Водовороты на морях происходят от встречи двух течений: массы воды в месте встречи течений приходят в вращательное движение, образуя воронку, попадать в которую избегают суда, чтобы не быть разбитыми в щепы.
Атмосферу нашей планеты тоже можно рассматривать как воздушный океан, массы которого не остаются покойными, а движутся по разным направлениям. В месте встречи двух противоположных воздушных течений тоже образуются вихри, которые обычно носят название «циклонов».
Но поперечник этих воздушных вихрей достигает многих десятков и даже сотен километров.
В миниатюре мы можем наблюдать то, что в грандиозных явлениях происходит в настоящем циклоне, — в пыльном вихре, кружащемся летом на дороге. Он рождается от двух потоков воздуха, столкнувшихся в своем движении и закруживших в своем вращательном движении пыль, листья, щепки, даже более крупные предметы.
Представьте себе два более мощных потока воздуха, захватывающих огромное пространство; один — явившийся из нагретых южных стран, другой — из приполярных областей. Оба потока в месте встречи образуют вихрь. Представьте теперь, что один из потоков, например, южный будет сильнее. Воздух в образовавшемся вихре, под влиянием вращения Земли вокруг оси с запада на восток, начнет устремляться справа налево или, как говорят, «против часовой стрелки», мы — наблюдатели — на дне такого вихря будем видеть возникновение и усиление ветров южных и юго-западных, если воздушный вихрь пройдет над нами юго-восточной своей
частью; наоборот, если он пройдет над нами северо-западной своей частью, ветры будут слабее, но холодные — с северо-востока, севера и востока. Этот воздушный вихрь и носит название циклона, если размеры его достигают десятков и более километров, но только в нем не наблюдается настоящего круговращения как в обыкновенном вихре. Прежде всего характерно для циклона то, что его можно разделить на две не смешивающиеся части: юго-восточную — с теплым током воздуха, и северо-западную — с холодным током. Можно провести даже границы между этими двумя частями циклона и двумя основными потоками воздуха в нем, — справа это будет так называемая «направляющая линия», по которой обычно следует циклон с запада на восток. Она носит название теплого фронта. Левая линия шквалов носит название холодного фронта. Посмотрим, что будет происходить на этих разделах. Теплые потоки воздуха на линии «направляющей», встретившись с поперек им идущими холодными потоками, вынуждены будут уступить их преграде, потому что теплый воздух легче холодного. Накопляясь здесь, потоки теплого воздуха начнут вследствие этого вытесняться вверх и натекать поверх холодных потоков. Это и есть то, что обычно называют восходящими токами. Восходящие токи, продолжая свой путь поверх холодных, образуют большую облачность, так как вместе с теплом несут и большое количество паров. Поэтому здесь возникают осадки и грозовые явления, которыми так характерен циклон в передней своей части. На линии же холодного фронта мы увидим обратное явление. Там холодные массы воздуха наталкиваются на поперечное им теплое течение и, будучи тяжелее теплых, начнут опускаться книзу и внедряться под теплое течение. Поэтому, с одной стороны, здесь температура станет падать, с другой же стороны — поднятые холодным воздухом кверху теплые потоки дадут кратковременную, прерывающуюся облачность и осадки. Здесь будет происходить борьба между теплом и холодом, дождем и прояснением. Это — тот тип погоды, который обычно наблюдается после прошедшего обложного циклонического дождя и который характеризуется названием «шквалов». Что же касается северной части циклона и главным образом северо-западной, то там будет сравнительно ясное небо при пониженной температуре.
Тепловой сектор циклона, заключенный между теплым и холодным фронтами, редко бывает столь широким. Чаще всего он сужается, и иногда это сужение достигает полного слияния теплого и холодного фронтов.
Массы воздуха, заключенные между таким сомкнутым (нейтральным) фронтом, тогда вытесняются в более высокие слои тропосферы. Этим обычно заканчивается жизнь циклона, и, как говорят, он Окклюдируется. Окклюзия — значит пленение или отъединение масс теплого воздуха вверх от притекающих с обеих сторон сектора холодных или менее нагретых масс воздуха соседних частей циклона, и температуры в циклоне постепенно выравниваются.
Мы представили себе в начале два мощных потока воздуха, северный и южный, дав перевес по силе второму, — и получили циклон. Теперь представим себе обратное состояние, когда северный поток перевешивает по силе южный. Очевидно, движение ветров в этом образовании будет тогда противоположное циклону — слева направо, по часовой стрелке. Такое образование носит название «антициклона».
В то время как в циклоне главное значение имел поток теплого воздуха, внедряющийся в него, в антициклоне происходит обратное: главная роль принадлежит там холодному течению, которое вытесняет теплый, более легкий воздух.
Мы взяли в обоих случаях типичный вид циклона и антициклона с движением их с запада на восток в северном полушарии. Для южного полушария движение, распределение и значение ветров в этих образованиях будут обратными. Но и в нашем полушарии не всегда циклон непременно движется с запада на восток, а иногда может спускаться с севера на юг или подниматься с юга на север. Предлагаем читателю подумать и решить вопрос, где в таком случае в циклоне будет направляющая линия и где линия шквалов, и будут ли в нем ветры иметь такое же значение, как в разобранном случае.