Атмосферный фронт – определение, описание, формирование погоды

Атмосферный фронт — описание, признаки и особенности формирования погоды

Формирование атмосферного фронта и погоды зависит от движения воздуха в нижних слоях атмосферы. Воздушные потоки разной температуры при встрече образуют пограничные зоны, которые называются фронты. Сформированные полосы располагаются над огромными территориями Земли и тянутся вверх до конца тропосферы. В этих местах наблюдается изменение погодных условий.

Процесс образования

В процессе перемещения воздушных масс происходит встреча теплых и холодных течений. Скорость их прохождения может колебаться в широких пределах. Временами она достигает величины 30−35 км/час. Полоса соприкосновения потоков воздуха называется атмосферным фронтом. Его плоскость по отношению к Земле наклонена под углом. Ширина фронта колеблется в пределах 500−900 км, а длина может достигать 2000−3000 км.

Граница фронтов неровная, она изменяется в зависимости от текучести воздушных потоков. При столкновении масс теплый воздух вытесняется холодным и поднимается. В местах столкновения двух потоков из-за конденсации паров образуются облака. Вот почему здесь начинается активное выпадение осадков.

Типы фронтов

В зависимости от температуры воздушных масс фронты бывают нескольких видов. Каждый из них отличается своими характеристиками. Их название и краткое описание представлено в таблице:

Название Краткая характеристика
Теплый Формируется в месте преобладания теплого воздуха над холодным
Холодный Устанавливается в том районе, где холодный воздух располагается снизу под теплым
Малоподвижные и стационарные Так называются воздушные массы, которые стоят неподвижно и не смещаются в стороны
Фронт окклюзии Это явление, наблюдаемое при столкновении теплых и холодных воздушных масс. При этом первые потоки поднимаются

Формирование атмосферных фронтов происходит из-за неустойчивости погоды. Они могут устанавливаться в любой точке земного шара, в том числе и России.

Теплая полоса

Наблюдается в том районе, где холодный воздушный поток смещается, уступая место теплому. Нагретые воздушные массы занимают большую территорию. Со временем они поднимаются. Какова бы ни была температура воздуха, она постепенно снижается. В результате начинается конденсация водяного пара. Это приводит к формированию облаков.

Признаки образования теплого фронта носят следующий характер:

  • Резкое уменьшение давления в сторону понижения.
  • Повышение температуры окружающей среды.
  • Появление перистых облаков.
  • Усиление ветра.
  • Начинаются выпадение осадков разной степени интенсивности.

    Как только дождь заканчивается, наступает недолгое потепление. Затем холодные массы приносят холод.

    Агрессивный холодный

    Холодный воздух, двигаясь в направлении теплого потока, занимает его место, располагаясь под ним. Это может происходить медленно или с высокой скоростью. С холодным атмосферным фронтом связана погода. Его приближение сопровождается следующими признаками:

  • Наблюдается резкое понижение давления.
  • На небе начинается образование кучевых облаков.
  • Ощущаются порывы сильного ветра, который постоянно меняет свое направление.
  • Начинается продолжительный дождь, часто с градом и грозой.
  • Температура окружающего воздуха резко падает.

    В этот момент может начаться настоящая буря с сильным ветром и шквальным дождем. Наблюдая за атмосферным фронтом, можно увидеть, что за этой полосой идет прояснение.

    Малоподвижные стационарные

    Воздушные потоки, которые стоят на месте и не смещаются в сторону, называются стационарными. Обычно они формируются в местах глубоких ложбин. Образование облаков идет примерно такое же, как и при приближении теплой полосы. Часто наблюдается выпадение осадков. Атмосферное давление практически остается без изменений, а ветер не меняет своего направления.

    При этом возможны волновые возмущения. Проходят они быстро вдоль всего фронта. В этот момент времени возможно образование циклона. Когда это происходит в осенний и весенний периоды, то наблюдается усиление грозовой активности. Реже ливневые шквалы налетают летом.

    Явление окклюзии

    Чтобы разъяснить понятие окклюзии, нужно знать, что в этом процессе участвуют 2 холодные массы и 1 теплая. При их столкновении теплые воздушные потоки поднимаются. В зависимости от того, в какой последовательности располагаются 2 холодные массы, окклюзии разделяются на 2 типа:

  • Теплая. Происходит в том случае, когда заднее холодное течение имеет более высокую температуру, чем второе — низкотемпературное, находящееся перед теплым воздушным потоком. В соответствии с законами физики теплый поток воздуха вытесняется вверх. При этом заднее холодное течение натекает на переднюю воздушную массу.
  • Холодное. Происходит тогда, когда холодное течение, расположенное сзади, имеет более низкую температуру, чем стоящая впереди него первая низкотемпературная масса. Теперь теплый воздушный поток снова поднимается, а заднее холодное течение заходит под переднюю холодную массу.

    Ухудшение погоды начинается во время смыкания потоков. В это время происходят ливневые дожди и сильный ветер, который постепенно ослабевает.

    Циклоны и антициклоны

    В результате неравномерности распределения воздуха формируются зоны высокого и низкого давления. Если на участке наблюдается избыточное количество воздуха, то в этой зоне присутствует высокое давление. Те места, где воздуха меньше, называются зонами низкого давления. По законам природы происходит перетекание воздушных масс из мест с высоким давлением в зоны низкого. Выражается это в возникновении ветра.

    Читайте также:
    Пустыни и полупустыни климат и географическое положение, животный мир зоны пустынь, растительность с названиями и описанием, какую территорию занимает пустыня в России

    Отсюда появилось такое понятие, как циклон. Его можно охарактеризовать как воронку с низким давлением, куда затягивается воздух из мест, где его в избытке.

    Как следствие, существует определение антициклона. Это ветер, возникающий по причине вытеснения воздуха из зоны высокого давления в места с низким его содержанием.

    География движения воздуха

    В соответствии с существующими климатическими зонами наука сумела установить, какие существуют разновидности атмосферных фронтов на каждой из территорий. По географическому признаку они разделяются на:

  • Арктический. Он отделяет холодный воздух Арктики от умеренного на рядом лежащих территориях.
  • Полярный. Находится между умеренными воздушными потоками и тропическими.
  • Тропический. Располагается между воздушными тропическими массами и экваториальными.

    В зависимости от географии земной поверхности изменяется конфигурация линии атмосферного фронта. Например, происходит его деформация во время переваливания через высокие горные хребты.

    Составление прогноза погоды — очень сложная процедура. Вызвано это изменчивостью поведения воздушных масс. Только кропотливым трудом синоптикам удается правильно составлять графики воздушных течений.

    Атмосферный фронт

    Атмосферный фронт приносит непогоду. Образование фронтов происходит при встрече и соприкосновении воздуха с различающейся температурой. Эти встречи чаще происходят в нижних атмосферных слоях, иногда достигая тропосферы, распространяясь на многие километры.

