Атмосферни фронтове: понятия и видове. Атмосферен фронт

Атмосферните фронтове или просто фронтовете са преходни зони между две различни въздушни маси. Преходната зона започва от повърхността на Земята и се простира нагоре до надморската височина, където разликите между въздушните маси се изтриват (обикновено до горната граница на тропосферата). Ширината на преходната зона на земната повърхност не надвишава 100 km.

В преходната зона - зоната на контакт на въздушните маси - настъпват резки промени в стойностите на метеорологичните параметри (температура, влажност). Тук има значителна облачност, падат най-много валежи и се наблюдават най-интензивни промени в налягането, скоростта и посоката на вятъра.

В зависимост от посоката на движение на топли и студени въздушни маси, разположени от двете страни на преходната зона, фронтовете се делят на топли и студени. Фронтовете, които променят малко позицията си, се наричат ​​заседнали. Специално място заемат оклузионните фронтове, които се образуват при среща на топъл и студен фронт. Оклузионните фронтове могат да бъдат студени или топли фронтове. На метеорологичните карти фронтовете се изчертават или като цветни линии, или са дадени символи(виж Фиг. 4). Всеки от тези фронтове ще бъде разгледан подробно по-долу.

2.8.1. Топъл фронт

Ако предната част се движи по такъв начин, че студен въздухотстъпва, отстъпвайки място на топъл въздух, тогава такъв фронт се нарича топъл. Топлият въздух, движейки се напред, не само заема пространството, където е бил студеният въздух, но също така се издига по преходната зона. Докато се издига, той се охлажда и съдържащите се в него водни пари кондензират. В резултат на това се образуват облаци (фиг. 13).

Фиг. 13. Топъл фронт на вертикален разрез и на метеорологична карта.


Фигурата показва най-характерната облачност, валежи и въздушни течения на топъл фронт. Първият признак за приближаване на топъл фронт ще бъде появата на перести облаци (Ci). Налягането ще започне да пада. След няколко часа перестите облаци се сгъстяват и се превръщат във воал от перести облаци (Cs). След облаците cirrostratus се вливат още по-плътни облаци altostratus (As), които постепенно стават непрозрачни за луната или слънцето. В същото време налягането пада по-силно, а вятърът, завиващ леко наляво, се усилва. Валежите могат да паднат от облаците алтостратуси, особено през зимата, когато нямат време да се изпарят по пътя.

След известно време тези облаци се превръщат в нимбослоести (Ns), под които обикновено има нимбослоести (Frob) и слоести (Frst). Валежите от стратослоестите облаци падат по-интензивно, видимостта се влошава, налягането пада бързо, вятърът се усилва и често става поривист. При пресичането на фронта вятърът се обръща рязко надясно и падането на налягането спира или се забавя. Валежите може да спрат, но обикновено само отслабват и преминават в ръмеж. Температурата и влажността постепенно се повишават.

Трудностите, които могат да възникнат при преминаване на топъл фронт, са свързани главно с дълъг престой в зона с лоша видимост, чиято ширина варира от 150 до 200 морски мили. Трябва да знаете, че условията на плаване в умерен и северни ширинипри преминаване на топъл фронт през студеното полугодие те се влошават поради разширяване на зоната на лоша видимост и възможно заледяване.

2.8.2. Студен фронт

Студен фронт е фронт, движещ се към топла въздушна маса. Има два основни вида студени фронтове:

1) студени фронтове от първи вид - бавно движещи се или забавящи се фронтове, които най-често се наблюдават в периферията на циклони или антициклони;

2) студени фронтове от втори род - бързо движещи се или движещи се с ускорение, те възникват по време на вътрешни частициклони и корита, движещи се с висока скорост.

Студен фронт от първи вид.Студен фронт от първи вид, както споменахме, е бавно движещ се фронт. В този случай топлият въздух бавно се издига нагоре по нахлуващия в него клин от студен въздух (фиг. 14).

