Tuesday, Mar. 28, 2017

Baričke tvorevine

OPĆENITO

Područja visokog ili niskog tlaka zraka nazivaju se poljima tlaka zraka. Polja visokog i niskog tlaka zraka mogu biti klimatološke ili sinoptičke tvorevine. Klimatološke tvorevine održavaju statistički prosjek. U ovom slučaju je to srednji tlak zraka koji se prikazuje na klimatološkim kartama. Sinoptičke tvorevine su kratkotrajne, a vidljive su na sinoptičkim kartama koje prikazuju stvarno stanje u kraćem vremenu ili u točno određenom satu.

Područja visokog tlaka nazivaju se BAROMETARSKIM MAKSIMUMIMA (klimatološke tvorevine). Uz njih su na sinoptičkim kartama najčešće vezane anticiklone (sinoptičke tvorevine), a samo ponekad mogu biti i ciklone. Središte maksimuma se klimatskim kartama označavaju velikim slovom V. U anticiklonama tlak je najviši u središtu, a pada prema rubu. Zato je strujanje zraka u anticiklonama usmjereno od središta prema periferiji. Strujanje nije pravocrtno zbog trenja i rotacije Zemlje. Istodobno u anticiklonama postoji i vertikalno strujanje zraka usmjereno prema površini Zemlje. Pri spuštanju se zrak uslijed kompresije zagrijava i suši. Zagrijavanje zraka uzrokuje kidanje naoblake, pa su anticiklone ljeti područja vedra vremena. Međutim, anticiklone zimi mogu osim vedra vremena donositi maglovito ili oblačno vrijeme (slojevita naoblaka). Zrak koji istječe iz središta anticiklone uvijek je suh.

Kad je strujanje pri tlu usmjereno od rubova prema središtu, tada govorimo o sistemu niskog tlaka zraka. Takav sistem nazivamo BAROMETARSKIM MINIMUMOM (klimatološka tvorevina). U područjima minimuma na sinoptičkim kartama najčešće se vidi ciklona (sinoptička tvorevina), a samo ponekad može biti i anticiklona. Središta minimuma se na klimatskim kartama označavaju velikim slovom N. Osim ciklona, postoje i drugi sistemi niskog tlaka zraka, a neki se od njih ne vide niti na sinoptičkim kartama.

Shema barometarskog minimuma (lijevo) i maksimuma (desno). Kratke strelice prikazuju smjer kretanja vjetra u pojedinim točkama, a deblje opće strujanje pri tlu

 

CIKLONE

Kada se neki veliki volumen zraka dugo zadržava na nekom području tj. nad nekom podlogom, zrak će poprimiti neka svojstva te podloge. Pri tome se najviše misli na temperaturu i vodenu paru. Takvi se volumeni zraka nazivaju ZRAČNIM MASAMA. Horizontalne dimenzije zračnih masa iznose od 500 do čak 5000 km, a vertikalna od 1 do 20 km. Zrak poprima jednolika svojstva nad jednolikom podlogom. Takve podloge mogu biti prostrane morske ili kontinentalne površine. Primjerice začne mase mogu nastati nad Arktikom i Grenlandom, nad dijelovima oceana, nad Sibirom i slično.

Zračne mase se vrlo sporo premještaju. Potrebno je nekoliko dana da bi zračna masa prešla preko nekog područja. U tih nekoliko dana vrijeme je postojano jer je pod utjecajem iste zračne mase. Osnovna podjela zračnih masa je na KONTINENTALNE i MARITIMNE (nad oceanima), te na hladne i tople. Hoće li neka zračna masa biti topla ili hladna ovisi o tome kakav je odnos njene temperature i temperature podloge na koju dolazi. Tako će npr. Zračna masa od 17°C biti hladna ako dolazi na podlogu čija je temperatura 25°C. Obrnuto, zračna masa od 17°C bit će topla ako dolazi na podlogu čija je temperatura 5°C.
Postoje velika područja na Zemlji koja veći dio godine imaju određeni tip zračnih masa. Tako postoje:

