viharos szél kíséretében. Az MKK fogalmát az USA-ban kezdték alkalmazni a 80-as évektől, majd a hazai gyakorlatban (Bodolainé és Tänczer munkássága révén) is meghonosodott. Az MKK egy többnyire ellipszis alakú, ún. nagy mezoskálájú, akár több száz km átmérőjű zivataros tömb, amely gyakran perzisztens. Felismerése az infra műholdképek alapján történik bizonyos küszöbérték és méret megadásával.
Az előzőekből is kiderült, hogy a műholdképek használata lehetővé tette, hogy részben a meglévő, már klasszikusnak tekinthető módszereket továbbfejlesszük, finomítsuk (pl. frontanalízis), illetve a műholdas információkra építve új fogalmakat alkossunk (pl. MKK). Ebbe a sorba tartozik az a viszonylag új gyakorlat is, amely a francia P. Santurette nevéhez fűződik. Ennek lényege, hogy a műholdas vízgőz felvételek alapján azonosítják a nagy potenciális örvényességgel, illetve annak megváltozásával jellemzett területeket, és ezeket a szinoptikus talajtérképeken is megjelölik, a megszokott, fentekben említett objektumokkal együtt. Ezeknek a területeknek a meghatározása azért lehet fontos, mert a dinamikus tropopauza ugrásszerű csökkenése következtében a térségben lekeveredik a nagy potenciális örvényességgel rendelkező levegő, amely a peremciklonok aktivizálódását okozhatja.
Hurrikánok, trópusi ciklonok, tájfunok
A hurrikán olyan ciklonálisan, vagyis az északi féltekén az óramutató járásával ellentétes, a délin vele egyező irányban forgó, több száz kilométer átmérőjű felhőörvényt jelez, amely a trópuson, azaz a Ráktérítő és a Baktérítő közötti területen, egészen pontosan a 10. és a 20. szélességi kör között keletkezik. E zónára utalva trópusi ciklonnak is szokták nevezni, de az örvénylés irányát nem számítva semmiben sem hasonlít a nálunk is előforduló mérsékelt övi ciklonokhoz. A Csendes-óceán térségében tájfunnak hívják. A trópusi ciklonok a mérsékelt öviekkel ellentétben nem két légtömeg határán képződnek. Létrejöttükben a főszerepet a meleg, nedves trópusi levegő és a meleg, legalább 26-27°C-os víz játssza. Ha ezek az alapvető feltételek nincsenek meg, akkor kialakulásuk nem valószínű. A meleg óceán felett páradús, forró levegő emelkedik a magasba, és spirális forgásba kezd (északi féltekén az órajárásával ellentétes, a délin megegyező irányban). A kialakult légköri képződmény csak trópusi viharnak nevezhető addig, míg a benne mozgó szelek sebessége el nem éri a 74 mérföld/órát (megközelítőleg 120 km/órát). Ettől kezdve a szakemberek hivatalosan regisztrálják, elnevezik és mozgását folyamatosan nyomon követik. A trópusi ciklon mérete és a benne lévő légnyomás jelentősen kisebb, mint mérsékelt övezeti társáé. A trópusi ciklon szelei elérhetik akár a 240-350 km/órás sebességet, ami már óriási pusztításhoz vezethet. A már kifejlődött trópusi ciklonnak jellemző pályája van, szerkezetük is sajátságos. Szemben a mérsékelt övezeti ciklonokkal, a trópusi ciklonokban nincsenek frontok. A ciklon középpontjában található a legkisebb légnyomás, itt kialakul egy lefelé mozgó áramlás, ahol felhők nem találhatók. Ezt a részt nevezik a ciklon szemének, és ennek mérete mindössze 15-40 km. A szemet gyűrű alakban óriási felhőfal övezi, melyet a rendkívül heves feláramlások hoznak létre. Ez a viharzóna. A felhőfal a teljes troposzférát átfogja, tipikus felhője jól fejlett, melyből igen intenzív csapadék hullik. Évente átlagosan mintegy 84 trópusi vihar és 45 hurrikán/tájfun alakul ki a Földön. A trópusi ciklonok okozta károkról csupán becslések állnak rendelkezésre. A pusztítás nagyságrendjét jól mutatja, hogy az egyik legemlékezetesebb hurrikán, az Andrew 50 ember életét oltotta ki az evakuálások ellenére, és a keletkezett károk meghaladták a 30 milliárd USA dollárt.
Hurrikán műholdképen |