    ↑ Определение

    Переходная зона, образующаяся при встрече холодных и тёплых потоков воздуха – это атмосферный фронт. Высота этой области 3-7 тысяч метров. Ширина фронта над Землёй распространяется на 100 тысяч м, в длину фронт тянется на 2, 5 тысяч километров. Плоскость атмосферного фронта называется фронтальной поверхностью. Там, где эта поверхность пересекается с земной плоскостью, проходит линия фронта.

    ↑ Виды атмосферного фронта

    Показатели воздушных потоков различаются температурой, увлажнённостью, запылением. Так же различное давление. Потоки воздуха делятся на виды.

    • К стационарным фронтам относятся фронты с не смещающейся воздушной массой. Место расположения таких фронтов – ложбина, седловина или на антициклонной периферии. Стационарный фронт сопровождают перисто-слоистая, слоистая и слоисто-дождевая облачность. В летние месяцы небо затягивают кучево-дождевые облака. Ветер и давление не изменяются, причём ветер тише в холодной части. Узкая полоса фронта накрывается обложным дождём.
    • У движущихся фронтов воздушные потоки перемещаются в сторону холодного или тёплого воздуха. При этом скорость перемещения составляет 30-40 километров за час перпендикулярным положением по отношению к фронтовой линии.
    • С фронтами окклюзии связано смыкание зон тёплых и холодных фронтов с образованием соответствующего типа.
    • Соприкосновение арктического, умеренного и тропического воздушного потока сопровождается сильными климатическими фронтами. Там, где произошло соприкосновение арктического и умеренного воздуха, формируется арктический фронт (области севера). Умеренный и тропический воздух способствует рождению полярного умеренного фронта на жарких территориях.

    ↑ Атмосферный фронт теплый и холодный

    Чтобы определить, состояние приближающегося фронта, стоит обратить внимание, куда направлена воздушная масса, которая двигается вдоль границ в переходной зоне. При этом фронтальная поверхность, между тёплым и холодным воздухом, наклонена с усилением наклона к холодному потоку, который расположен снизу.

    Тёплые слои воздуха лёгкие и размещаются сверху фронтальной поверхности. Образование тёплого фронта происходи с натеканием тёплого потока на холодную массу воздуха, со смещением фронтальной линии к холоду. Образование тёплого фронта связано с выпадением осадков, слабой видимостью и с дальнейшим потеплением.

    С подтеканием холодных слоёв воздуха под тёплые потоки, происходит формирование холодного фронта со смещением фронтовой линии к теплу, вытесняемому кверху. Фронт движется быстро и вызывает непогоду. Чаще рождается в циклонах. Медленно надвигающийся фронт образуется по краям циклонов или антициклонов.

    ↑ Как атмосферный фронт влияет на погоду

    Формирование фронтов связано с повышенной облачностью, дождями или снегопадом. Происходит интенсивное изменение показателей барометра, ветер дует в другом направлении и усиливается. С наступлением тёплого фронта происходит медленный подъём воздуха. Охлаждённый наверху, он превращается в капельки воды, которые собираются перистыми и перисто-слоистыми облаками – многокилометровыми полосами-предвестниками близкого ненастья.

    Облака медленное превращаются в слоисто-дождевые тучи, под которыми располагаются разорванно-дождевые и разорванно-слоистые облака. Слоисто-дождевые облака проливаются длительным моросящим дождём, переходящим в ливень. Это ненастье понижает давление, происходит усиление ветра. Когда ветер заканчивает пересечение фронта, то сразу сворачивает в правую сторону и теряет силу. Давление перестаёт падать, дождь стихает, показатели температуры и влажности становятся выше.

    С наступлением холодного фронта, движение воздуха ускоренное, с вызыванием сильного ветра, иногда переходящего в шторм с сильными грозовыми ливнями. В зимнее время такой фронт сопровождается метелями. Когда холодный фронт уходит, температурные показатели понижаются.

    ↑ Любопытные факты

    • Наклон поверхности равен 1 градусу. Тёплые фронты наклонены по ходу движения, поверхности холодных фронтов наклонены в обратном направлении.
    • Толщина фронта гораздо меньше масс воздуха, которые лежат сверху и снизу. Синоптики изображают зону фронта на картах красной или синей линией. Зачернённые треугольники или полукруги показывают направление движения.
    Читайте также:
    Экватор ➖ определение в географии, через какие страны проходит и сколько материков и островов пересекает, длина в км, время, температура и погода в городах на экваторе

    ↑ Итоги

    Вдоль поверхности Земли происходят постоянные перемещения воздушных слоёв, где отмечается разность температур. Потоки встречаются, образуя атмосферные фронты, и влияя на изменения погоды. На интенсивность погодных условий оказывает влияние температурная разница. По типу облачности определяют, какой фронт приближается – тёплый или холодный.

    Атмосферный фронт

    • Атмосфе́рный фронт (от. др.-греч. ατμός — пар, σφαῖρα — шар и лат. frontis — лоб, передняя сторона), фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.

    Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.

    стационарные фронты.Основными атмосферными фронтами являются:

    тропические.Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности. При этом в среднем угол наклона составляет около 1° к поверхности Земли. Теплый фронт наклонен в ту же сторону, в которую движется, а холодный — в противоположную. Наклон фронта в идеальной модели может быть выражен через формулу Маргулиса.

    Зона атмосферного фронта очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому для целей теоретического исследования её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называемой фронтальной поверхностью. По этой причине на синоптических картах фронты изображают в виде линии (линия фронта). В пересечении с земной поверхностью зона фронта имеет ширину порядка десятков километров, горизонтальные же размеры самих воздушных масс — порядка тысяч километров.

    При сближении воздушных масс, имеющих различные характеристики, в зоне между ними образуется тангенциальный разрыв, то есть:

    Увеличиваются горизонтальные градиенты температуры воздуха, влажности.

    Поле давления имеет ложбину или «скрытую ложбину».

    Касательная к линии разрыва скорость ветра имеет скачок.Наоборот, при удалении воздушных масс друг от друга градиенты метеорологических величин и скорости ветра уменьшаются. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтальными зонами.

    В горизонтальном направлении протяжённость фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали — около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли — порядка сотни километров, на высотах — несколько сотен километров. Фронтальные зоны характеризуются значительными изменениями температуры воздуха и влажности, направлений ветра вдоль горизонтальной поверхности, как на уровне Земли, так и выше.

    Сечение фронтальной поверхностью поверхности Земли называется атмосферным фронтом и наносится на приземную синоптическую карту. На карты барической топографии наносятся высотные фронтальные зоны (ВФЗ) — сечения фронтальной поверхностью изобарических поверхностей.