В резултат на това най-напред се формират нимбослостовидни облаци (Ns) над интерфейсната зона, трансформиращи се на известно разстояние от предната линия в алтослоест (As) и перестослоест (Cs) облаци. Валежите започват да падат близо до фронтовата линия и продължават и след нейното преминаване. Ширината на зоната на постфронталните валежи е 60-110 NM. През топлия сезон в предната част на такъв фронт се създават благоприятни условия за образуване на мощни купесто-дъждовни облаци (Cb), от които падат валежи, придружени от гръмотевични бури.

Налягането точно преди фронта пада рязко и на барограмата се образува характерен „нос на гръмотевична буря“ – остър връх, обърнат надолу. Малко преди преминаването на фронта вятърът се обръща към него, т.е. прави ляв завой. След преминаването на фронта налягането започва да нараства и вятърът рязко се обръща надясно. Ако фронтът е разположен в добре очертана падина, тогава завоят на вятъра понякога достига 180 °; например южен вятър може да се промени на северен. С преминаването на фронта настъпва студено време.


Ориз. 14. Студен фронт от първи вид на вертикален разрез и на метеорологична карта.


Условията за плаване при пресичане на студен фронт от първи тип ще бъдат повлияни от влошаване на видимостта в зоната на валежите и шквални ветрове.

Студен фронт от втори вид.Това е бързо движещ се фронт. Бързото движение на студения въздух води до много интензивно изместване на префронталния топъл въздух и, като следствие, до мощно развитие на купести облаци (C) (фиг. 15).

Купесто-дъждовни облаци на голяма надморска височинаобикновено се простират напред на 60-70 NM от предната линия. Тази предна част на облачната система се наблюдава под формата на пересто-слоести (Cs), пересто-купести (Cc) и лещовидни висококупести (Ac) облаци.

Налягането пред приближаващия фронт пада, но слабо, вятърът се обръща наляво и вали силен дъжд. След преминаването на фронта налягането бързо се увеличава, вятърът рязко се обръща надясно и се усилва значително - придобива характер на буря. Температурата на въздуха понякога се понижава с 10°C за 1-2 часа.


Ориз. 15. Студен фронт от втори род на вертикален разрез и на метеорологична карта.


Условията за навигация при преминаване на такъв фронт са неблагоприятни, тъй като мощните възходящи въздушни течения в близост до фронтовата линия сами допринасят за образуването на вихър с разрушителни скорости на вятъра. Ширината на такава зона може да достигне 30 NM.

2.8.3. Бавно движещи се или неподвижни фронтове

Фронт, който не изпитва забележимо изместване нито към топлата, нито към студената въздушна маса, се нарича неподвижен. Стационарните фронтове обикновено са разположени в седловина или в дълбока падина, или в периферията на антициклон. Облачната система на стационарен фронт е система от перести, високослоести и нимбослоести облаци, която изглежда подобна на топъл фронт. През лятото отпред често се образуват купесто-дъждовни облаци.

Посоката на вятъра при такъв фронт остава почти непроменена. Скоростта на вятъра от страната на студения въздух е по-малка (фиг. 16). Налягането не претърпява значителни промени. В тясна ивица (30 NM) вали силен дъжд.

Вълнови смущения могат да се образуват при неподвижен фронт (фиг. 17). Вълните бързо се движат по неподвижния фронт по такъв начин, че студеният въздух остава вляво - по посока на изобарите, т.е. в топла въздушна маса. Скоростта на движение достига 30 възела или повече.


Ориз. 16. Бавно движещ се фронт на метеорологичната карта.



Ориз. 17. Вълнови смущения на бавно движещ се фронт.



Ориз. 18. Образуване на циклон на бавен фронт.


След преминаване на вълната фронтът възстановява позицията си. Увеличаване на вълновото смущение преди образуването на циклон се наблюдава, като правило, ако студен въздух тече отзад (фиг. 18).

През пролетта, есента и особено през лятото преминаването на вълните върху неподвижен фронт предизвиква развитие на интензивна гръмотевична дейност, придружена от шквалове.