1) ARKTIČKE ZRAČNE MASE
2) POLARNE
3) TROPSKE
4) EKVATORSKE

Iako su te zračne mase velikih dimenzija one imaju svoje granice. Na dodiru dviju različitih masa postoji prijelazna zona, široka oko 100 km. U njoj se miješaju svojstva zračnih masa. Međutim, zračne mase kao cjeline se NE miješaju. Teža (znači hladnija) zračna masa se potkopava pod lakšu zračnu masu. Najuža granica između zračnih masa je FRONTALNA PLOHA. Njeno sjecište sa površinom zemlje zove se FRONTA. Tu su suprotnosti između zračnih masa najizrazitije. Osim fronti koje možemo vidjeti svakodnevno na sinoptičkim kartama, postoje i fronte za koje se određuje njihov srednji položaj u dužem razdoblju. To su klimatske fronte:

1) ARKTIČKA FRONTA (između arktičkog i polarnog zraka)
2) PLARNA FRONTA (između polarnog i tropskog zraka)
3) TROPSKE FRONTE (između tropskog i ekvatorskog zraka)

Frontalne plohe i zračne mase na sjevernoj hemisferi

U umjerenim geografskim širinama po visini pušu jaki zapadni vjetrovi. Njihov smjer poremete ciklone i anticiklone koje se pojavljuju u tom području. U svakodnevnom životu je najočitija razlika među njima ta da ciklone donose padaline, a anticiklone suho vrijeme.
I ciklone i anticiklone su u pravilu kreću od zapada prema istoku.

Umjerene geografske širine su prijelazna zona između toplijeg i hladnijeg dijela atmosfere, tj. između tropskog zraka na jugu i hladnog polarnog zraka na sjeveru. Između te 2 velike zračne mase nastaje POLARNA FRONTA.
Topli tropski zrak struji u jednom smjeru, a polarni zrak u suprotnom. Tako na polarnoj fronti nastane valni poremećaj koji se naziva CIKLONA. Ciklona je dakle, valni poremećaj koji nastaje zbog protusmjernog strujanja s obje strane fronte.

Proces nastanka ciklone dijeli se u nekoliko stadija.

U prvoj fazi postoji protusmjerno strujanja tropske i polarne zračne mase. Kako je gustoća tih masa različita, takvo stanje se neće dugo održati i hladna zračna masa se počne potkopavati pod toplu.

Slijedeća faza na dodiru toplog i hladnog zraka nastane val. Lijeva polovica polarne fronte pomakla se prema jugu zbog hladnog vjetra sjeverno od fronte. Pri tlu tlak zraka počinje padati.

U trećoj fazi hladan i težak polarni zrak sve se više potkopava pod topli zrak, a topli se zrak sve više izdiže nad hladni. Polarni zrak napreduje prema jugu, a tropski se izdiže prema sjeveru. Tako nastaje mlada ciklona, a topli zrak u njoj čini topli sektor ciklone. Dio fronte gdje topli zrak potiskuje hladni zrak zove se TOPLA FRONTA, a dio fronte gdje hladni zrak potiskuje topli zove se HLADNA FRONTA.

Kako se hladna fronta giba brže od tople fronte nastupa slijedeća faza u kojoj na mjestu gdje hladna fronta sustigne toplu nastaje nova, OKLUDIRANA fronta.

U slijedećoj fazi okludirana je fronta gotovo potpuno razvijena, jer je hladna fronta sustigla u toplu frontu gotovo u cijeloj njenoj dužini. To znači da je hladi zrak preplavio cijelo područje toplog sektora. Topli sektor je nestao jer je polarni zrak potisnuo sav tropski zrak uz frontu.

U posljednjoj fazi ciklona završava svoj razvojni put kao vrtlog toplog zraka na visini, a pri tlu se nalazi hladni zrak.

