Введение

Полярный циклон – это мезомасштабная, кратковременная система атмосферного низкого давления (депрессия), которая формируется над океаническими районами к северу от основного полярного фронта в Северном и Южном полушариях, а также в Японском море. Обычно такие системы имеют горизонтальный размер менее 1000 км и существуют не более двух дней. Они относятся к более широкому классу мезомасштабных метеорологических систем. Полярные циклоны сложно обнаружить с помощью стандартных метеорологических сводок, и они представляют опасность для деятельности в высоких широтах, такой как судоходство и работа на нефтегазовых платформах. Эти явления также известны под другими названиями, такими как полярный мезомасштабный вихрь, арктический ураган, арктический циклон и депрессия холодного воздуха. В настоящее время термин "полярный циклон" обычно используется для обозначения наиболее интенсивных систем, в которых скорость ветра вблизи поверхности земли достигает как минимум 17 м/с (38 миль/ч).

История

Полярные минимумы впервые были обнаружены на метеорологических спутниковых изображениях, появившихся в 1960-х годах, которые выявили множество мелкомасштабных облачных вихрей на высоких широтах. Наиболее активные полярные минимумы формируются над определенными незамерзающими морскими районами в Арктике или вблизи нее зимой, такими как Норвежское море, Баренцево море, Лабрадорское море и залив Аляска; однако полярные минимумы также наблюдались в Японском и Охотском морях. Полярные минимумы быстро ослабевают при выходе на сушу. Антарктические системы, как правило, менее интенсивны, чем их северные аналоги, поскольку разница температур воздуха и моря вокруг континента обычно меньше. Тем не менее, над Южным океаном можно встретить мощные полярные минимумы.

Структура

Полярные минимумы могут проявляться на спутниковых снимках в виде самых разнообразных облачных образований, однако выделяют две основные категории. Первая – "спиралевидная" структура, состоящая из нескольких облачных полос, охватывающих центр минимума. Некоторые полярные минимумы на спутниковых снимках выглядят как тропические циклоны, с мощными кучево-дождевыми облаками, окружающими ясную "око". Это послужило причиной использования термина "арктический ураган" для описания наиболее активных минимумов. Такие системы чаще встречаются в глубине полярных воздушных масс. Вторая категория – "запятообразная" структура, которая чаще наблюдается у систем, расположенных ближе к полярному фронту.

Формирование

Полярные минимумы формируются по ряду различных причин, и на спутниковых снимках наблюдается целый спектр таких систем. Некоторые минимумы развиваются на горизонтальных температурных градиентах из-за бароклинной неустойчивости и могут выглядеть как небольшие фронтальные углубления. С другой стороны, существуют полярные минимумы с обширными кучево-дождевыми облаками, которые часто связаны с холодными ядрами в средней и верхней тропосфере. Зимой, когда холодные минимумы с температурой в средних слоях тропосферы до -45 °C (49 °F) перемещаются над открытой водой, формируется глубокая конвекция, что делает развитие полярных минимумов возможным (обычно полярные минимумы возникают при вырывах холодного воздуха).

Частота и воздействие

Хотя циклоническая активность наиболее распространена в Евразийской Арктике, где зимой формируется около 15 циклонов, полярные циклоны также встречаются в Гренландии и Канадской Арктике. Полярные циклоны возникают в течение продолжительного зимнего сезона, а летом наблюдаются редко. Они мало изучены и редко бывают разрушительными, поскольку обычно формируются в малонаселенных районах. Единственным ущербом инфраструктуре, возникающим непосредственно из-за полярного циклона, является повреждение нефтяных и газовых платформ в Антарктическом океане (иногда называемом Южным океаном). Некоторые грузовые и транспортные суда также подвергаются воздействию, однако в последние годы поступает мало или совсем нет сообщений о потерях, вызванных полярными циклонами. Несмотря на более южное расположение, каждый год над Японским морем формируется множество полярных циклонов из-за зоны конвергенции полярных воздушных масс Японского моря (JPCZ), обусловленной холодным ядром в верхних слоях атмосферы и теплым течением Цусима. Они могут оказывать серьезное воздействие на Японию из-за близости к густонаселенным районам, вызывая сильные ветры и обильные снегопады. 28 декабря 1986 года семь пассажирских вагонов железнодорожного поезда были сдуты с виадука Амарубе из-за полярного циклона, что привело к гибели шести человек.

Прогнозирование

Полярные минимумы крайне сложно прогнозировать, поэтому часто применяется метод оперативного прогноза (nowcasting), при котором эти системы перемещаются вместе со средними тропосферными потоками. Численные модели прогноза погоды только сейчас достигают необходимого горизонтального и вертикального разрешения для адекватного представления этих явлений.