Условията за корабоплаване при преминаване на неподвижен фронт са усложнени поради влошаване на видимостта, а през лятото поради усилване на вятъра до бурен вятър.

2.8.4. Оклузионни фронтове

Оклузионните фронтове се образуват в резултат на затварянето на студените и топлите фронтове и изместването на топлия въздух нагоре. Процесът на затваряне се случва в циклони, където студен фронт, движещ се с висока скорост, изпреварва топъл.

В образуването на оклузионния фронт участват три въздушни маси - две студени и една топла. Ако студената въздушна маса зад студения фронт е по-топла от студената маса пред фронта, тогава тя, измествайки топлия въздух нагоре, едновременно ще тече върху предната, по-студена маса. Такъв фронт се нарича топла оклузия (фиг. 19).


Ориз. 19. Топъл оклузионен фронт върху вертикален разрез и върху метеорологична карта.


Ако въздушната маса зад студения фронт е по-студена от въздушната маса пред топлия фронт, тогава тази задна маса ще тече както под топлата, така и под предната студена въздушна маса. Такъв фронт се нарича студена оклузия (фиг. 20).

Оклузионните фронтове преминават през няколко етапа в своето развитие. Най-трудните климатични условия на оклузионните фронтове се наблюдават в началния момент на затваряне на топлинния и студения фронт. През този период облачната система, както се вижда на фиг. 20, е комбинация от топъл и студен преден облак. Валежите от покривен характер започват да падат от нимбостратус и купесто-дъждовни облаци, във фронталната зона те се превръщат в дъждове.

Вятърът се усилва преди топлия фронт на оклузията, след преминаването му отслабва и се насочва надясно.

Преди студения фронт на оклузията вятърът се усилва до буря, след преминаването му отслабва и рязко завива надясно. Тъй като топлият въздух се измества в по-високите слоеве, фронтът на оклузията постепенно се размива, вертикалната мощност на облачната система намалява и се появяват безоблачни пространства. Нимбослоестите облаци постепенно се променят в стратуси, алтослоестите в висококупести и перестослоестите в перестокупести. Валежите спират. Преминаването на стари оклузионни фронтове се проявява в нахлуването на висококупеста облачност от 7-10 бала.


Ориз. 20. Студен оклузионен фронт върху вертикален разрез и върху метеорологична карта.


Условията за плуване през зоната на оклузионния фронт в началния етап на развитие почти не се различават от условията за плуване, съответно при преминаване на зоната на топли или студени фронтове.

Напред
Съдържание
обратно


Въздушни маси, които се различават по своите физически свойства, са разделени един от друг от слой въздух, наречен челна повърхност. В слоя на фронталната зона температурата, влажността, плътността и вятърът се променят рязко. Фронталната зона винаги е наклонена към студения въздух. Над него има топъл въздух, като по-малко плътен и лек, а над него, под формата на клин, има студен въздух. Основната причина за образуването на фронтове е сближаването на разнородни въздушни маси. Фронт се счита за динамично изразен, ако на разстояние от 1000 km температурната разлика между топъл и студен въздух е 8-10C. Скоростта на фронта зависи от ъгъла на пресичане на фронта с изобарите.

Фронтовете, които разделят основните географски типове въздушни маси, се наричат ​​големи фронтове.

Има:

· Арктически фронт, разделящ арктическия въздух от въздуха на умерените ширини;

· полярен фронт, разделящ умерения и тропическия въздух;

· тропически фронт, разположен между тропическия и екваториалния въздух.

По отношение на скоростта на движение тези фронтове могат да бъдат неподвижни ( Средната скоростдвижението им е 5-10 км/час. Разположени са в периферията на циклон или антициклон) бавно движещи се, бързо движещи се. По температурни, топли, студени и оклузионни фронтове. Според височината на развитие - приземни, тропосферни, височинни.

