Метеословарь — глоссарий метеорологических терминов

Тайфун – тропический циклон в Тихом океане. Тайфуны зарождаются в пассатной зоне, между 10 и 20-м градусами широты в обоих полушариях Земли над теплыми участками поверхности океана, где температура воды достигает 28°C.

Тайфун Yagi, достигший максимальной 5-ой категории 22.09.06 г.

Ниже 5° широты тропические циклоны не встречаются – вблизи экватора практически отсутствует отклоняющая сила вращения Земли, воздействие которой необходимо для устойчивого кругового движения воздуха, характерного для циклонов. В среднем на Земле возникает в год около 120 тропических циклонов (90 – в северном полушарии и 30 – в южном).
Чаще всего тропические циклоны возникают в начале осени или в самом конце лета, когда температура воды на поверхности океана самая высокая. Они редко бывают зимой и практически не встречаются весной.

Температура воздуха – важнейшая из характеристик теплового состояния воздуха. В метеорологии температуру принято выражать по шкале Цельсия – t°C.
В теоретических расчетах применяется также термодинамическая шкала, в которой температура выражается в градусах Кельвина – T°K=273,15 + t°C.
Температура воздуха измеряется срочным термометром на высоте 2 м от поверхности земли.

Минимальная температура – самая низкая температура воздуха между сроками наблюдений; измеряется минимальным термометром.
Показания с минимального термометра снимают 1 раз в сутки в 7.00.
Максимальная температура воздуха – самая высокая температура воздуха между сроками наблюдений; измеряется максимальным термометром. Показания с максимального термометра снимают 1 раз в сутки в 19.00.

Дополнительно.
Cуточный ход температуры воздуха – изменение в течение суток. Суточный ход обусловлен изменением притока тепла к земной поверхности и в атмосфере в течение суток. В дневные часы земная поверхность вследствие притока солнечной радиации нагревается, а ночью под влиянием излучения охлаждается. Соответственно, прилегающий к поверхности слой воздуха днем будет прогреваться, а в ночные часы охлаждаться. Слой атмосферы, в котором хорошо выражен суточный ход температуры (в прочем, как и других метеорологических величин) носит название пограничного слоя атмосферы. Высота слоя колеблется в пределах от 300-400 м зимой, до 1.5-2 км летом.

Из непосредственных наблюдений известно, что минимум температуры воздуха наблюдается непосредственно перед восходом Солнца. Максимум температуры воздуха на уровне 2 м наступает в 13-14 часов, затем температура начинает понижаться сначала медленно, а после 16-17 часов до захода Солнца быстро.
Такой суточный ход характерен лишь для устойчивой погоды. Суточный ход нарушается в облачную погоду, часто в зонах атмосферных фронтов и в циклонах. В таких случаях ночная температура может оказаться выше дневной.

Амплитуда суточного хода температуры воздуха – это разность между максимальным и минимальным значениеми температуры воздуха: A = (T_max – T_min)/2.
Летом, в следствие большего притока солнечной радиации, амплитуда суточного хода почти в 2 раза больше, чем зимой. Амплитуда уменьшается с увеличением широты места. На широте Минска она равна примерно 12°C.

Термометр – прибор для измерения температуры воздуха. Жидкостные термометры основаны на принципе изменения объема жидкости при повышении или понижении температуры. В качестве термометрической жидкости обычно применяют ртуть или спирт.
В метеорологической практике применяются срочный, максимальный и минимальный термометры.

Срочный термометр – ртутный. Устанавливается в вертикально. Показывает текущую температуру воздуха. Отсчет температуры производится в срок наблюдения с точностью 0.1°С.