    «Фронтальная поверхность» — это поверхность или зона перехода, разделяющая воздушные массы с различными свойствами, в том числе, различной плотностью воздуха. Непрерывность давления накладывает определённые условия на пространственную ориентацию фронтальной поверхности. При отсутствии движения любой разрыв в поле плотностей (или зона быстрого перехода из одной воздушной массы в другую) должен быть горизонтальным. При наличии движения поверхность перехода становится наклонной, при этом более плотный воздух (холодный) образует клин под менее плотным (тёплым), а тёплый воздух совершает восходящее скольжение вдоль этого клина.

    Толщина фронтальной поверхности по вертикали очень мала — несколько сотен метров, это гораздо меньше, чем ширина воздушных масс, которые она разделяет. В пределах тропосферы одна воздушная масса перекрывает другую. Ширина зоны фронта на картах погоды составляет несколько десятков километров, но при анализе синоптических карт фронт проводят в виде одной линии. Лишь на вертикальных разрезах атмосферы крупного масштаба удается выявить верхнюю и нижнюю границы переходного слоя.

    На фронтах большое развитие получают восходящие движения воздуха, поэтому вблизи фронтов имеются благоприятные условия для образования облаков и выпадения осадков. Их появлению способствует, во-первых, сходимость ветра к линии фронта в приземном слое (отрицательная дивергенция горизонтальной компоненты ветра). Кроме того, в системе фронтов происходит подъём тёплого воздуха (восходящее скольжение) по клину холодного воздуха. Восходящие движения воздуха возникают и вследствие разности скоростей зафронтального и предфронтального воздуха, то есть когда зафронтальный воздух движется быстрее, чем предфронтальный. Подъём воздуха происходит на тех участках фронта, где наблюдается нестационарность движения. Восходящим движениям на ранней стадии развития циклона способствует также динамическое падение давления. При подъёме воздуха происходит его адиабатическое охлаждение, формирование облачности и осадков.

    Читайте также:
    Великие озёра Северной Америки происхождение системы 5 озер Эри

    Хорошо выраженный фронт имеет высоту несколько километров, чаще всего — 3—5 км. С основными фронтами связаны продолжительные и обильные осадки; в системе вторичных фронтов процессы облакообразования выражены слабее, осадки кратковременны и не всегда достигают Земли. Также существуют внутримассовые осадки, не связанные с фронтами.

    В приземном слое вследствие сходимости воздушных потоков к оси барических ложбин здесь создаются наибольшие контрасты температуры воздуха — поэтому фронты у Земли располагаются именно вдоль осей барических ложбин. Фронты не могут располагаться вдоль осей барических гребней, где имеет место расходимость воздушных потоков, а могут лишь пересекать ось гребня под большим углом.

    С высотой контрасты температур на оси барической ложбины уменьшаются — ось ложбины смещается в сторону более низких температур воздуха и стремится совместиться с осью термической ложбины, где контрасты температуры минимальны. Так с высотой фронт постепенно отходит от оси барической ложбины на её периферию, туда, где создаются наибольшие контрасты.

    Подстилающая поверхность оказывает значительное влияние на перемещение и свойства фронтов. В пределах нижних сотен метров влияние трения приводит к деформации профиля фронта. Неравномерность трения, связанная с различием в характере подстилающей поверхности, также приводит к деформации профиля фронта, особенно в условиях сложного рельефа. Орографические препятствия могут влиять на перемещение фронтов и вызывать как деформации самих фронтов, так и изменения связанных с ними эффектов, или создавать новые эффекты. Переваливание фронтов через горные препятствия отражается на процессах облако- и осадкообразования. Воздух вообще стремится обтекать препятствия в горизонтальном направлении, так как при этом происходит наименьшая затрата энергии. В том случае, если воздух стратифицирован неустойчиво, он частично перетекает через хребет, особенно в центральной его части. Это перетекание в десятки раз менее интенсивно, чем боковое обтекание. Кроме того, оно имеет резко турбулентный характер, благодаря сильному трению в условиях горного рельефа.

    Фронт, пересекающий горный хребет, частично разрушается, линия фронта приобретает «извилистый» характер. Даже низкие препятствия частично будут обтекаться горизонтально, а при устойчивой стратификации и высоких препятствиях единственно возможное перетекание — горизонтальное. При приближении холодного фронта к хребту происходит восходящее движение тёплого воздуха, который оказывается «зажатым» между клином холодного воздуха и хребтом, усиливаются процессы облако- и осадкообразования перед фронтом. Ветер перед фронтом также усиливается, так как сближаются линии тока в тёплом воздухе, между холодным фронтом и хребтом.

    Связанные понятия

    Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.

    Атмосферные фронты: понятия и типы.

    Атмосферный фронт, фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.

    Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.

    Тёплый фронт — атмосферный фронт, перемещающийся в сторону более холодного воздуха (наблюдается адвекция тепла). За тёплым фронтом в данный регион приходит тёплая воздушная масса.

    На карте погоды тёплый фронт отмечается красным цветом или зачернёнными полукружками, направленными в сторону перемещения фронта. По мере приближения линии тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака. Температура и влажность воздуха медленно повышаются. При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются. Поле барических тенденций представлено следующим образом: перед тёплым фронтом располагается замкнутая область падения давления, за фронтом — либо рост давления, либо относительный рост (падение, но меньшее, чем перед фронтом).

    В случае тёплого фронта тёплый воздух, перемещаясь в сторону холодного, натекает на клин холодного воздуха и совершает восходящее скольжение вдоль этого клина и динамически охлаждается. На некоторой высоте, определяемой начальным состоянием восходящего воздуха, достигается насыщение — это уровень конденсации. Выше этого уровня в восходящем воздухе происходит облакообразование. Адиабатическое охлаждение тёплого воздуха, скользящего вдоль клина холодного, усиливается развитием восходящих движений от нестационарности при динамическом падении давления и от сходимости ветра в нижнем слое атмосферы. Охлаждение тёплого воздуха при восходящем скольжении по поверхности фронта приводит к образованию характерной системы слоистообразных облаков (облаков восходящего скольжения): перисто-слоистые — высоко-слоистые -слоисто-дождевые (Cs-As-Ns).

    Читайте также:
    Природные ресурсы зарубежной Европы - характеристика, оценка

    При приближении к пункту тёплого фронта с хорошо развитой облачностью сначала появляются перистые облака в виде параллельных полос с когтевидными образованиями в передней части (предвестники тёплого фронта), вытянутые в направлении воздушных течений на их уровне (Ci uncinus). Первые перистые облака наблюдаются на расстоянии многих сотен километров от линии фронта у поверхности Земли (около 800—900 км). Перистые облака переходят затем в перисто-слоистые облака (Cirrostratus). Для этих облаков характерны явления гало. Облака верхнего яруса — перисто-слоистые и перистые (Ci и Cs) состоят из ледяных кристаллов, и осадки из них не выпадают. Чаще всего облака Ci-Cs представляют собой самостоятельный слой, верхняя граница которого совпадает с осью струйного течения, то есть близка к тропопаузе.