Топлофронт е участък от главния фронт, който се движи към студен въздух; зад този фронт се движи топъл въздух, който, тъй като е по-малко плътен, тече върху студения въздух.

СтудФронтът е участък от главния фронт, движещ се към топъл въздух. Зад този фронт се движи студен въздух, който е по-плътен и се вклинява под топлия въздух.

Фронтът, образуван в резултат на затварянето на топъл и студен въздух, се нарича фронт оклузия.

3.3 Топла предница през зимата и лятото. Условия за полет.


На топъл фронттопъл въздух тече върху студен въздух, разположен под формата на клин отдолу. Пред земната линия има зона на спад на налягането, която се дължи на замяната на студения въздух с топъл въздух. С падането на налягането вятърът се засилва, максимална скоростдостига преди да премине фронта, след което отслабва. Преди фронта преобладават ветрове от югоизточна посока, преминаващи зад фронта на юг и югозапад.

Бавното възходящо движение на топъл въздух по челната повърхност води до адиабатното му охлаждане и образуването на облачна система и голяма валежна зона, ширината на облачната зона достига 600-700 km.

Наклонът на челната повърхност се наблюдава в границите от 1/100 до 1/200.

Основната облачна система на фронта са слоесто-нимбо и високослоести Ns-As облаци, разположени в долните и средните нива (5-6 km). Горната им граница е почти хоризонтална, а долната се понижава от предния ръб до предната линия, където достига височина около 100 m (при студено време може да бъде и по-ниска). Над As-Ns има перести и перести облаци. Понякога те се сливат с основната облачна система. Но често горните облаци са отделени от системата Ns-As с облачен слой. Под основната облачност се наблюдава зона на обилни валежи. Намира се пред повърхностната фронтова линия и има нормална дължина от фронта до 400 км.

Във валежната зона се образуват ниски разкъсани дъждовни облаци с долна граница 50-100 m, понякога се появяват фронтални мъгли и поледици при температури от 0 до –3.

През зимата при силни ветрове преминаването на фронта е съпроводено със силни снежни бури, а през лятото на топлия фронт могат да се появят отделни джобове от купесто-дъждовна облачност с превалявания и гръмотевични бури. Най-често се появяват през нощта. Развитието им се обяснява със силно нощно охлаждане на горния слой на основната фронтална облачна система при относително постоянна температура в долните слоеве на облака. Това води до повишени температурни градиенти и увеличени вертикални течения, които водят до образуването на купесто-дъждовни облаци. Те обикновено са маскирани от облаци от нимбостратус, което ги прави трудни за визуално идентифициране. При приближаване на облаци нимбостратус, в които са скрити купесто-дъждовни облаци, започва неравност (турбулентност) и повишена електрификация, което се отразява негативно на работата на инструменталното оборудване.

През зимата в зоната на отрицателни температури и облачност на топъл фронт има опасност от обледеняване на самолети. Долната граница на заледяването е нулевата изотерма. Силно заледяване възниква по време на полет в зона със свръхохладен дъжд. През студения сезон топлият фронт се засилва и по-често създава трудни метеорологични условия: ниска облачност, лоша видимост при снежни бури, валежи, мъгла, обледеняване при валежи, лед на земята, наелектризиране в облаците.


Видимостта след преминаването на фронта остава ограничена за известно време, тъй като въздухът е наситен с голямо количество влага, което позволява мъглата, мъглата и ниската облачност да се задържат дълго време.

Зад топъл фронт температурите се повишават. На метеорологичните карти топлият фронт се обозначава с червена линия.

3.4 Студен фронт от 1-ви вид през зимата и лятото. Условия за полет.

Студен фронт от първи тип се движи със скорост не повече от 30 km/h.

В този случай има организирано, бавно издигане на топъл въздух над нахлуващ клин от студен въздух. През студената половина на годината във възходяща топъл въздухпроцесът на кондензация не протича бурно. В резултат на това над челната повърхност се образуват нимбослоести облаци. Валежите започват от самата предна линия, ширината на валежната зона е 100-200 км.