Nastanak ciklone i okludirane fronte, topli ivlažni zrak uzdiže se iznad podloge

Ciklona na grčkom jeziku znači VRTLOŽIM, SAVIJAM.
Na sinoptičkim kartama ciklona se prikazuje kao područje sa više zatvorenih izobara. Najniži tlak nalazi se u središtu ciklone. Najčešće je to tlak između 950 i 1025hPa. U cikloni se na našoj polutki zrak giba suprotno od kazaljke na satu, znači da sa prednje strane postoje južni vjetrovi koji tropski zrak tjeraju na sjever, a na stražnjoj strani ciklone pušu sjeverni vjetrovi koji hladan zrak tjeraju prema jugu. U vertikalnom presjeku ciklone u središnjem djelu ciklone zrak struji prema visini. Radi se o tome da je topli zrak u cijelosti prisiljen na uzdizanje što uzrokuje oborine.

Tlak je u središtu ciklone nizak jer se sav zrak koji se skuplja u središtu ciklone izdiže, pa ga na većoj visini otpuhuje MLAZNA STRUJA.

Ciklone često dolaze u nizu od tri do pet jedna za drugom. Takvu skupinu nazivamo obitelj ciklona. Da bi jedna obitelj ciklona prešla preko određenog mjesta potrebno je pet do sedam dana.
Životni vijek jedne ciklone najčešće traje od 7 do 14 dana. Ciklone prilikom kretanja «biraju» stazu gdje vladaju najpovoljniji uvjeti za očuvanje niskog tlaka. Zimi takvi uvjeti vladaju nad morem.

Za vremenske prilike kod nas utjecaja imaju ciklone koje dolaze sa Atlantika preko Grenlanda i Islanda te drugom stazom preko Velike Britaniji ili Biskajskog zaljeva. Ciklone koje dolaze sa zapadnog Sredozemlja imaju velik utjecaj na vrijeme u našim krajevima. GENOVSKA CIKLONA je najčešća i najznačajnija. U Genovskom zaljevu postoje odlični uvjeti za stvaranje ciklona. Ciklone se iz Genovskog zaljeva često upute prema sjevernom Jadranu, i tamo ciklona može ojačati ili se stvoriti nova. Slična događanja ali ne tako često, mogu se dogoditi i na srednjem Jadranu u području palagruškog minimuma.

Putanje ciklona u Europi

U stvarnosti dolazak ciklone najčešće najavljuje pad tlaka zraka, jačanje juga na moru i južnog vjetra u unutrašnjosti. Na nebu se prvo pojave visoki oblaci cirusi. U slijedećih nekoliko sati tlak i dalje pada, oblaci postanu malo deblji, od altostratusa ili altokumulusa do prvih kišnih oblaka. Jugo i dalje jača, i tlak zrak pada. Vlaga u zraku ubrzano raste, a temperatura zraka je relativno visoka zbog pritjecanja toplog zraka sa juga. Nakon prelaska tople fronte vjetar često skrene na jugozapadnjak, a na kratko se pojavi i sunce. Prije dolaska hladne fronte tlak opet ubrzano počne padati, vjetar naglo pojača i nanovo se jače naoblači. Prolaskom hladne fronte često pada obilna kiša, moguće je i grmljavinsko nevrijeme, tlak zraka ubrzano počne rasti, a zapuše sjeverni vjetar koji snizi temperaturu zraka. Nakon prolaska hladne fronte i sama ciklona se udalji od nas pa se razvedri i nebo je lijepe plave boje.

ZANIMLJIVOSTI:
Postoji način kako na jednostavan način možemo odrediti položaj središta niskog i visokog tlaka zraka i to prema Buys Ballatovom pravilu. Kada se okrenemo tako da nam vjetar puše u leđa, onda je područje nižeg tlaka ispred nas i malo s lijeva, a visokog otraga zdesna.