    Затем облака становятся всё плотнее: высоко-слоистые облака (Altostratus) постепенно переходят в слоисто-дождевые (Nimbostratus), начинают выпадать обложные осадки, которые ослабевают или совсем прекращаются после прохождения линии фронта. По мере приближения к линии фронта высота основания Ns снижается. Минимальное её значение определяется высотой уровня конденсации в восходящем тёплом воздухе. Высокослоистые (As) являются коллоидальными и состоят из смеси мельчайших капелек и снежинок. Их вертикальная мощность довольно значительна: начинаясь на высоте 3-5 км, эти облака простираются до высот порядка 4-6 км, то есть имеют 1-3 км в толщину. Выпадающие из этих облаков осадки летом, проходя сквозь тёплую часть атмосферы, испаряются и не всегда достигают поверхности Земли. Зимой осадки из As в виде снега почти всегда достигают поверхности Земли, а также стимулируют выпадение осадков из нижележащих St-Sc. В этом случае ширина зоны обложных осадков может достигать ширины 400 км и более. Ближе всего к поверхности Земли (на высоте нескольких сотен метров, а порой 100—150 м и даже ниже) находится нижняя граница слоисто-дождевых облаков (Ns), из которых выпадают обложные осадки в виде дождя или снега; под слоисто-дождевыми облаками нередко развиваются разорванно-дождевые (St fr).

    Облака Ns простираются до высот 3…7 км, то есть имеют весьма значительную вертикальную мощность. Облака также состоят из ледяных элементов и капель, причём, и капли и кристаллы особенно в нижней части облаков более крупные, чем в As. Нижнее основание системы облаков As-Ns в общих чертах совпадает с поверхностью фронта. Поскольку верхняя граница облаков As-Ns приблизительно горизонтальна, наибольшая их толщина наблюдается вблизи линии фронта. У центра циклона, где система облаков тёплого фронта имеет наибольшее развитие, ширина облачной зоны Ns и зоны обложных осадков в среднем — около 300 км. В целом облака As-Ns имеют ширину 500—600 км, ширина зоны облаков Ci-Cs — около 200—300 км. Если спроецировать данную систему на приземную карту, то вся она окажется перед линией тёплого фронта на расстоянии 700—900 км. В отдельных случаях зона облачности и осадков может быть значительно шире или уже, в зависимости от угла наклона фронтальной поверхности, высоты уровня конденсации, термических условий нижней тропосферы.

    В ночное время радиационное выхолаживание верхней границы облачной системы As-Ns и понижение температуры в облаках, а также усиление вертикального перемешивания при опускании охлаждённого воздуха внутрь облака способствует образованию ледяной фазы в облаках, росту облачных элементов и образованию осадков. По мере удаления от центра циклона восходящие движения воздуха ослабевают, осадки прекращаются. Фронтальные облака могут образовываться не только над наклонной поверхностью фронта, а в некоторых случаях — и по обе стороны от фронта. Это особенно характерно для начальной стадии циклона, когда восходящие движения захватывают зафронтальную область — тогда и осадки могут выпадать с обеих сторон фронта. Но за линией фронта фронтальная облачность обычно сильно расслоена и зафронтальные осадки чаще представлены в виде мороси или снежных зёрен.

    В случае очень пологого фронта система облаков может быть смещена вперед от линии фронта. В тёплое время года восходящие движения вблизи линии фронта приобретают характер конвективных, и на тёплых фронтах нередко развиваются кучево-дождевые облака и наблюдаются ливневые осадки и грозы (как днём, так и ночью).

    Летом в дневные часы в приземном слое за линией тёплого фронта при значительной облачности температура воздуха над сушей может быть ниже, чем перед фронтом. Это явление называется маскировкой тёплого фронта.

    Облачность старых тёплых фронтов также может быть расслоенной на всём протяжении фронта. Постепенно эти слои рассеиваются и осадки прекращаются. Порой тёплый фронт не сопровождается осадками (особенно летом). Так бывает при малом влагосодержании тёплого воздуха, когда уровень конденсации лежит на значительной высоте. При сухости воздуха и особенно в случае его заметной устойчивой стратификации восходящее скольжение тёплого воздуха не приводит к развитию мало-мальски мощной облачности — то есть облака вообще отсутствуют, либо наблюдается полоса облаков верхнего и среднего ярусов.

    Читайте также:
    Материк Северная Америка - географическое положение, история открытия

    Холодный фронт — атмосферный фронт (поверхность, разделяющая тёплую и холодную воздушную массы), перемещающийся в сторону тёплого воздуха. Холодный воздух наступает и оттесняет тёплый воздух: наблюдается адвекция холода, за холодным фронтом в данный регион приходит холодная воздушная масса.

    На карте погоды холодный фронт отмечается синим цветом или зачернёнными треугольниками, направленными в сторону перемещения фронта. При переходе через линию холодного фронта ветер, как и в случае тёплого фронта, поворачивает вправо, но поворот более значительный и резкий — от юго-западного, южного (перед фронтом) к западному, северо-западному (за фронтом). При этом усиливается скорость ветра. Атмосферное давление перед фронтом меняется медленно. Оно может падать, но может и расти. С прохождением холодного фронта начинается быстрый рост давления. За холодным фронтом рост давления может достигать 3-5 гПа/3 ч., а иногда 6-8 гПа/3 ч. и даже более. Изменение барической тенденции (от падения к росту, от медленного роста к более сильному) свидетельствует о прохождении линии приземного фронта.

    Перед фронтом часто наблюдаются осадки, а нередко грозы и шквалы (особенно в тёплое полугодие). Температура воздуха после прохождения фронта падает (адвекция холода), причём порой быстро и резко — на 5…10 °С и более за 1-2 часа. Точка росы понижается одновременно с температурой воздуха. Видимость, как правило, улучшается, поскольку за холодным фронтом вторгается более чистый и менее влажный воздух из северных широт.

    Характер погоды на холодном фронте заметно различается в зависимости от скорости смещения фронта, свойств тёплого воздуха перед фронтом, характера восходящих движений тёплого воздуха над клином холодного.

    Различают два вида холодных фронтов:

    холодный фронт первого рода, когда холодный воздух наступает медленно,

    холодный фронт второго рода, сопровождающийся быстрым наступанием холодного воздуха.

    Фронт окклюзии — атмосферный фронт, связанный с гребнем тепла в нижней и средней тропосфере, который обусловливает крупномасштабные восходящие движения воздуха и формирование протяжённой зоны облаков и осадков. Нередко фронт окклюзии возникает за счёт смыкания — процесса вытеснения вверх тёплого воздуха в циклоне за счёт того, что холодный фронт «догоняет» движущийся впереди тёплый фронт и сливается с ним (процесс окклюдирования циклона). С фронтами окклюзии связаны интенсивные осадки, в летнее время — сильные ливни и грозы.