През този сезон облачната система наподобява облачната покривка на топла предна система, разположена в обратен ред. Облаците от по-високо ниво са разположени зад фронтовата линия на повърхността и могат да бъдат отделени от основната облачна система с безоблачен слой.

Горната граница на слоестите и високослоестите облаци (Ns-As) се намира на надморска височина 4-5 км.

През топлия сезон се образуват купесто-дъждовни облаци с голяма вертикална дебелина пред облачната система Ns-As, от която падат валежи, придружени от гръмотевични бури; тези облаци са разположени в хребети по фронтовата линия с ширина 50-100 km. Горната граница може да достигне тропопаузата и по-висока. Под облаците се наблюдават валежи, гръмотевични бури и шквалове. Във валежната зона почти винаги се образуват ниски разкъсани дъждовни облаци.След преминаването на фронта вятърът се обръща надясно и отслабва, налягането пред фронта пада, зад фронта постепенно се повишава и температурата се понижава.

3.5 Студен фронт от 2-ри вид през зимата и лятото. Условия за полет.

бързо движещи се студен фронт 2 видае най-опасният от всички видове атмосферни фронтове. Поради високата скорост на движение (40-50 км/ч) студеният въздух с страхотна енергияизмества топлия въздух нагоре към голяма надморска височина. IN лятно времеВ резултат на тази силна динамична конвекция в топлия въздух се образуват купесто-дъждовни облаци с голяма вертикална мощност, които понякога пробиват тропопаузата. През студения сезон


мощността на облака е по-малка.

Купесто-дъждовните облаци се изтласкват напред по посока на вятъра на голяма надморска височина, на 100-300 км от фронтовата линия. Предвестник на приближаването на такъв фронт са висококупестите лещовидни облаци (Ac), появяващи се на 200 km преди фронтовата линия на повърхността. На самата предна линия купесто-дъждовните облаци са придружени от шквалове с разрушителна скорост на вятъра и гръмотевични бури. Ширината на облачната система достига няколко десетки километра, долната граница обикновено е на надморска височина 300-400 m, а във валежната зона може да падне до 100-200 m.

В облаците голяма опасностпредставляват възходящи потоци до 30 m/s или повече и низходящи потоци до 15 m/s или повече. Освен това е възможно да има гръмотевични бури, обилни валежи в облаците и интензивно заледяване в минусовата температурна зона. Но ширината на тази опасна зона е малка, приблизително 50 км.

Близо до земята този фронт е придружен от шквалове, дъждове и гръмотевични бури; ширината на валежната зона е няколко десетки километра и обикновено се наблюдава пред повърхностната фронтова линия. Налягането пред фронта рязко пада, зад фронта бързо се увеличава. След преминаването на фронта вятърът рязко променя посоката си надясно и се усилва до 20-30 м/с. Температурата зад фронта се понижава с 10-12°C за 1 час.

Времето на този фронт е най-силно изразено през летния следобед.

През зимата при преминаването на фронта се наблюдават силни снеговалежи и виелици, които намаляват видимостта до няколко десетки метра. Основната облачност е купесто-дъждовна (Cb) с височина 4-5 km.

Полетите на нива на полета се извършват при прости метеорологични условия, като основното им влияние се проявява на ниски нива на полет по време на излитане, кацане и изкачване.

3.6 Оклузионни фронтове. Условия за полет.

Топлите и студените фронтове са фронтовете на младите циклони. Студеният фронт, като по-активен и бързо движещ се, обикновено настига топлия фронт и се слива с него. В същото време две студени въздушни маси– разположени пред топлия фронт и разположени зад студения фронт. Топлият въздух, уловен между фронтовете, се отрязва от земята и се изтласква нагоре. Облачните системи от топли и студени фронтове се приближават и частично се припокриват една друга и също се изтласкват нагоре. Този процес се нарича процес на циклонна оклузия, а полученият фронт се нарича фронт на оклузия (оклузия - „оклузия“ - заключване за затваряне).