Максимальный термометр служит для измерения наивысшей температуры за время между срочными наблюдениями. Этот термометр ртутный. Цена деления шкалы 0,5°C. В дно резервуара максимального термометра впаян стеклянный конический стержень, который верхним узким концом входит в капилляр. Поэтому в начале капилляра образуется сужение, препятствующее свободному передвижению ртути из капилляра в резервуар. Когда температура повышается, ртуть под действием теплового расширения проталкивается через сужение из резервуара в капилляр.
При понижении температуры ртуть из капилляра обратно не проходит, так как силы сцепления между частицами ртути не в состоянии преодолеть силы трения в суженной части термометра, и в этом месте происходит разрыв ртути. Оставшийся в капилляре столбик ртути будет указывать максимальную температуру за определенный промежуток времени. Для того чтобы ртуть ушла обратно в резервуар, термометр встряхивают несколько раз сильными, но плавными движениями руки.

Минимальный термометр служит для измерения самой низкой температуры между сроками наблюдений. Этот термометр – спиртовой; цена деления шкалы 0.5°C. Резервуар термометра цилиндрический. В капилляре минимального термометра внутри спирта помещен небольшой тонкий стеклянный штифтик с утолщенными тупыми концами. Когда температура поднимается, то спирт, отодвигаясь к резервуару, тянет за собой и штифтик, который не может выйти из спирта. Если температура вновь начинает подниматься, то спирт снова проходит мимо штифтика, не сдвигая его с места.

Таким образом при наблюдении по положению конца штифтика, находящегося дальше от резервуара, можно определить, какая наименьшая температура была в течение периода между двумя наблюдениями. После отсчета термометр переворачивают резервуаром вверх и ждут, пока штифтик дойдет по мениска спирта. Затем термометр вновь устанавливают в горизонтальном положении.

Тёплыми называются атмосферные фронты, перемещающиеся в сторону более холодного воздуха. За тёплым фронтом перемещается тёплая воздушная масса.

Тёплый фронт имеет антициклоническую кривизну и движется в сторону холодного воздуха. На карте погоды тёплый фронт отмечается красным цветом или зачернёнными полукружками, направленными в сторону перемещения фронта. По мере приближения линии тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака.
Температура и влажность воздуха медленно повышаются. При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), скорость его уменьшается, падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются.

В случае тёплого фронта тёплый воздух, перемещаясь в сторону холодного, натекает на клин холодного воздуха и совершает восходящее скольжение вдоль этого клина и динамически охлаждается. На некоторой высоте, определяемой начальным состоянием восходящего воздуха, достигается насыщение – это уровень конденсации. Выше этого уровня в восходящем воздухе происходит облакообразование.

Охлаждение тёплого воздуха при восходящем скольжении по поверхности фронта приводит к образованию характерной системы слоистообразных облаков (облаков восходящего скольжения): перисто-слоистые – высокослоистые – слоисто-дождевые (Cs-As-Ns).
При приближении к пункту тёплого фронта с хорошо развитой облачностью сначала появляются перистые облака в виде параллельных полос с когтевидными образованиями в передней части (предвестники тёплого фронта), вытянутые в направлении воздушных течений на их уровне (Ci uncinus). Первые перистые облака наблюдаются на расстоянии многих сотен километров от линии фронта у поверхности Земли (порядка 800-900 км). Перистые облака переходят затем в перисто-слоистые облака (Cirrostratus). Для этих облаков характерны явления гало.

Затем облака становятся всё плотнее: высокослоистые облака (Altostratus) постепенно переходят в слоисто-дождевые (Nimbostratus), начинают выпадать обложные осадки, которые ослабевают или совсем прекращаются после прохождения линии фронта. По мере приближения к линии фронта высота основания Ns снижается. Минимальное её значение определяется высотой уровня конденсации в восходящем тёплом воздухе.

У центра циклона, где система облаков тёплого фронта имеет наибольшее развитие, ширина облачной зоны Ns и зоны обложных осадков в среднем – около 300 км. В целом облака As-Ns имеют ширину 500-600 км, ширина зоны облаков Ci-Cs – около 200-300 км.
Если спроектировать данную систему на приземную карту, то вся она окажется перед линией тёплого фронта на расстоянии 700-900 км.

В тёплое время года восходящие движения вблизи линии фронта приобретают характер конвективных, и в дневное время на тёплых фронтах нередко развиваются кучево-дождевые облака и наблюдаются ливневые осадки и грозы.

