Co to są cyklony pozatropowe? Definicja, przyczyny i skutki
Cyklony pozatropowe: definicja, przyczyny i skutki — jak powstają, jakie niosą zagrożenia (wiatr, opady, burze) oraz praktyczne wskazówki chroniące przed skutkami.
Typem cyklonu jest cyklon pozatropowy (zwany również cyklonem o średniej szerokości geograficznej). Jest to rozległy, niskociśnieniowy układ atmosferyczny, któremu towarzyszą chmury, deszczem i silnym wiatrem. Pozatropowe cyklony najczęściej powstają i przemieszczają się w rejonach między szerokościami geograficznymi 30°–60° od równika. Nie są to tożsame z cyklony tropikalne ani z prostymi ośrodkami niskiego ciśnienia stref polarnych — mają odrębną strukturę i mechanizmy napędzające.
Jak powstają i co je napędza?
Główną przyczyną powstawania pozatropowych cyklonów jest niestabilność barokliniczna: różnice temperatur między masami powietrza (np. między chłodnym powietrzem polarnym a cieplejszym powietrzem subtropikalnym) oraz obecność silnego prądu strumieniowego (jet stream) w wyższych warstwach troposfery. W skrócie:
- na styku różnych mas powietrza formuje się ośrodek niskiego ciśnienia,
- górne układy (np. zatoki i grzbiety w prądzie strumieniowym) wspomagają wzrost wiru i konwergencję przy powierzchni,
- rozwój frontów atmosferycznych (ciepłych i zimnych) powoduje koncentrację opadów i wzmocnienie wiatru.
Budowa i typowe cechy
Pozatropowy cyklon ma z reguły kształt okrągły lub owalny i może osiągać setki do ponad 1000 km średnicy. Na półkuli północnej układ ten zwykle obraca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. W strukturze wyróżnia się front ciepły i front zimny, które łączą się z ośrodkiem niskiego ciśnienia.
W centrum cyklonu często występuje silne zachmurzenie i rozległe strefy opadów; poza tym w strefie frontu ciepłego obserwuje się dłuższe, łagodne opady i zamglenia, natomiast za frontem zimnym występują gwałtowniejsze zmiany pogody: spadek temperatury, wzrost prędkości wiatru i intensywne opady, niekiedy śniegu.
Skutki pogodowe
Pozatropowe cyklony przynoszą szerokie spektrum zjawisk:
- silne porywy wiatru, wichury i sztormy nad morzem,
- obfite opady deszczu, a w chłodniejszym sezonie śniegu i zawiei,
- lokalne burze, czasem z tornada i gradem,
- podtopienia i zalania w obszarach przybrzeżnych i rzecznych,
- zakłócenia transportu (lotniczego, morskiego, drogowego) oraz uszkodzenia infrastruktury.
Transformacja tropikalna i przykłady
Niektóre pozatropowe cyklony powstają z tropikalnych układów, które tracą cechy tropikalne po wejściu nad chłodniejsze wody lub w zetknięciu z aktywną cyrkulacją atmosferyczną. Taka transformacja nazywana jest ekstratropikalizacją — cyklon może osłabnąć, zachowując oko, lub ponownie się wzmocnić w formie pozatropowej. Przykładem jest fakt, że europejskie wichury często rozwijają się, gdy wiatr z północno-zachodniej części Atlantyku przenosi układy nad Europę, a nor'eastery uderzają w północno-wschodnią Amerykę Północną, zwłaszcza późną jesienią i zimą.
Kiedy nor'easter szybko pogłębia się (spadek ciśnienia o więcej niż jeden milibar na godzinę), mówi się o tzw. bombie meteorologicznej (bombogenesis). W przeszłości zdarzało się, że układ wywodzący się z huraganu był już ekstratropowy, lecz zachowywał siłę huraganu — przykład: Hurricane Hazel, który jako układ o sile huraganu uderzył w okolice Toronto.
Etapy rozwoju cyklonu
Przebieg życia pozatropowego cyklonu można opisać w kilku etapach:
- inicjacja — powstanie ośrodka niskiego ciśnienia na granicy mas powietrza;
- wzmacnianie — rozwój frontów i głębsze spadki ciśnienia, silniejsze wiatry i rozległe opady;
- occlusion (zatkanie) — zimny front dogania front ciepły, tworząc front zatokowy (tzw. zatkany front), co prowadzi do mieszanych cech pogodowych;
- wypełnianie i zanik — ostateczne wypełnienie ośrodka powietrzem, wzrost ciśnienia i wygaszanie aktywności cyklonu.