В резултат на оклузията възникват два вида фронтове на оклузия:

1. топъл фронт на оклузия (оклузия като топъл фронт);

2. оклузия на студен фронт (оклузия като студен фронт).

Топла предна оклузия.

Този фронт се появява, ако студеният въздух в задната част на циклона е по-топла въздушна маса, разресваща студения въздух отпред. При оклузия на циклон по-малко студен въздух преминава към по-студен въздух, образува се многослойна облачна система, състояща се от система от топли предни облаци - стратуси и студени предни облаци - купесто-дъждовни, под които могат да се появят ниски разкъсани дъждовни облаци.

Покривните валежи започват преди фронтовата линия на 300-400 км, като постепенно преминават в дъждове в точката на оклузията. Вятърът близо до земята има рязко дясно завъртане и се усилва. Налягането бързо пада. Оклузии от този тип се срещат предимно през студената половина на годината. При средни и големи височини на полет самолетите могат да се натъкнат на маскирани купесто-дъждовни облаци, които причиняват силна турбуленция и обледеняване. Ширината на такава зона нормално към фронта е 50 км. Когато летите на ниска надморска височина, винаги се натъквате на ниски облаци, превръщащи се в мъгла, заледяване и лед на летището.

Времето у нас е нестабилно. Това е особено очевидно в европейската част на Русия. Това се дължи на факта, че се срещат различни въздушни маси: топли и студени. Въздушните маси се различават по свойства: температура, влажност, съдържание на прах, налягане. Атмосферната циркулация позволява на въздушните маси да се движат от една част в друга. Когато въздушни маси с различни свойства влизат в контакт, атмосферни фронтове.

Атмосферните фронтове са наклонени към земната повърхност, ширината им достига от 500 до 900 km, а дължината им достига 2000-3000 km. Във фронталните зони се появява граница между два вида въздух: студен и топъл. Такава повърхност се нарича челен. По правило тази повърхност е наклонена към студения въздух - той се намира под него, тъй като е по-тежък. И топъл въздух, по-лек, се намира над челната повърхност (виж Фиг. 1).

Ориз. 1. Атмосферни фронтове

Образува се пресечната линия на челната повърхност със земната повърхност фронтова линия, което също се нарича накратко отпред.

Атмосферен фронт- преходна зона между две различни въздушни маси.

Топлият въздух, тъй като е по-лек, се издига. Докато се издига, той се охлажда и се насища с водни пари. В него се образуват облаци и падат валежи. Следователно преминаването на атмосферен фронт винаги е съпроводено с валежи.

В зависимост от посоката на движение движещите се атмосферни фронтове се делят на топли и студени. Топъл фронтобразува се, когато топъл въздух преминава в студен въздух. Предната линия се движи към студения въздух. След преминаването на топъл фронт настъпва затопляне. Топъл фронт образува непрекъсната линия от облаци с дължина стотици километри. Има продължителни ръмежливи дъждове и настъпва затопляне. Издигането на въздуха по време на пристигането на топъл фронт става по-бавно в сравнение със студен фронт. Перистите и пересто-слоестите облаци, образуващи се високо в небето, са предвестник на приближаващ топъл фронт. (виж фиг. 2).

Ориз. 2. Топъл фронт ()

Образува се, когато студен въздух тече под топъл въздух, докато предната линия се движи към топъл въздух, който се изтласква нагоре. Обикновено студеният фронт се движи много бързо. Това причинява силни ветрове, силни, често силни валежи с гръмотевични бури и снежни бури през зимата. Охлаждане настъпва след преминаването на студен фронт (виж Фиг. 3).