Иногда тёплый фронт почти или вообще не сопровождается осадками. Так бывает при малом влагосодержании тёплого воздуха, когда уровень конденсации лежит на значительной высоте. При сухости воздуха и особенно в случае его заметной устойчивой стратификации атмосферы восходящее скольжение тёплого воздуха не достигает больших высот, и состояния насыщения не наступает.

Изменение атмосферного давления во времени, обычно за последние 3 часа [гПа/3 ч].

Карта ОТ_500/1000 — это, по сути, поле температур нижней половины тропосферы. При фиксированной разности давлений на границах слоя толщина этого слоя обратно пропорциональна плотности воздуха, а та в свою очередь (при фиксированном давлении) обратно пропорциональна температуре.

Таким образом, толщина слоя (относительный геопотенциал) прямо пропорциональна средней температуре слоя. ОТ_500/1000 удобен ещё и тем, что при таком соотношении давления на границах, средняя температура слоя (в градусах Кельвинах) равна относительному геопотенциалу в гп.дам (десятках метров), поделённому на 2.

Таким образом, изогипсы ОТ_500/1000, проведённые через 4 гп.дам, эквивалентны изотермам средней температуры слоя, проведённым через 2°.
Карты относительной топографии, из которых реально используется лишь ОТ_500/1000, позволяют по сути дела анализировать температурное поле указанного слоя (1000-500 гПа, приблизительно от земной поверхности до высоты 5.5 км).

Термобарическое поле.
Само по себе оно мало что даёт, но при рассмотрении термобарической карты (поле ОТ_500/1000, совмещённое с полем АТ700) получается нагляднейшая картина адвекции (изменения температуры в горизонтальной плоскости), что позволяет выделять фронтальные зоны и границы между различными воздушными массами.

Точка росы Td – температура, при которой содержащийся в воздухе пар при постоянном общем атмосферном давлении становится насыщенным. Служит характиристикой влажности воздуха.

Точку росы можно вычислить по формуле ниже. Формула удовлетворительно аботает при положительных и отрицательных температурах воздуха.
β = lgRH + (7.45⋅T/235+T)–2, где RH – это относительная влажность воздуха [%], T – температура воздуха [°C];
Td = (235⋅β)/(7.45–β).

Дефицит точки росы Δ – разность между температурой воздуха T и точкой росы Td: Δ=T-Td.

Простая формула для вычисления температуры точки росы на языке программирования PHP.

$Td = round(235*(log10($RH)+(7.45*$T/(235+$T))-2) / (7.45-(log10($RH)+(7.45*$T/(235+$T))-2)), 2).

Еще одна формула для вычисления температуры точки росы на языке программирования PHP.

$Es= 6.11* pow(10, ((7.5*$T) / (237.7+$T)));
$E= ($RH*$Es)/100;
$Td=round((-430.22 + 237.7*log($E)) / (-log($E)+19.08),2).

В формулах: $Td – температура точки росы, °C; $T– температура воздуха, °C; $RH – относительная влажность воздуха, %.

Тропические циклоны зарождаются в штилевой зоне над океанами (преимущественно между широтами 5-20° обоих полушарий). В зависимости от района образования тропические циклоны они носят следующие названия: в тропической зоне Тихого океана – тайфуны, в Атлантике – ураганы, в Австралии – вилли-вилли.

По сравнению с внетропическими вихрями, тропические циклоны имеют меньшие размеры (десятки и сотни километров), но обладают значительно большими энергетическими ресурсами. В северном полушарии тропические циклоны образуются преимущественно во второй половине лета и осенью, в южном полушарии – чаще в декабре-марте. Атмосферное давление в центре тропического циклона в среднем составляет 960-970 гПа, но зафиксированы значения до 900 гПа и ниже.
Интересной особенностью тропических циклонов является глаз бури – зона в центре, имеющая круглую форму, диаметром до нескольких десятков километров (до 60 км). В этой зоне наблюдаются мощные нисходящие движения воздуха, значительно повышающие температуру воздуха, отсутствие облачности и осадков, слабые ветры.