Rodziny cyklonów i sezonowość
Pozatropowe cyklony często pojawiają się w seriach zwanych "rodzinami cyklonów" — pas trzech lub czterech układów w różnych fazach rozwoju przesuwających się wzdłuż równoleżników. Największa aktywność przypada zwykle na pory roku z ostrzejszymi kontrastami termicznymi — jesień i zima na środkowych szerokościach geograficznych.
Prognozowanie i przygotowanie
Wczesne ostrzeganie o pozatropowych cyklonach opiera się na analizie pól geopotencjału, prądów strumieniowych, sondowaniach pionowych i modelach numerycznych. Dla społeczeństwa ważne są:
- uwaga na ostrzeżenia meteorologiczne i komunikaty służb,
- zabezpieczenie mienia przed silnym wiatrem,
- świadomość zagrożenia powodziowego przy intensywnych opadach,
- przygotowanie na możliwe przerwy w dostawach energii i utrudnienia w komunikacji.
Podsumowując: cyklony pozatropowe są kluczowymi układami pogodowymi średnich szerokości geograficznych — mają duży zasięg i mogą przynosić gwałtowne, uciążliwe warunki pogodowe. Zrozumienie ich budowy i mechanizmów rozwoju pozwala na lepsze prognozowanie i ograniczanie skutków ich oddziaływania.
Pozatropowe pozostałości po huraganie Cristobal (2014)
Potężny cyklon pozatropiczny nad północnym Pacyfikiem w styczniu 2018 r., z cechą podobną do oczu i długim zimnym frontem rozciągającym się na tereny tropikalne.
Cyclone Oratia pokazująca kształt przecinka typowy dla pozatropowych cyklonów, nad Europą w październiku 2000 roku.
Godne uwagi burze
Gwałtowny sztorm podczas wojny krymskiej 14 listopada 1854 r. rozbił 30 statków i zapoczątkował wstępne badania w zakresie meteorologii i prognozowania w Europie. W Stanach Zjednoczonych burza z okazji Dnia Kolumba w 1962 r., jedna z wielu wichur na północno-zachodnim Pacyfiku. Huragan Sandy również stał się pozatropowy przed wyjściem na ląd.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest cyklon pozatropikalny?
O: Cyklon pozatropikalny to rodzaj dużego obszaru pogodowego o niskim ciśnieniu z chmurami, deszczem i silnym wiatrem, który występuje na obszarach między 30° a 60° od równika.
P: Czym różni się cyklon pozatropikalny od cyklonów tropikalnych lub obszarów niskiego ciśnienia w strefie polarnej?
O: Cyklony ekstratropikalne nie są tym samym, co cyklony tropikalne lub obszary niskiego ciśnienia w strefie polarnej. W rzeczywistości są to liczne masy zimnych i ciepłych frontów, które wytwarzają deszcz, silny wiatr, a czasami tornada, a nawet grad.
P: W którym kierunku skręcają cyklony pozatropikalne na półkuli północnej?
O: Cyklony pozatropikalne na półkuli północnej obracają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
P: Jaki kształt ma zazwyczaj cyklon pozatropikalny?
O: Kształt cyklonu pozatropikalnego jest zazwyczaj okrągły lub owalny, a jego średnica wynosi zazwyczaj około 1000 km.
P: Co może się stać, kiedy burza tropikalna staje się słaba, ale nie umiera, kiedy przemieszcza się nad zimną wodą?
O: Gdy burza tropikalna staje się słaba, ale nie ginie podczas przemieszczania się nad zimną wodą, może stać się burzą pozatropikalną, która może być nawet silniejsza niż wcześniej. Nadal może mieć oko (miejsce w środku cyklonu tropikalnego, które nie jest tak wietrzne, pochmurne lub deszczowe).
P: Jak powstają europejskie wichury?
O: Wichury europejskie powstają, gdy wiatry z północno-zachodniej części Atlantyku przenoszą je bardziej na wschód i północ w kierunku Europy.
P: Jak powstają orkany?
O: Nor'easters często uderzają w północno-wschodnią część Ameryki Północnej i powstają, gdy jest zimno, najczęściej późną jesienią. Wiatr z zachodniej części Atlantyku przemieszcza je na północ, dzięki czemu stają się silniejsze i zrzucają śnieg na obszary, do których się przemieszczają.
Przeszukaj encyklopedię