Ориз. 3. Студен фронт ()

Атмосферните фронтове могат да бъдат неподвижни или движещи се. Ако въздушните течения не се движат към студен или топъл въздух по предната линия, се наричат ​​такива фронтове стационарен. Ако въздушните течения имат скорост на движение, перпендикулярна на фронтовата линия, и се движат към студен или към топъл въздух, такива атмосферни фронтове се наричат движещ се. Атмосферните фронтове възникват, преместват се и се срутват за около няколко дни. Ролята на фронталната активност във формирането на климата е по-изразена в умерените ширини, поради което по-голямата част от Русия се характеризира с нестабилно време. Най-мощните фронтове възникват при контакт на основните видове въздушни маси: арктически, умерен, тропически (виж Фиг. 4).

Ориз. 4. Образуване на атмосферни фронтове на територията на Русия

Наричат ​​се зони, отразяващи техните дългосрочни позиции климатични фронтове. На границата между арктическия и умерения въздух, над северните райони на Русия, a арктически фронт.Въздушните маси от умерените ширини и тропическите са разделени от полярен умерен фронт, който се намира главно на юг от границите на Русия. Основните климатични фронтове не образуват непрекъснати ивици от линии, а са разделени на сегменти. Дългосрочните наблюдения показват, че арктическият и полярният фронт се движат на юг през зимата и на север през лятото. В източната част на страната арктическият фронт достига брега на Охотско море през зимата. На североизток от него преобладава много студен и сух арктически въздух. В европейска Русия арктическият фронт не се движи толкова далеч. Тук се усеща затоплящият ефект на Северноатлантическото течение. Клоните на полярния климатичен фронт се простират над южните територии на нашата страна само през лятото, а през зимата те лежат над Средиземно мореи Иран и от време на време превземат Черно море.

Участвайте във взаимодействието на въздушните маси циклониИ антициклони- големи движещи се атмосферни вихри, които пренасят атмосферни маси.

Ниска зона атмосферно наляганес определена система от ветрове, духащи от краищата към центъра и отклоняващи се обратно на часовниковата стрелка.

Зона с високо атмосферно налягане със специфична система от ветрове, духащи от центъра към краищата и отклоняващи се по посока на часовниковата стрелка.

Циклоните са с внушителни размери, простиращи се в тропосферата на височина до 10 km и ширина до 3000 km. При циклоните налягането се повишава, а при антициклоните се понижава. В северното полукълбо ветровете, духащи към центъра на циклоните, се отклоняват под въздействието на силата на аксиалното въртене на Земята надясно (въздухът се върти обратно на часовниковата стрелка), а в централната част въздухът се издига. В антициклоните ветровете, насочени към покрайнините, също се отклоняват надясно (въздухът се върти по посока на часовниковата стрелка), а в централната част въздухът се спуска от горни слоевеатмосферата надолу (виж Фиг. 5, Фиг. 6).

Ориз. 5. Циклон

Ориз. 6. Антициклон

Фронтовете, върху които възникват циклоните и антициклоните, почти никога не са прави, те се характеризират с вълнообразни завои (виж Фиг. 7).

Ориз. 7. Атмосферни фронтове (синоптична карта)

В получените заливи от топъл и студен въздух се образуват въртящи се върхове атмосферни вихри (виж Фиг. 8).

Ориз. 8. Образуване на атмосферен вихър

Постепенно те се отделят отпред и започват да се движат и сами да пренасят въздуха със скорост 30-40 км/ч.

Атмосферните вихри продължават 5-10 дни преди разрушаването. И интензивността на тяхното образуване зависи от свойствата на подлежащата повърхност (температура, влажност). Всеки ден в тропосферата се образуват няколко циклона и антициклона. Стотици от тях се образуват през цялата година. Всеки ден страната ни е под въздействието на някакъв вид атмосферен вихър. Тъй като въздухът се издига в циклони, пристигането им винаги е свързано с облачно време с валежи и ветрове, прохладно през лятотоИ топло през зимата. През цялото времетраене на антициклона преобладава безоблачно сухо време, горещо през лятотои мразовит през зимата. Това се улеснява от бавното спускане на въздуха от по-високите слоеве на тропосферата. Спускащият се въздух се нагрява и става по-малко наситен с влага. В антициклоните ветровете са слаби, а във вътрешните им части е пълно затишие - спокоен(виж Фиг. 9).