Тропические циклоны

Ураган Ivan. Фото со спутника NASA	Ураган Katrina. IR-изображение	Ураган Katrina. TV-изображение

Градиент давления в тропическом циклоне достигает 20-40 гПа на 100 км, иногда 40-60 гПа на 100 км. Тогда как в самых крупных внетропических циклонах градиенты редко превышают 5-10 гПа на 100 км. При прохождении тропического циклона возникают скорости ветра, не поддающиеся измерениям. О них судят по разрушениям, остающимся после прохождения тропического циклона. Осадки тропических циклонов можно сравнить с водопадами, низвергающимися с неба. Тропические циклоны наносят огромный материальный ущерб и уносят немало человеческих жизней.

Обычай называть тайфуны и ураганы женскими именами возник относительно недавно. Раньше они получали свои названия бессистемно и случайно. Порой ураган называли именем святого, в день которого произошло бедствие, или он получал название по местности, которая пострадала от него больше всего. Иногда название определялось самой формой развития урагана. Известен оригинальный метод присвоения имен ураганам, придуманный одним австралийским метеорологом. Он использовал свое служебное положение для профессиональной мести отдельным членам парламента, которые отказывались голосовать за выделение кредитов на метеоисследования, и называл тайфуны их именами.

Вначале для названий использовались только женские имена, позже, когда их стало не хватать, в ход пошли мужские. Традиция возникла в начале 1940-х годов ХХ столетия. Поначалу это была неофициальная терминология у метеорологов ВВС и ВМС США, применявшаяся для удобства обмена информацией об ураганах, обнаруживаемых на картах погоды, – короткие женские имена помогали избежать путаницы и сокращали текст радио- и телеграфных передач.

В последующем присвоение ураганам женских имен вошло в систему и было распространено на другие тропические циклоны – на тихоокеанские тайфуны, штормы Индийского океана, Тиморского моря и северо-западного побережья Австралии. Пришлось упорядочить и саму процедуру присвоения имен. Так, первый ураган года стали называть женским именем, начинающимся с первой буквы алфавита, второй – со второй и т. д. Имена выбирались краткие, которые легко произносятся и легко запоминаются. Для тайфунов существовал список из 84 женских имен. С 1979 года тропические циклонам начали присваивать и мужские имена.

Шкала ураганов разработана в начале 1920-х годов Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном для измерения потенциального ущерба от урагана.

Система слежения за тропическими ураганами в режиме реального времени: «Tropical Storm Risk (TSR)»

Туман – взвешенная в воздухе непосредственно у земной поверхности система капель или ледяных кристаллов, или и тех и других вместе. При тумане горизонтальная дальность видимости не превышает 1 км.

При положительных температурах туман, конечно, будет состоять из капелек. Но и при не слишком низких отрицательных температурах он также состоит из капелек, уже переохлажденных. Только при температурах около -10°C или ниже в тумане могут наряду с капельками появиться кристаллики, и он станет смешанным, подобно смешанным облакам. При очень низких температурах туман может быть целиком кристаллическим, однако наблюдались случаи капельножидкого тумана даже при температурах ниже -30°C.

Туман возникает в том случае, когда у земной поверхности создаются благоприятные условия для конденсации водяного пара. Нужные для этого ядра конденсации существуют в воздухе всегда. В больших промышленных центрах содержание в воздухе ядер конденсации, притом крупных, резко повышено. Поэтому повторяемость и плотность туманов в больших городах больше, чем в за городом.

Образование тумана может происходить при разных условиях. Во-первых, воздух может перемещаться с более теплой подстилающей поверхности на более холодную и охлаждаться вследствие этого. Туманы, которые при этом возникают, называют адвективными.

Во-вторых, воздух может охлаждаться из-за того, что сама подстилающая поверхность под ним выхолаживается радиационным путем. Такие туманы называют радиационными или местными.
Адвективные туманы более густые и продолжительные по времени, чем туманы местного образования. Местные туманы обычно рассеиваются с восходом солнца.

По интенсивности туманы различают по следующим значениям МДВ:
– сильный < 50 м;
– умеренный 50-500 м;
– слабый 500-1000 м.