Buys Ballatovom pravilo

Zanimljivo je kako je jedna nesreća u povijesti postavila kamen temeljac suvremenoj prognostičkoj praksi.
Napoleon III., glasoviti francuski vojskovođa, suočio se s poteškoćama u unutrašnjoj politici pa je uveo Francusku u Krimski rat. Taj rat je vođen od 1853. do 1856. godine. Osnovni cilj mu je bio stjecanje prevlasti na Balkanu, tjesnacu Dardaneli i na Bliskom istoku. Francuska se sa saveznicima Engleskom, Turskom i Kraljevinom Sardinijom borila protiv Rusije.
1854. godine počela je saveznička opsada grada Svastopolja na Crnom moru. Okupilo se mnoštvo savezničkih brodova u cilju osvajanja grada. 14. studenoga jaka oluja je zahvatila to područje i uništila većinu francuske flote te logora na kopnu. Crno more je i dobilo svoje ime zbog čestih oluja koje haraju na njemu.
Napoleon III. bio je teško pogođen nesrećom koja je pogodila njega i njegovu vojsku, stoga je naložio da se provede istraga o uzrocima nesreće. Istragu su vodili francuski znanstvenici koji su na kraju zaključili da se tragedija u Crnom moru mogla spriječiti, pod uvjetima pravodobne dostupnosti vremenskih podataka sa meteoroloških postaja uz pomoću kojih bi se mogla predvidjeti buduća vremenska situacija.
Čim je dobio izvješće znanstvenika, Napoleon III. je očitovao zavidnu učinkovitost i odlučnost. Naredio je motrenje i redovito skupljanje vremenskih podataka po cijeloj Francuskoj, a na jednom mjestu su se analizirali prikupljeni podaci. Tri mjeseca nakon tragediju u Crnom moru pojavila se prva sinoptička karta u povijesti. Takve su karte od 1855. izrađivane svakodnevno, a na temelju motrenja u 7 sati. Karta se dovršavala oko 10 sati i iz nje se davala svojevrsna prognoza za tekući dan. Francuze su u njihovom prognostičkom putu najprije slijedili Nizozemci, a kasnije Englezi, Austrijanci, SAD itd…

ANTICIKLONE

Anticiklona je prostrano područje s povišenim tlakom zraka, prikazano sa više zatvorenih izobara. Najviši je tlak u središtu anticiklone. Bliže središtu izobare su sve razmaknutije, a prema periferiji anticiklone postaju gušće. Zbog toga je vjetar u središtu anticiklone slab ili vlada tišina, a na njenom rubu katkada jako puše. Na sjevernoj polutki zrak u anticikloni struji u smjeru kazaljke na satu.

U horizontalnom presjeku anticiklone zrak se u središtu spušta prema tlu, padajući zrak se zagrijava i suši tako da anticiklone najčešće prati suho vrijeme.

Za vrijeme u našim krajevima presudan utjecaj ima Azorska anticiklona. Ta anticiklona pripada u suptropske anticiklone i jedan je od tzv akcijskih središta atmosfere na sjevernoj polutki. Na Jadran donosi suho i toplo ljeto, u kojem vlada vječno plavo nebo. Osim Azorske na vrijeme u nas često utječu i takozvane stacionirane anticiklone u umjerenim širinama koje se formiraju nad kontinentima u hladnijem dijelu godine. U takve anticiklone spadaju istočnoeuropska i sibirska, koje su presudne za vrijeme tijekom zime. Jadranu donose jaku buru, a sa njom vedro i suho vrijeme. Takve anticiklone znaju se zadržati i dulje vrijeme. Nebo je u takvim situacijama izrazito čisto i plavo, a biometeorološka situacija je vrlo povoljna. Međutim, u nizinama unutrašnjosti takve prostrane anticiklone u hladnijem dijelu godine često donose višednevno maglovito i tmurno vrijeme, a često se događa da gorja u unutrašnjosti istodobno imaju sunčano i toplije vrijeme nego nizine (temperaturna inverzija).