    Вследствие нисходящих движений в холодном воздухе в тылу циклона, холодный фронт движется быстрее тёплого фронта и со временем нагоняет его. На стадии заполнения циклона возникают комплексные фронты — фронты окклюзии, которые образуются при смыкании холодного и тёплого атмосферных фронтов. В системе фронта окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых тёплая уже не соприкасается с поверхностью Земли. Тёплый воздух в виде воронки постепенно поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух, поступающий с боков. Поверхность раздела, возникающую при смыкании холодного и тёплого фронтов, называют поверхностью фронта окклюзии. С фронтами окклюзии связаны интенсивные осадки, летом — сильные грозы.

    Смыкающиеся при окклюдировании воздушные массы обычно имеют разную температуру — одна может быть холоднее другой. В соответствии с этим, различают два типа фронтов окклюзии — фронты окклюзии типа тёплого фронта и фронты окклюзии типа холодного фронта.

    В средней полосе России и СНГ зимой преобладают тёплые фронты окклюзии, так как в тылу циклона поступает морской умеренный воздух, который значительно теплее, чем континентальный умеренный воздух в передней части циклона. Летом здесь в основном наблюдаются холодные фронты окклюзии.

    Барическое поле фронта окклюзии представлено хорошо выраженной ложбиной с V-образными изобарами. Перед фронтом на синоптической карте имеется область падения давления, связанная с поверхностью тёплого фронта, за фронтом окклюзии — область роста давления, связанная с поверхностью холодного фронта. Точка на синоптической карте, от которой расходятся остающиеся несомкнутыми участки тёплого и холодного фронтов в окклюдирующем циклоне — точка окклюзии. По мере окклюдирования циклона точка окклюзии смещается к его периферии.

    В передней части фронта окклюзии наблюдаются перистые (Ci), перисто-слоистые (Cs), высоко-слоистые (As) облака, а в случае активных фронтов окклюзии — слоисто-дождевые (Ns). Если в окклюдировании участвует холодный фронт первого рода, то выше верхнего тёплого фронта может остаться часть облачной системы холодного фронта. Если же участвует холодный фронт второго рода, то за верхним тёплым фронтом наступает прояснение, но у нижнего холодного фронта может развиться вал кучево-дождевых облаков (Cb) уже в переднем холодном воздухе, вытесняемом более холодным тыловым клином. Таким образом, выпадение осадков из высоко-слоистых и слоисто-дожевых облаков (As-Ns), если оно происходит, может начинаться до выпадения ливневых осадков, или одновременно с прохождением нижнего холодного фронта, либо после его прохождения; осадки могут выпадать по обе стороны от нижнего фронта, а переход от обложных осадков к ливневым, если он имеет место, происходит не впереди нижнего фронта, а в непосредственной близости к нему.

    Читайте также:
    Граница Европы и Азии - условная и реальная, подробное описание

    Сближающиеся системы облаков тёплого и холодного фронтов в основном состоят из As-Ns. В результате сближения возникает мощная облачная система Cs-As-Ns с наибольшей толщиной у верхнего холодного фронта. В случае молодого фронта окклюзии облачная система начинается с Ci и Cs, которые переходят в As, затем в Ns. Иногда за Ns могут наблюдаться Cb, за которыми вновь идут Ns. Слабое восходящее скольжение тылового воздуха вдоль поверхности окклюзии может привести к образованию вдоль нее облаков типа слоистых и слоисто-кучевых (St-Sc), не достигающих уровня ледяных ядер. Из них перед нижним тёплым фронтом будет выпадать моросящие осадки. В случае старого тёплого фронта окклюзии облачная система состоит из перисто-слоистых (Cs) и высоко-кучевых (Ac) облаков, иногда к ним присоединяются высоко-слоистые (As); осадки могут отсутствовать.

    Стационарный фронт

    1. Фронт, не меняющий своего положения в пространстве.

    2. Фронт, вдоль которого воздушные массы движутся горизонтально; фронт без скольжений.

    32)циклоны и антициклоны. Стадии их развития, системы ветров и облачности в них.

    Антициклон — область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря и с соответствующим распределением ветра. В низком антициклоне — холодном, изобары остаются замкнутыми только в самых нижних слоях тропосферы (до 1,5 км), а в средней тропосфере повышенное давление вообще не обнаруживается; возможно также наличие над таким антициклоном высотного циклона.

    Фронты в атмосфере (пособие для наблюдателей)


    Атмосферные фронты на современной синоптической карте. Обозначения: ХФ – холодный фронт, ТФ – теплый фронт, ФО – фронт окклюзии (о нем речь пойдет в отдельной статье), Н – циклон (“Н” от слова “низкое”, т.е. низкое давление, которое бывает в циклонах), В – антициклон (“В” от слова “высокое”, т.е. “высокое давление”, характерное для антициклонов). На западных синоптических картах области пониженного атмосферного давления обозначаются буквой “L” (low), повышенного давления – “H” (high)

    В процессе общей циркуляции атмосферы воздух тропосферы различается на отдельные воздушные массы, которые более или менее длительно сохраняют свою индивидуальность, перемещаясь из одних областей земли в другие. Эти образования очень обширны, они в горизонтальном направлении измеряются тысячами километров.
    Смежные воздушные массы разделены между собой сравнительно узкими переходными зонами, сильно наклонёнными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов. Длина таких зон – тысячи километров, ширина – лишь десятки километров. Вверх фронты прослеживаются на десятки километров, нередко до самой стратосферы.
    Фронты между главными воздушными массами (арктические и антарктические массы, умеренные, экваториальные) называют главными фронтами, а вторичные фронты возникают между массами одного и того же географического типа.
    Фронты и их приближения к месту наблюдения необходимо наблюдать, так как с ними связаны особые явления погоды. Восходящие потоки воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на обширных территориях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера – циклонов и антициклонов. Эти возмущения определяют режимы ветра и другие особенности погоды.
    Фронты в атмосфере не существуют постоянно. Они исчезают (размываются) и возникают заново, обостряются, всё время изменяются, движутся (вместе с воздушными массами).
    Обычный механизм образования фронта – фронтогенез – это кинематический механизм: фронты возникают под влиянием таких полей движения воздуха, которые сближают между собой воздушные частицы с различными характеристиками.
    Как уже было сказано выше, фронты могут перемещаться. Если фронт перемещается в сторону более холодного воздуха, это значит, что холодный воздух отступает, а на его место приходит более тёплый воздух. Такой фронт называют тёплым. Прохождение тёплого фронта через место наблюдения приводит к смене холодной воздушной массы тёплой, повышается температура.
    Если фронт перемещается в сторону более тёплого воздуха, то клин холодного воздуха как-бы «врезается» в тёплый воздух, заставляя его очень интенсивно подниматься вверх. Такой фронт называют холодным. При прохождении холодного фронта над местом наблюдения тёплая масса отступает, но наступает холодная. Наблюдается похолодание.
    ВАЖНО: При прохождении любого фронта ветер меняет своё направление по часовой стрелке. Например, если перед фронтом ветер юго-восточный, то за фронтом он изменится на южный, юго-западный или западный. Из этого можно сделать вывод, что при прохождении фронта ветер обязательно меняет своё направление.
    При прохождении любого фронта следует обратить внимание на:
    – скорость ветра до, после и во время прохождения фронта;
    – направление ветра в указанные периоды;
    – температура воздуха и относительная влажность до и после прохождения;
    – атмосферное давление до и после прохождения фронта.

