Область высокого давления , максимум или антициклон — это область вблизи поверхности планеты, где атмосферное давление больше, чем давление в окружающих регионах. Максимумы — это метеорологические особенности среднего масштаба , которые возникают в результате взаимодействия относительно крупномасштабной динамики атмосферной циркуляции всей планеты .
Самые сильные области высокого давления возникают из-за масс холодного воздуха, которые распространяются из полярных регионов в холодные соседние регионы. Эти максимумы ослабевают, когда они распространяются над более теплыми водоемами.
Более слабые, но и более часто встречающиеся области высокого давления, вызванные оседанием атмосферы : воздух становится достаточно холодным, чтобы выпадать водяной пар, и большие массы более холодного и сухого воздуха опускаются сверху.
В областях высокого давления ветры дуют из центра области, где давление самое высокое, к периферии, где давление ниже. Однако направление не прямолинейное из центра наружу, а изогнуто из-за эффекта Кориолиса от вращения Земли. Если смотреть сверху, направление ветра изгибается в направлении, противоположном вращению планеты; это вызывает характерную спиральную форму тропических циклонов, также известных как ураганы и тайфуны.
На англоязычных картах погоды центры высокого давления обозначены буквой H. Карты погоды на других языках могут использовать другие буквы или символы.
Направление потока ветра вокруг области высокого давления и области низкого давления , как видно сверху, зависит от полушария. Системы высокого давления вращаются по часовой стрелке в северном полушарии; системы низкого давления вращаются по часовой стрелке в южном полушарии.
Системы высокого давления в умеренных широтах обычно приносят теплую погоду весной и летом, когда количество тепла, получаемого от Солнца в дневное время, превышает то, что теряется ночью, и холодную погоду осенью и зимой, когда количество тепла, теряемого ночью, превышает то, что приобретается днем (в системах низкого давления все наоборот — области низкого давления осенью и зимой приносят более теплую погоду и более прохладную погоду весной и летом).
Широты 30 с. ш. и 30 ю. ш., так называемые «конские широты», имеют полупостоянное высокое давление вокруг них, известное как субтропический хребет, хотя их размер и точное местоположение меняются в зависимости от сезона. На западном побережье Соединенных Штатов субтропический хребет расширяется весной и приносит характерную для региона бездождливую летнюю погоду. По мере того, как он сжимается осенью, Западное побережье подвергается воздействию холодных фронтов с Тихого океана, которые приносят дожди в прохладные месяцы. На восточном побережье он приносит теплый влажный воздух поздней весной и в течение всего лета. Осенью, когда субтропический хребет отступает, наступает холодный воздух из Канады. В Европе эффект аналогичен, поскольку субтропический хребет приносит в Средиземноморье жаркую сухую летнюю погоду и прохладную влажную зиму. Европа к северу от Пиренеев находится на более высокой широте, поэтому влияние хребта несколько менее значимо, и этот регион в основном характеризуется более прохладным морским климатом. Однако особенно жаркое лето, например, 2003 или 2019 года, когда субтропический хребет расширяется больше обычного, может принести волны тепла на север, в Скандинавию. И наоборот, в то время как в Европе в 2003 году была рекордная летняя жара из-за особенно сильного субтропического хребта, ее аналог в Северной Америке был необычно слабым, а температуры на всем континенте той весной и летом были влажными и значительно ниже нормы. [2]
В Южном полушарии результат схожий. Австралия и южный конус Южной Америки получают жаркую, сухую летнюю погоду из-за субтропического хребта и более прохладную и влажную зимнюю погоду, поскольку холодные фронты из южных океанов берут верх. [3]
Зимой преобладают холодные максимумы из субарктического региона. В Западной Европе и на западном побережье Северной Америки они берут начало в заливе Аляска или в районе Гренландии/Исландии и перемещаются с юга на юго-восток. Поскольку они в основном представляют собой массы океанского воздуха, они приносят прохладные, влажные условия с обширным туманом. В Восточной Азии и внутренней части Северной Америки эти воздушные массы приходят из Сибири или Канады и приносят с собой очень холодный, сухой воздух.
Научные термины в английском языке, используемые для описания погодных систем, создаваемых максимумами и минимумами, были введены в середине 19-го века, в основном британцами. Научные теории, объясняющие общие явления, возникли примерно на два столетия раньше.
Термин «циклон» был придуман Генри Пиддингтоном из Британской Ост-Индской компании для описания разрушительного шторма в декабре 1789 года в Коринге, Индия. [4] Циклон формируется вокруг области низкого давления. Антициклон , термин для типа погоды вокруг области высокого давления, был придуман в 1877 году Фрэнсисом Гальтоном [5] для обозначения области, ветры которой вращаются в противоположном направлении циклона . В британском английском направление, противоположное направлению по часовой стрелке, называется античасовой, что делает название антициклоны логическим продолжением.
Простое правило заключается в том, что для областей высокого давления, где воздух обычно течет от центра наружу, сила Кориолиса, сообщаемая вращением Земли циркуляции воздуха, находится в противоположном направлении кажущегося вращения Земли, если смотреть сверху полюса полушария. Таким образом, и Земля, и ветры вокруг области низкого давления вращаются против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном. Противоположность этим двум случаям происходит в случае высокого. Эти результаты вытекают из эффекта Кориолиса ; в этой статье подробно объясняется физика и приводится анимация модели для облегчения понимания.
