Солнце рождает циклоны,

Ураганы, пассаты, муссоны.

Они движутся, как по трассе болиды

От Шпицбергена до Антарктиды.

Антициклоны

 

В Австралии – вилли-вилли, в тропиках Тихого океана – тайфуны, в Атлантике – ураганы, все эти специфические названия относятся к циклонам. Такие циклоны имеют высокую скорость перемещения, обладают разрушительной силой и приводят к наводнениям. Поскольку все любят хорошую погоду, поэтому начнем с антициклонов, с которыми связывают солнечную погоду.

Господствующие в науке взгляды на причины, вызывающие возникновение и перемещение циклонических образований в атмосфере, трактуют не совсем корректно. А точнее, не дают четкого объяснения причин высокого давления в антициклонах и низкого в циклонах. Почему возникает именно такая разность в атмосферном давлении в циклонических образованиях и как она образуется? Вот об этом данная статья.

Предварительно необходимо напомнить общие характерные черты названных вихрей.

В антициклонах практически нет фронтов, барические[1] градиенты и ветры внутри антициклонов весьма слабы, а на поверхности Земли возможны штили. В связи с нисходящим движением воздух в антициклоне не насыщается влагой, не происходит облакообразование, преобладает малооблачная и сухая погода. Движение воздушных масс связано с противоградиентным вытеканием их в слое трения от центра к периферии.

В зимний период наблюдаются обширные антициклонические образования над Монголией, в Сибири, Антарктидой. В данных районах продолжительное время преобладает высокое атмосферное давление. С морозным воздухом вроде бы понятно, подсказывает опыт с открытой форточкой – он сильнее притягивается землей. Но почему в летний период в антициклоне конвективные потоки воздуха идут наоборот, не вверх, а вниз? Хотя, казалось бы,  присутствуют все предпосылки для восходящих потоков: стоит жаркая погода, безветрие, поверхность земли нагревается, а сам антициклон распространяется на тысячи километров (до 3-4 тысяч км).

Посмотрим на рисунок 1[1].

 

Рис. 1

Данный рисунок прекрасно иллюстрирует происходящее в антициклоне процессы. В центре антициклона высокое давление, вызванное оседанием воздуха, который, в приземной области, медленно закручивается и постепенно выдавливается на периферию. Направление вращения противоположно циклоническому, в северном полушарии – по часовой стрелке и против часовой стрелки – в южном.

От продолжительного воздействия антициклона может возникнуть засуха, потрескаться земля, пересохнуть мелководные водоемы.

Возникает вопрос, почему в этих условиях конвективный поток инвертирован и возникает высокое давление? Каждый из нас прекрасно знает, что благодаря конвективным потокам, нагретый воздух всегда поднимается вверх. В детстве мы все ходили в походы и наблюдали картину, когда в ночном небе, над разгоревшимся костром, взлетали тысячи светящихся искр и пропадали в вышине за пределом человеческого видения. С подбрасыванием новой порции дров и хвороста картина повторялась с новой силой.

Возьмем второй пример: любители русской бани наблюдали аналогичную картину в парной, когда кружка вылитой воды на горячие камни, вызывала визуально видимый выброс пара к потолку, где он постепенно растекался в разные стороны, а затем, охлаждаясь, медленно опускался вниз, заставляя своим теплом прикрывать голову.

Существуют две главные теории. 1) Конвекционная теория объясняет появление циклонических или антициклонических вихрей, как результат первичного местного нагревания или охлаждения [2]. 2) Адвективно-динамическая теория говорит, «что изменение давления происходит в результате действия двух факторов: изменения давления в результате горизонтального переноса (адвекции) масс воздуха, и изменения давления, происходящего за счет отклонения действительного ветра от градиентного (агеострофичности). Первая составляющая была названа адвективной, вторая – динамической» [3].

В тоже время авторы указанных источников ссылаются на то, что «до настоящего времени еще не создано теории, достаточно полно описывающей сложный процесс изменения атмосферного давления».

Да, действительно, в атмосфере Земли идут довольно сложные процессы, связанные с изменением давления и перемещением воздушных масс. Особенно сложные перемещения идут в циклонических вихрях. Управляет всеми этими процессами наше светило – Солнце.