    Читайте также:
    Географическое положение России площадь и протяженность страны, на каком континенте находится, границы РФ, особенности экономико-географического, физико-географического, природно-географического положения

    Приближение атмосферного фронта можно определить по падению атмосферного давления или по облачности в месте наблюдения. Более точно фронт можно определить по облачности, так как в тёплое время года прохождение фронта не всегда сопровождается колебаниями атмосферного давления.
    При прохождении фронта могут наблюдаться следующие явления:
    – ливневые осадки (снег или дождь);
    – грозы и другие электростатические явления;
    – шквалы и смерчи (в средней полосе – в тёплое время года преимущественно);
    – град;
    – обложные осадки и т.д.
    Теперь подробнее о фронтах различного рода.

    Система облаков холодного фронта

    При прохождении холодного фронта всегда наблюдаются кучево-дождевые облака – Cumulonimbus.

    Холодный фронт первого рода (ХФ 1 рода).

    Система облаков медленно движущегося фронта начинается с образования кучево-дождевых облаков Cumulonimbus. Сначала появляются быстро растущие кучевые облака (обычно кучевые средние растущие облака – Cumulus med), которые через 2 – 4 часа приобретают вид высоких башен или гор, некоторые вершины уже похожи на наковальни (появляются мощные кучевые облака – Cumulus cong). Из отдельных облаков можно наблюдать выпадение осадков (следы падения).
    После их прохождения заметного прояснения не наблюдается. С удалением от линии фронта наклон поверхности становится более холодным (т.е. наклон происходит в сторону более холодной массы). Кучево-дождевые облака сменяются слоистообразными, наблюдается обратная последовательность форм облаков при прохождении тёплого фронта.
    Для конкретного места наблюдения при прохождении холодного фронта 1-ого рода облачность изменяется следующим образом (по мере прохождения фронта):

    Cu med — Cu cong — Cumulonimbus (с наковальней или грозовым валом; с наковальней и грозовым валом – в любом случае мощные)– слоистообразные (Ns, As и их виды, Cs и их виды, Ci и их виды).
    После прохождения мощных форм кучево-дождевых облаков наблюдается их растекание (с удалением от поверхности фронта). Общее время прохождения холодного фронта 1 рода составляет от 1 до 5 часов. Были случаи, что атмосферный фронт проходил более стремительно.

    Холодный фронт второго рода (ХФ 2 рода).

    Быстро движущийся холодный фронт имеет в качестве предвестников его наступления гряду или гряды высококучевых кучевообразных (Altocumulus cuf) или высококучевых чечевицеобразных (Altocumulus lent) облаков и перисто-кучевых облаков (Cirrocumulus). Эти виды облаков возникают в 100-километровой зоне перед мощными кучево-дождевыми облаками (Cumulonimbus мощных видов). Ширина кучево-дождевых облаков мощных видов (Cu cong и с наковальней или грозовым валом; с наковальней и грозовым валом) обычно составляет около 100 км. В простейшем случае этими облаками ограничивается вся система облаков холодного фронта 2 рода. После прохождения мощной кучево-дождевой облачности наблюдается полное или частичное прояснение – в этом отличие холодного фронта 2 рода от холодного фронта 1 рода.
    Спустя какое-то время после прохождения облачной системы и прояснений следует один или два вторичных фронта, нередко также с ливневыми осадками, грозами и шквалами. Вдоль линии холодного фронта 2 рода не наблюдается сплошной стены кучево-дождевых облаков. Облака эти группируются в мезосистемы, разделённые разрывами.

    Ac cuf (Ac lent) — Cu med — Cu cong — просветы — Cu cong (повторяются один или два раза) — просветы.

    Прохождение холодного фронта 2 рода происходит более или менее длительнее, чем прохождение холодного фронта 1 рода (если учитывать вторичные фронты). Время прохождения – от 2 до 8 часов, но бывает и дольше.

    Система облаков теплого фронта

    Облака системы тёплого фронта перистые (Сirrus) или, даже чаще, перистые когтевидные (Cirrus unc), появляются первыми на расстоянии 800 – 1000 км впереди линии фронта. В дальнейшем, по мере приближения линии фронта к месту наблюдения, появляются перисто-слоистые облака (Cirrostratus в виде пелены), наблюдается гало. Уплотняясь, они переходят в высокослоистые просвечивающие (Altostratus trans), далее идёт переход в непросвечивающие (Altostratus op). Летом из этих облаков выпадают осадки, не доходя до земли, они испаряются. Снижаясь, высокослоистые непросвечивающие переходят в слоисто-дождевые облака (Nimbostratus), что происходит на расстоянии 300 – 400 км от линии фронта. Выпадают обложные осадки, и под их влиянием могут образовываться низкие слоистые разорванные облака (Fr nb) сначала в виде отдельных облаков, потом – в сплошной слой. Сливаются местами с слоисто-дождевыми.
    Летом фронтальные облака (Nimbostratus – слоисто-дождевые) местами могут переходить в кучево-дождевые (Cumulonimbus). Тогда наблюдаются грозы. Высокослоистые (Altostratus) облака могут переходить в высококучевые (Altocumulus).
    Если тёплый воздух достаточно сухой, восходящее движение слабо развито, вся фронтальная система может превратиться в одну гряду высоких облаков.
    В стадии формирования, как и в стадии распада, фронтальная система ограничивается облаками верхнего и среднего яруса. Мезосистемы в пределах макросистемы тёплого фронта чаще всего, во-первых, на передней кромке её в виде гряд, полос перистых или/и перисто-слоистых облаков, отделённых участком ясного или малооблачного неба от основного массива. В такой гряде по мере прохождения её через пункт наблюдения отмечается сначала увеличение и уплотнение облачности, а потом – уменьшение и утончение. Ясное или малооблачное небо может сохраняться в пункте наблюдения в пределах нескольких часов.
    Во-вторых, часто мезосистемы отмечаются в зоне отрицательных барических тенденций на расстоянии 100 – 300 км от линии фронта. При этом наблюдаются тонкие высокослоистые (Altostratus trans) облака, быстро переходящие в высокослоистые непросвечивающие (Altostratus op), затем – низкие слоисто-дождевые (Nimbostratus), из которых выпадают осадки. На этом этапе могут наблюдаться переходные слоисто-дождевые и слоисто кучевые (Nimbostratus – Stratocumulus). С ними связаны наиболее интенсивные осадки. Вскоре высота облаков увеличивается резко. Создаётся впечатление, что фронт уже прошёл, однако основная зона осадков приходит несколько позднее. Иногда система тёплого фронта состоит из двух или трёх таких гряд, и осадки идут с некоторым перерывом. Появление кучево-дождевых облаков на тёплом фронте означает появление мезосистемы.