U rubnim dijelovima anticiklone vrijeme može biti različito. Ipak postoje neke pravilnosti koje vrijede na sjevernoj polutki.
Na istočnom rubu anticiklone, koji je u dodiru sa stražnjim dijelom ciklone, prevladavaju kumulusi ili stratokumulusi. Povremeno ima oborine u obliku pljuskova, hladno je i pušu sjeverni vjetrovi.
Zapadni rub anticiklone dodiruje se sa prednjom stranom ciklone i prevladavaju oblaci vezani uz toplu frontu. Vrijeme je toplo i pušu južni vjetrovi.
Na sjevernom rubu anticiklone stvaraju se zimi stratusi i magle, a ljeti samo stratusi.
Južni rub anticiklone, koji je najčešće u dodiru sa sjevernim rubom ciklone, donosi iznimno nestabilno vrijeme, hladno je i vjetrovito često sa jakom i olujnom burom na Jadranu, a nerijetko u takvoj situaciji snijeg pada i na otocima Dalmacije.

Ciklone i anticiklone nisu odvojeni sustavi, jedni bez drugih ne bi postojali. Zrak koji istječe iz anticiklone direktno ulazi u središte ciklone i taj ciklus traje neprestano.

Shematski prikaz vremena u anticikloni prema A. Siebergu

TOPLA I HLADNA FRONTA

Na sinoptičkim kartama u drugoj polovici 19. stoljeća i početkom 20. stoljeća ucrtavale su se samo ciklone i anticiklone. Tadašnjim prognostičarima nije bilo jasno zašto se događaju nagle promjene vremena kada se to i nije očekivalo.

Veliku važnost za razvoj prognostike imali su Norvežani i to u prvom svjetskom ratu. Skupina znanstvenika na čelu sa Villhem Bjerknesom utemeljili su glasovitu Bergensku školu. Bjerknes je 1910. tražio uvođenje dinamičkog pristupa prognozi vremena i promatranje viših slojeva atmosfere. Mreža meteoroloških postaja je višestruko povećana u tom razdoblju. Takva su motrenja naznačivana na sinoptičkim kartama, a njihova je analiza otkrila prisutnost atmosferskih fronti, toplih i hladnih, kao i njihovu povezanost sa ciklonama. Kao rezultat toga nastao je dvadesetih godina 20. stoljeća novi model ciklone i njezina razvitka kao poremećaj na polarnoj fronti između polarnog i tropskog zraka. Bio je to početak novog razdoblja u prognostičkoj meteorologiji.
Norveški meteorolozi prvi su upotrijebili izraz FRONTA da bi se slikovito prikazao sudar dvaju zračnih masa različitih karakteristika.

Topla fronta se nalazi u prednjem dijelu ciklone, i najavljuje njezin topli sektor. Prije prolaska tople fronte tlak pada, temperatura i vlaga sporo rastu, vjetar skreće na južne smjerove i jača, postupno počinje kiša. Za vrijeme prolaska tople fronte tlak prestaje padati, temperatura i vlaga prestaju rasti, vjetar slabi, a oborina prestaje. Nakon tople fronte situacija se bitno ne mijenja.

Nakon toga počne se približavati hladna fronta. Tlak opet polako pada, vjetar postupno pojačava, a uz jačanje naoblake počinje kiša. Pri prolazu hladne fronte tlak zraka naglo počne rasti, temperatura i vlažnost zraka naglo padaju, vjetar mijenja smjer, a pada jaka kiša, katkada i grmljavina sa tučom. Prolaskom hladne fronte tlak i dalje raste ali se rast usporava, temperatura i dalje lagano pada, vlaga je niska, puše sjeverni vjetar, još ima povremenih pljuskova, a onda obično nastupi razvedravanje uz izvrsnu vidljivost.

Shematski prikaz dodira dviju zračnih masa

LITERATURA:
Mr. Anita Filipović – HRVATSKI ZEMLJOPIS, posebno izdanje Br.1/1996.
Marko i Višnja Vučetić: VRIJEME NA JADRANU, Biblioteka more
Branka Penzar: METEOROLOGIJA ZA SURADNIKE, Školska knjiga d.d. 1996.