Но вернемся к антициклонам и, применив гипотезу фотонно-квантовой гравитации (см. «Гравитация – это свет») и превращении фотона в крафон[2] (см. «Броуновское движение»), легко разберемся с погодой в антициклонах.

В антициклоне в дневное время происходит нагрев земной поверхности, в связи с этим, увеличивается интенсивность электромагнитного излучения – крафонов Земли, которые с большей частотой и энергией начинает обстреливать атмосферу. В приземной области воздушного бассейна находятся преимущественно двухатомные молекулы тяжелых газов: азот N₂, кислород О₂, углекислый газ СО₂. Молекулы воздуха, поглощая электромагнитное излучение, трансформируют это излучение в виде вторичного излучения – крафонов с импульсами придачи.

При попадании крафона Земли в электромагнитное поле действия того или иного атома молекулы воздуха, происходит гравитационное взаимодействие (притяжение) между данными полями. После чего молекула получает импульс движения в сторону земной поверхности. В свою очередь, атом молекулы от полученной энергии «перегревается» (возбуждается), и испускает свою электромагнитную волну – крафон. Данный крафон испускается по градиенту, т.е. в направлении наибольшего перепада температуры. Учитывая, что молекулы в основном двухатомные, то в зависимости от того какой из атомов получит квант энергии, верхний или нижний, относительно земной поверхности, соответственно, от его местоположения, преимущественно нормально оболочке молекулы, будет испущен вторичный крафон.

Рассмотрим картину, представленную на рис. 2, где показана молекула кислорода в трех положениях.

Рис. 2

Земля, обладая энергией, постоянно испускает тепловые крафоны, которые устремляются в атмосферу по векторам А и эпизодически попадают в молекулу О₂.

На рис. 2а атомы расположены на равноудаленном расстоянии от земной поверхности. В этом состоянии оба атома находятся в условиях, когда каждый из них может быть равноценной мишенью. В данном случае, каждый из них может отстрелить свой крафон, в горизонтальном или близком к этому направлению, квант энергии, соответственно, в этом направлении и будет продолжено движение молекулы с импульсом придачи. Из представленного рисунка видно, что молекула кислорода может предпочесть горизонтальное направление движения по векторам В₁ либо В₂. Данное положение молекул мы рассматриваем только с целью понимания, что молекула всегда взаимодействует с крафоном Земли, получает от него короткий импульс притяжения (на рисунке не показан). Короткий потому, что взаимодействие полей происходит на малом отрезке времени, после чего молекула отстреливает свой крафон с импульсом придачи, по вектору которого и устремляется. Более подробно данный процесс описан в статье: «Почему не падают облака» [4].

В данной момент нас интересуют только направленные движения молекул воздуха к поверхности Земли либо от нее. На рис. 2b, молекула развернута к земной плоскости под углом 45⁰. В этом положении атом №1 затенен от излучения Земли на 1/3 своего диаметра, поэтому поглотителем земного излучения, в большинстве случаев, является атом №2. После возбуждения его крафон будет направлен преимущественно, в сторону Земли, по вектору B₄. Возможность атома №1 получить квант энергии меньше, чем у его собрата, но эта возможность не исключается и когда такое происходит, то молекула, после отстрела крафона данным атомом, будет двигаться по вектору B₃.

На рис. 2с атом №1 затенен, поэтому приемником и излучателем выступает атом №2. Данный атом поглощает излучение земного кванта и переходит в возбужденное состояние, при этом сам отстреливает вторичный крафон с импульсом придачи. После чего молекула устремляется по вектору В₅, в данном случае, к поверхности Земли.

Анализ показал, что нижний атом молекулы, направленный на Землю, будет чаще получать энергию и излучать ее, соответственно, в этом направлении будет больший поток крафонов–импульсов движения данной молекулы. В этом направлении и будет преимущественное направление молекул воздуха, т.е. на Землю. Вот так в антициклонах возникает ответная реакция со стороны воздушных масс, крафоны которых с большей частотой обстреливают Землю и под воздействием импульсов придачи, сближаются с ней. Атмосферное давление возрастает.

Верхний атом, по отношению к горизонтали Земли, может получить фотон от облаков, рельефа местности, зданий, деревьев и даже травы, а также от соседних молекул; в том же направлении будет направлен и его ответный крафон.