    Ci (Ci unc) — Cs (Cs fib) — As trans — As op — Ns (frnb) — утончение облаков в обратном порядке– просветление.

    Читайте также:
    Природные зоны Евразии характеристика географического положения материка, описание животного и растительного мира, разнообразие природы, климат

    Прохождении фронта длительное, занимает иногда до 1 суток. бывает, что прохождение менее длительно.

    Влияние атмосферных фронтов на погоду (география, 8 класс)

    Над поверхностью планеты постоянно происходит движение различных воздушных масс. От режима их перемещения над территориями зависит очень многое: погода, осадки, давление. Взаимосвязь атмосферного фронта и погоды на географии в 8 классе рассматривается таким образом, чтобы школьники могли понимать механизмы, по которым устанавливается погода в какой-либо полосе.

    1. Атмосферные фронты
    2. Влияние на погоду
    3. Циклоны и антициклоны

    Атмосферные фронты

    Атмосферным фронтом называют пограничную зону, которая возникает на стыке двух разновидностей тропосферных масс, имеющих различные свойства. Воздушные массивы могут различаться по следующим признакам, свойствам и параметрам:

    • температура (различают тёплые и холодные);
    • давление;
    • запылённость;
    • влажность.

    В частности, такая область разграничения образуется при встрече массивов холодного и тёплого воздуха. Ширина такого рубежа исчисляется в десятках километров, а высота — в сотнях метров. Протяжённость атмосферного воздушного рубежа может достигать тысяч километров.

    Линией фронта называют место пересечения фронтальной плоскости с поверхностью Земли.

    Погодные условия на территории, над которой проходит рубеж между воздушными массивами, резко изменяются в зависимости от свойств господствующего массива. Время, в течение которого меняется погода, зависит от скорости передвижения фронтальных масс.

    Разграничительные воздушные фронты принято подразделять на тёплые и холодные. Формирование тёплого воздушного рубежа связано с активными движениями тёплой воздушной массы в сторону холодной. При этом тёплый воздух как бы натекает сверху на клинообразную область холодного фронта (поскольку он более лёгкий) и поднимается вверх. Это приводит к его охлаждению в более высоких слоях атмосферы. Результатом является интенсивное явление конденсации водяных паров, что приводит к формированию слоисто-дождевых и перистых облаков и выпадение осадков обложного, моросящего характера.

    Атмосферное давление в процессе формировании тёплого атмосферного фронта понижается. Это явление сопровождается повышением температуры воздуха — потеплением в соответствующем районе (именно прохождение тёплого воздушного фронта является ответом на вопрос, почему вдруг стало тепло).

    Холодный фронт формируется в случае перемещения холодных воздушных масс в сторону тёплых. Будучи более тяжёлым, холодный воздух проходит под волной тёплого, выталкивая его вверх. Результатом является образование облаков слоисто-кучевого его характера, сопровождающееся выпадением ливневых осадков, грозами и шквалистым ветром. Прохождение холодного фронта над территорией сопровождается похолоданием и увеличением силы ветра в её пределах.

    С холодным атмосферным фронтом связана погода дождливая, с сильными порывами ветра и резким похолоданием. При переходе через рубеж положительных и отрицательных температур возникают гололедица и ледяные дожди. Влияние таких явлений на повседневную жизнедеятельность людей делает крайне важной возможность прогнозирования как самого прохождения, так и его последствий.

    В зависимости от динамики, атмосферные воздушные зоны разграничения бывают:

    • Движущиеся (способные к перемещению); именно они приносят в тот или иной регион похолодания или потепления; под их влиянием погода может измениться в считаные минуты. От скорости их прохождения зависит, каков будет перепад погоды.
    • Стационарные — если перемещение в сторону холодных или тёплых воздушных масс отсутствует.

    Цикл, состоящий из зарождения, формирования, движения и разрушения атмосферных воздушных фронтов, длится приблизительно несколько дней.

    Влияние на погоду

    Роль деятельности атмосферных фронтов в формировании климатических особенностей выражены в различных широтах по-разному. Особенно её значение велико в формировании климата в умеренном широтном поясе. Именно этим объясняется неустойчивость погодных условий на большей части территории России.

    Читайте также:
    Азия какие страны и республики входят в Ближнюю, Центральную и Зарубежную Азию, азиатские народы, политическая карта со столицами

    Наиболее постоянно существующие воздушные потоки нанесены специалистами на метеорологическую карту, а их основные параметры (сезонность, время образования, скорость прохождения) занесены в специальные таблицы.

    Максимальная мощность характерна для климатических рубежей, которые возникают при соприкосновении основных разновидностей воздушных масс:

    • тропических;
    • умеренных;
    • арктических.

    В северных широтах России на стыке умеренных и арктических атмосферных масс образуется Арктический климатический рубеж. Полярный умеренный воздушный фронт разделяет тропические и умеренные воздушные массы и располагается южнее российских границ.

    Зимой арктический и полярный фронты перемещаются в южном направлении, а в летние месяцы — по направлению к северу.

    В зимние месяцы в восточной части России арктический атмосферный рубеж достигает берегов Охотского моря. Cеверо-восточнее от него бушуют в этот период сухие и очень холодные арктические воздушные массы.

    Распространяться по европейской части страны арктическому фронту не позволяет воздействие северо-атлантического течения — его отепляющее влияние смягчает климат. Влияние полярного фронта возможно только летом — его ветви пролегают над южными регионами России.

    Циклоны и антициклоны

    Это — крупные атмосферные вихри. Они являются движущей силой, приводящей в движение атмосферные воздушные массы.

    В зоне циклона ветра дуют по направлению к центру от краёв, отклоняясь против часовой стрелки. Для циклона характерно создание области низкого атмосферного давления с тенденцией к его повышению.

    Антициклон характеризуется наличием системы ветров, направляющихся по часовой стрелке, от центра к краям. Для области антициклона типично наступление погоды с высоким атмосферным давлением и его последующим понижением.

    Как правило, от образования до разрушения атмосферных вихрей проходит от 5 до 10 суток.