Области высокого давления формируются из-за нисходящего движения через тропосферу , атмосферный слой, где происходит погода . Предпочтительные области в пределах синоптической модели потока в более высоких уровнях тропосферы находятся под западной стороной ложбин.
На погодных картах эти области показывают сходящиеся ветры ( изотахи ), также известные как конвергенция , вблизи или выше уровня недивергенции, который находится вблизи поверхности давления 500 гПа примерно посередине тропосферы и около половины атмосферного давления у поверхности. [6] [7]
Системы высокого давления также называются антициклонами. На англоязычных картах погоды центры высокого давления обозначены буквой H на английском языке, [8] в пределах изобары с наивысшим значением давления. На картах верхнего уровня постоянного давления он расположен в пределах самой высокой линии контура высоты. [9]
Высокие температуры часто связаны со слабыми ветрами на поверхности и оседанием через нижнюю часть тропосферы . В целом, оседание высушивает воздушную массу за счет адиабатического или компрессионного нагрева. [10] Таким образом, высокое давление обычно приносит ясное небо. [11] В течение дня, поскольку нет облаков, отражающих солнечный свет, поступает больше коротковолновой солнечной радиации , и температура повышается. Ночью отсутствие облаков означает, что исходящее длинноволновое излучение (т. е. тепловая энергия с поверхности) не поглощается, что дает более прохладные дневные низкие температуры во все времена года. Когда поверхностные ветры становятся слабыми, оседание, происходящее непосредственно под системой высокого давления, может привести к накоплению частиц в городских районах под хребтом , что приводит к широко распространенной дымке . [12] Если относительная влажность на низком уровне повышается до 100 процентов за ночь, может образоваться туман . [13]
Сильные, вертикально неглубокие системы высокого давления, перемещающиеся из более высоких широт в более низкие широты в северном полушарии, связаны с континентальными арктическими воздушными массами. [14] Когда арктический воздух движется над незамерзшим океаном, воздушная масса значительно изменяется над более теплой водой и приобретает характер морской воздушной массы, что снижает силу системы высокого давления. [15] Когда чрезвычайно холодный воздух движется над относительно теплыми океанами, могут образовываться полярные циклоны . [16] Однако теплые и влажные (или морские тропические) воздушные массы, которые движутся к полюсам из тропических источников, изменяются медленнее, чем арктические воздушные массы. [17]
Конские широты , или торридная зона, [18] находится примерно на 30-й параллели и является источником теплых систем высокого давления. По мере того, как горячий воздух ближе к экватору поднимается, он охлаждается, теряя влагу; затем он переносится к полюсу, где опускается, создавая область высокого давления. [19] Это часть циркуляции ячеек Хэдли и известно как субтропический хребет или субтропический максимум. Он следует за движением солнца в течение года, расширяясь на север (на юг в Южном полушарии) весной и отступая на юг (на север в Южном полушарии) осенью. [20] Субтропический хребет представляет собой теплую центральную систему высокого давления, то есть он усиливается с высотой. [21] Многие из пустынь мира вызваны этими климатологическими системами высокого давления. [22]
Некоторые климатологические области высокого давления получают региональные названия. Наземная Сибирская антициклонная зона часто остается квазистационарной более месяца в самое холодное время года, что делает ее уникальной в этом отношении. Она также немного больше и более устойчива, чем ее аналог в Северной Америке. [23] Приземные ветры ускоряются вниз по долинам вдоль западного побережья Тихого океана, вызывая зимний муссон. [24] Арктические системы высокого давления, такие как Сибирская антициклонная зона, имеют холодное ядро, что означает, что они ослабевают с высотой. [21] Влияние Азорской антициклонной зоны , также известной как Бермудская антициклонная зона, приносит ясную погоду на большую часть северной части Атлантического океана и волны тепла середины и конца лета в Западной Европе. [25] Вдоль ее южной периферии циркуляция по часовой стрелке часто направляет восточные волны и тропические циклоны, которые развиваются из них, через океан к суше в западной части океанических бассейнов во время сезона ураганов . [26] Самое высокое барометрическое давление, когда-либо зарегистрированное на Земле, было 1085,7 гектопаскалей (32,06 дюйма ртутного столба), измеренное в Тосонцэнгеле, Завхан , Монголия 19 декабря 2001 года. [27]
Ветер течет из областей высокого давления в области низкого давления . [28] Это происходит из-за разницы в плотности между двумя воздушными массами . Поскольку более сильные системы высокого давления содержат более холодный или сухой воздух, воздушная масса более плотная и течет в направлении областей, которые теплые или влажные, которые находятся вблизи областей низкого давления перед связанными с ними холодными фронтами . Чем сильнее разница в давлении или градиент давления между системой высокого давления и системой низкого давления, тем сильнее ветер. Сила Кориолиса, вызванная вращением Земли , — это то, что дает ветрам в системах высокого давления их циркуляцию по часовой стрелке в северном полушарии (поскольку ветер движется наружу и отклоняется вправо от центра высокого давления) и циркуляцию против часовой стрелки в южном полушарии (поскольку ветер движется наружу и отклоняется влево от центра высокого давления). Трение о землю замедляет ветер, вытекающий из систем высокого давления, и заставляет ветер течь больше наружу, чем это было бы в случае отсутствия трения. Это приводит к «фактическому ветру» или «истинному ветру», включая агеострофические поправки, которые добавляются к геострофическому ветру , который характеризуется потоком, параллельным изобарам. [29]