В зимние периоды, в морозную погоду ситуация не меняется, все процессы идут по тому же сценарию. Возьмем Сибирь с ее «шапкой» холода – Верхоянск, Оймякон или, так называемый азиатский обширный антициклон, центр которого расположен над Монгольским плато. Температура на данной территории порой опускается ниже -50? С, это – зимний барический максимум. Такие барические области оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат значительных территорий. Верхние слои атмосферы сильно выхолаживаются и под действием электромагнитного излучения начинают подтягиваться к Земле. В результате плотность в приземном слое начинает повышаться. Процесс обмена тепловой, гравитационной энергией между поверхностью Земли и молекулами воздуха проходит по принципу, описанному выше. Нижние атомы, расположенные ближе к Земле, всегда получают кванты энергии чаще верхних, поэтому молекулы воздуха стремятся приблизиться к земной поверхности. Отсюда повышенное давление в антициклоне.

По этой же причине атмосфера не может оторваться от планеты Земля. Если планета менее энергонасыщена, например Марс, то он и не может удержать легкие молекулы.

Циклоны

Циклон или барометрический минимум – область пониженного давления, по сравнению с окружающими районами. Понижение давления в центральной части циклонической области увеличивает градиент давления, что приводит к усилению ветра. Возникают вертикальные градиенты, по которым конвективные потоки поднимаются вверх. В таких очагах интенсивной конвекции образуются мощные кучевые и кучево-дождевые облака, При установившемся движении воздушные массы перемещаются вдоль изобар против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии. На динамику такого вращения накладывается силы Кориолиса, связанные с суточным вращением Земли. Такое движение воздуха вдоль изобар носит название градиентного ветра (рис. 3).

Что происходит? Дождевые облака задевают макушки высоких деревьев, моросит дождь, температура понижается, казалось бы, по логике, атмосферное давление должно возрастать, а оно понижается.

 

Рис. 3

На самом деле происходит следующее. При обширном циклоне атмосферное давление воздуха понижается. Солнечное излучение (фотонное) до Земли практически не доходит, оно рассеивается и поглощается водяными парами в верхних слоях атмосферы и в облаках, тем самым, нагревая их. Происходит ответная реакция, они начинают больше испускать квантов – крафонов в сторону Солнца. За счет этого земная атмосфера поднимается над Землей. В то же время земная поверхность охлаждается, уменьшается количество испущенных крафонов с ее поверхности, атмосфера  разрежается и давление уменьшается. Атмосфера поднимается вверх.

Вывод

Циклоны и антициклоны – природные явления, которые являются следствием динамических процессов, происходящих в атмосфере Земли под управлением Солнца. В антициклонах за счет краснофотонного излучения Земли создается повышенное давление и нисходящий поток воздуха. В циклонах, наоборот, солнечные фотоны перехватываются облаками, излучение Земли уменьшается, атмосферное давление понижается.

 

Источники

 

1. Фестиваль педагогических идей, http://festival.1september.ru/articles/506981/
2. Гуральник И.И., Дубинский Г.П., Мамиконова С.В., Метеорология, Гидрометеоиздат, Л., 1982.
3. Матвеев Л.Т., Курс общей метеорологии, Гидрометеоиздат, Л., 1984.
4. Ершов Г.Д., Почему не падают облака, http://gennady-ershov.ru/na-zemle/pochemu-ne-padayut-oblaka.html#more-1305
5. Вайсберг Дж, Погода на Земле, Гидрометеоиздат, 1980.
6. Елагина Л.Ф., урок по теме «Атмосферные фронты, циклоны, антициклоны»
7. Любославский Г., Значение слова «Циклоны и антициклоны» в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона.2008.
8. Погосян Х.П., Туркетти З.Л., Атмосфера земли, Просвещение, Л., 1970.
9. Форрестер Ф., Тысяча и один вопрос о погоде, Гидрометеорологическое издательство, Л., 1968.
10. Циклоны и антициклоны, Ж. «Наука и жизнь», №3, 2008.

Назад  Вперед

[1] Барический градиент – вектор, характеризующий степень изменения атмосферного давления в пространстве.

[2] Крафон – красный фотон