    Знание закономерностей формирования и дальнейшей деятельности атмосферных фронтов позволяет специалистам прогнозировать изменение погоды, выпадение или прекращение осадков на той или иной территории. Для определения погодных условий метеорологические станции и ведут наблюдение за движениями воздушных массивов в атмосфере.

    Атмосферный фронт

    Атмосфе́рный фронт (от. др.-греч. ατμός — пар, σφαῖρα — шар и лат. frontisлоб, передняя сторона), фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.

    Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.

    Основными атмосферными фронтами являются:

    • арктические,
    • полярные,
    • тропические.

    Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности. При этом в среднем угол наклона составляет около 1° к поверхности Земли. Холодный фронт наклонен в ту же сторону, в которую движется, а теплый – в противоположную. Наклон фронта в идеальной модели может быть выражен через формулу Маргулиса.

    Зона атмосферного фронта очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому для целей теоретического исследования её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называемой фронтальной поверхностью. По этой причине на синоптических картах фронты изображают в виде линии (линия фронта). В пересечении с земной поверхностью зона фронты имеет ширину порядка десятков километров, горизонтальные же размеры самих воздушных масс — порядка тысяч километров.

    При сближении воздушных масс, имеющих различные характеристики, в зоне между ними образуется Тангенциальный разрыв, то есть 1) Увеличиваются горизонтальные градиенты температуры воздуха, влажности. 2) Поле давления имеет ложбину или “скрытую ложбину”. 3) Касательная к линии разрыва скорость ветра имеет скачек. Наоборот, при удалении воздушных масс друг от друга градиенты метеорологических величин и скорости ветра уменьшаются. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтальными зонами.

    В горизонтальном направлении протяжённость фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали — около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли — порядка сотни километров, на высотах — несколько сотен километров. Фронтальные зоны характеризуются значительными изменениями температуры воздуха и влажности, направлений ветра вдоль горизонтальной поверхности, как на уровне Земли, так и выше.

    Сечение фронтальной поверхностью поверхности Земли называется атмосферным фронтом и наносится на приземную синоптическую карту. На карты барической топографии наносятся высотные фронтальные зоны (ВФЗ) – сечения фронтальной поверхностью изобарических поверхностей.

    Читайте также:
    Материк Северная Америка - географическое положение, история открытия

    «Фронтальная поверхность» — это поверхность или зона перехода, разделяющая воздушные массы с различными свойствами, в том числе, различной плотностью воздуха. Непрерывность давления накладывает определённые условия на пространственную ориентацию фронтальной поверхности. При отсутствии движения любой разрыв в поле плотностей (или зона быстрого перехода из одной воздушной массы в другую) должен быть горизонтальным. При наличии движения поверхность перехода становится наклонной, при этом более плотный воздух (холодный) образует клин под менее плотным (тёплым), а тёплый воздух совершает восходящее скольжение вдоль этого клина.

    Толщина фронтальной поверхности по вертикали очень мала — несколько сотен метров, это гораздо меньше, чем ширина воздушных масс, которые она разделяет. В пределах тропосферы одна воздушная масса перекрывает другую. Ширина зоны фронта на картах погоды составляет несколько десятков километров, но при анализе синоптических карт фронт проводят в виде одной линии. Лишь на вертикальных разрезах атмосферы крупного масштаба удается выявить верхнюю и нижнюю границы переходного слоя.

    На фронтах большое развитие получают восходящие движения воздуха, поэтому вблизи фронтов имеются благоприятные условия для образования облаков и выпадения осадков. Их появлению способствует, во-первых, сходимость ветра к линии фронта в приземном слое (отрицательная дивергенция горизонтальной компоненты ветра). Кроме того, в системе фронтов происходит подъём тёплого воздуха (восходящее скольжение) по клину холодного воздуха. Восходящие движения воздуха возникают и вследствие разности скоростей зафронтального и предфронтального воздуха, то есть когда зафронтальный воздух движется быстрее, чем предфронтальный. Подъём воздуха происходит на тех участках фронта, где наблюдается нестационарность движения. Восходящим движениям на ранней стадии развития циклона способствует также динамическое падение давления. При подъёме воздуха происходит его адиабатическое охлаждение, формирование облачности и осадков.

    Хорошо выраженный фронт имеет высоту несколько километров, чаще всего — 3-5 км. С основными фронтами связаны продолжительные и обильные осадки; в системе вторичных фронтов процессы облакообразования выражены слабее, осадки кратковременны и не всегда достигают Земли. Так же существуют внутримассовые осадки, не связанные с фронтами.

    В приземном слое вследствие сходимости воздушных потоков к оси барических ложбин здесь создаются наибольшие контрасты температуры воздуха — поэтому фронты у Земли располагаются именно вдоль осей барических ложбин. Фронты не могут располагаться вдоль осей барических гребней, где имеет место расходимость воздушных потоков, а могут лишь пересекать ось гребня под большим углом.

    С высотой контрасты температур на оси барической ложбины уменьшаются — ось ложбины смещается в сторону более низких температур воздуха и стремится совместиться с осью термической ложбины, где контрасты температуры минимальны. Так с высотой фронт постепенно отходит от оси барической ложбины на её периферию, туда, где создаются наибольшие контрасты.

    Подстилающая поверхность оказывает значительное влияние на перемещение и свойства фронтов. В пределах нижних сотен метров влияние трения приводит к деформации профиля фронта. Неравномерность трения, связанная с различием в характере подстилающей поверхности, также приводит к деформации профиля фронта, особенно в условиях сложного рельефа. Орографические препятствия могут влиять на перемещение фронтов и вызывать как деформации самих фронтов, так и изменения связанных с ними эффектов, или создавать новые эффекты. Переваливание фронтов через горные препятствия отражается на процессах облако- и осадкообразования. Воздух вообще стремится обтекать препятствия в горизонтальном направлении, так как при этом происходит наименьшая затрата энергии. В том случае, если воздух стратифицирован неустойчиво, он частично перетекает через хребет, особенно в центральной его части. Это перетекание в десятки раз менее интенсивно, чем боковое обтекание. Кроме того, оно имеет резко турбулентный характер, благодаря сильному трению в условиях горного рельефа.

    Фронт, пересекающий горный хребет, частично разрушается, линия фронта приобретает «извилистый» характер. Даже низкие препятствия частично будут обтекаться горизонтально, а при устойчивой стратификации и высоких препятствиях единственно возможное перетекание — горизонтальное. При приближении холодного фронта к хребту происходит восходящее движение тёплого воздуха, который оказывается «зажатым» между клином холодного воздуха и хребтом, усиливаются процессы облако- и осадкообразования перед фронтом. Ветер перед фронтом также усиливается, так как сближаются линии тока в тёплом воздухе, между холодным фронтом и хребтом.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: