Атмосферные фронты

Апрель 15th, 2015 Климат

Атмосферные фронты

Фронтальной зоной называется переходная зона между воздушными массами, обладающими разными свойствами, сильно наклонённая к земной поверхности в сторону холодного воздуха. Она поднимается вверх на несколько километров, где её горизонтальная протяжённость может составлять тысячи километров.

Ширина фронтальной зоны у поверхности Земли составляет десятки километров. Поскольку её размеры по сравнению с размерами воздушных масс малы, её принято представлять в виде фронтальной поверхности, линия пересечения которой с поверхностью земли называется фронтом. При прохождении фронта резко меняются все метеоэлементы, образуются обширные облачные системы, выпадают осадки, усиливается ветер. Фронты могут возникать и развиваться (такой процесс называется фронтогенезис), а также – размываться и исчезать (фронтолизис).

В зависимости от направления перемещения воздушных масс атмосферные фронты делятся на тёплые, холодные, малоподвижные и фронты окклюзии.

Тёплый фронт

Тёплый фронт возникает при движении воздушных масс, когда холодная воздушная масса сменяется тёплой. Тёплый воздух, как более лёгкий, натекает на клин холодного, поднимается, охлаждается, с некоторой высоты пары начинают конденсироваться, образуя характерную мощную облачность, состоящую из перистых, перисто-слоистых, высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков, образующих огромный клинообразный массив. Схема смены видов облачности, характерных для тёплого фронта, приведена на рис. 12, а порядок изменения метеоэлементов при его прохождении – в табл. 1.

Таблица 1. Изменения метеоэлементов при прохождении тёплого фронта.

Метеоэлементы  Перед фронтом  При прохождении фронта  За фронтом
Атмосферное давление Падает, обычно равномерно (клин холодного, более тяжёлого воздуха над точкой наблюдения уменьшается (рис. 12)). Падение замедляется Мало меняется или слабо растёт
Ветер Усиливается, поворачивает против часовой стрелки (в северном полушарии) Поворачивает по часовой стрелке (в северном полушарии) Ослабевает, направление не меняется
Температура воздуха Не меняется или слабо растёт Повышается (тёплая воздушная масса в точке наблюдения приходит на смену холодной (рис. 12)) Меняется мало
Облачность Последовательно сменяют друг друга: перистые, перисто-слоистые, высокослоистые, слоисто-дождевые облака. Под фронтальной поверхностью возможно появление кучевых облаков (рис. 12) Слоисто-дождевые Слоистые или слоисто-кучевые
Осадки За 300-400км до линии фронта начинаются обложные осадки Почти прекращаются Возможна морось

Холодный фронт

Холодный фронт возникает при движении воздушных масс, когда тёплая воздушная масса сменяется холодной. Угол наклона фронтальной поверхности при этом, как правило, больше, чем у тёплого фронта. Различают холодные фронты первого и второго рода.

Холодный фронт первого рода

Так называется медленно движущийся холодный фронт. В процессе движения воздушных масс холодный воздух медленно подтекает под тёплый, что приводит к появлению облачной системы, напоминающей систему тёплого фронта, расположенную в обратном порядке по ходу его движения. Горизонтальные размеры облачной системы и зоны осадков у данного вида атмосферного фронта меньше, чем у тёплого.

Перед фронтом в тёплой воздушной массе могут развиваться кучево-дождевые облака, появление которых вызывается восходящими потоками воздуха. Движение фронтов происходит в силу воздействия ветра. Направление ветра в средних широтах совпадает с направлением касательной к изобаре. Поэтому, если на карте погоды линия холодного фронта проходит под небольшим углом к изобаре, то ветер будет дуть почти вдоль фронта и скорость перемещения последнего будет невелика. То есть, такой фронт будет являться фронтом первого рода.

Холодный фронт второго рода

Так называется быстро движущийся холодный фронт. На карте погоды линия этого фронта по отношению к изобарам располагается под углом, близким к прямому (ветер дует почти перпендикулярно фронту, что приводит к быстрому перемещению последнего). Быстрое подтекание холодного воздуха под тёплый приводит к развитию в узкой полосе перед фронтом сильной конвекции (восходящих потоков) и появлению мощной кучево-дождевой облачности.

Турбулентность восходящих потоков обусловливает наличие шквалистого ветра у поверхности земли. Основным видом осадков при этом являются ливневые. Зона осадков обычно настолько узка, что почти не прослеживается на картах погоды. Облачная система высокослоистых и перисто-слоистых облаков в восходящем потоке тёплого воздуха сильно вытянута вперёд от фронтальной поверхности и размыта на отдельные высококучевые чечевицеобразные и мелкие перисто-кучевые облака. Порядок изменения метеоэлементов при его прохождении – в табл. 2.

Таблица 2. Изменения метеоэлементов при прохождении холодного фронта.

Метеоэлементы Перед фронтом Пр прохлждении фронта За фронтом 
Атмосферное давление Падает Падение сменяется ростом Быстро растёт (клин холодного, более тяжёлого воздуха над наблюдателем становится всё выше), затем рост замедляется или прекращается
Ветер Усиливается, поворачивает против часовой стрелки(в северном полушарии) Значительно усиливается,становится шквалистым, резко поворачивает по часовой стрелке (в северном полушарии) Поворачивает против часовой стрелки (в северном полушарии). Сохраняется сильный порывистый ветер
Температура воздуха Устойчивая или слабо понижается Резко понижается Продолжает понижаться или мало меняется
Облачность Для фронта 1 рода – мощные Cb. Для фронта 2 рода возможны отдельные Cc,и ниже них – Ac, затем — появление мощной Cb облачности . Для холодного фронта первого рода — Ns. Для фронта 2 рода – Сb, под которыми наблюдаются разорванно-дождевые облака. Для холодного фронта первого родаоблачная система в основном обратна тёплому фронту (последовательно меняются Ns, As, Cs, Ci). Для фронта второго рода – облачность быстро исчезает.
Осадки Обычно небольшие, начинаются перед самым фронтом Ливневые, часто сильные Быстро прекращаются или переходят в кратковременные ливни
Прочие явления Часто наблюдаются грозы Грозы, увеличение ветрового волнения Сохраняется сильное волнение

Фронт окклюзии

Холодный фронт всегда движется быстрее тёплого и постепенно догоняет его. При смыкании фронтов тёплая воздушная масса, находящаяся между фронтальными поверхностями, вытесняется вверх и отрывается от земной поверхности. Такой процесс называется окклюзией.

Развитие окклюзии зависит от теплового режима воздушных масс. Если они имеют одинаковые температуры, то у поверхности земли фронт ликвидируется. Тёплый воздух оказывается в жёлобе, образованном поверхностями прежних холодного и тёплого фронтов и называется нейтральным. Если тыловой холодный воздух холоднее впереди лежащего, то такой фронт называется окклюзией по типу холодного фронта. В этом случае поверхность тёплого фронта скользит по поверхности холодного. Если тыловой воздух теплее впереди лежащего, то такой фронт называется окклюзией по типу тёплого фронта.

Для фронтов окклюзии характерно большое разнообразие облачных систем и осадков. В общих чертах погода при окклюзии по типу тёплого фронта схожа с погодой тёплых фронтов, а при окклюзии по типу холодного – с погодой холодных фронтов. Фронты окклюзии, как правило, связаны с хорошо выраженными барическими ложбинами. Порядок изменения метеоэлементов при прохождении фронта окклюзии приведён в таблицах 3 и 4.

Таблица 3. Порядок изменения метеоэлементов при окклюзии по типу тёплого фронта

Метеоэлементы Перед фронтом  При прохождении фронта За фронтом
Атмосферное давление Падает сначала медленно, потом — быстрее Падение замедляется Медленно растёт
Ветер Усиливается Поворачивает по часовой стрелке (в северном полушарии) Постепенно стихает, поворачивает по часовой стрелке (в северном полушар.)
Облачность Последовательно Ci, Cs, As, Ns, Cb St As, Cs, Ci, St
Осадки Обложные Чаще — моросящие Постепенно прекращаются

Таблица 4. Порядок изменения метеоэлементов при окклюзии по типу холодного фронта

Метеоэлементы Перед фронтом  При прохождении фронта За фронтом
Атмосферное давление Падает Быстро падает Быстро растёт
Ветер Усиливается, часто становится шквалистым Становится шквалистым Стихает, но затем может снова резко усилиться
Облачность Последовательно Ci, Cs, As, Sc Cb, As, Ns Постепенно исчезает, позднее –Cu или Cb
Осадки Ливневые Ливневые обложные Быстро прекращаются