Ориз. 9. Движение на въздуха в антициклон

В Русия циклоните и антициклоните са ограничени до основните климатични фронтове: полярен и арктически. Те се образуват и на границата между морските и континенталните въздушни маси от умерените ширини. В Западна Русия възникват циклони и антициклони, които се движат в посока на общия въздушен транспорт от запад на изток. В Далечния изток в съответствие с посоката на мусоните. При движение със западен транспорт на изток циклоните се отклоняват на север, а антициклоните - на юг (виж Фиг. 10).Следователно пътищата на циклоните в Русия най-често минават северните райониРусия, а антициклони - покрай южните. В това отношение атмосферното налягане в северната част на Русия е по-ниско, може да има лошо време много дни подред, на юг има повече слънчеви дни, сухо лято и малко снежна зима.

Ориз. 10. Отклонение на циклоните и антициклоните при движение от запад

Райони, където преминават интензивни зимни циклони: Баренцово, Карско, Охотско море и северозападната част на Руската равнина. През лятото циклоните са най-чести Далеч на изтоки на запад от Руската равнина. Антициклоналното време преобладава през цялата година в южната част на Руската равнина, на юг Западен Сибир, а през зимата над цялата Източен Сибир, където се установява азиатското максимално налягане.

Движението и взаимодействието на въздушните маси, атмосферните фронтове, циклоните и антициклоните променят времето и му влияят. Данните за промените във времето се нанасят върху специални синоптични карти за по-нататъшен анализ метеорологични условияна територията на страната ни.

Движението на атмосферните вихри води до промени във времето. Нейното състояние за всеки ден се записва на специални карти - синоптичен(виж Фиг. 11).

Ориз. 11. Синоптична карта

Наблюденията за времето се извършват от обширна мрежа метеорологични станции. След това резултатите от наблюденията се предават на хидрометеорологични центрове за данни. Тук те се обработват и информацията за времето се нанася на синоптични карти. Картите показват атмосферното налягане, фронтовете, температурата на въздуха, посоката и скоростта на вятъра, облачността и валежите. Разпределението на атмосферното налягане показва положението на циклоните и антициклоните. Изучавайки моделите на потока атмосферни процесиможете да предвидите времето. Точна прогнозавремето е изключително сложен въпрос, тъй като е трудно да се отчете целият комплекс от взаимодействащи си фактори в тяхното постоянно развитие. Следователно дори краткосрочните прогнози на хидрометеорологичния център не винаги са оправдани.

Източник).).

  • Прашна буря над Арабско море ().
  • Циклони и антициклони ().

    • Домашна работа

    1. Защо се появяват валежи в зоната на атмосферния фронт?
    2. Каква е основната разлика между циклон и антициклон?

    ), са разделени една от друга с доста тесни преходни зони, които са силно наклонени към земната повърхност(по-малко от 1°). Предната част е разделението между онези, които имат различни физически свойства. Пресечната точка на фронта със земната повърхност се нарича фронтова линия. Отпред всички свойства на въздушните маси - температура, посока и скорост на вятъра, влажност, валежи - се променят драматично. Преминаването на фронта през мястото за наблюдение е съпроводено с повече или по-малко резки промени.

    Има фронтове, свързани с циклони и климатични фронтове.

    В циклоните фронтовете се образуват, когато топъл и студен въздух се срещнат, като горната част на фронталната система обикновено се намира в центъра. Студеният въздух, срещайки топлия въздух, винаги се озовава на дъното. Изтича под топлия, опитвайки се да го избута нагоре. Топлият въздух, напротив, тече върху студен въздух и ако го притисне, самият той се издига по равнината на интерфейса. В зависимост от това кой въздух е по-активен и в каква посока се движи фронтът, той се нарича топъл или студен.

    Топъл фронт се движи към студен въздух и означава пристигането на топъл въздух. Бавно отблъсква студения въздух. Тъй като е по-лек, той тече върху клина от студен въздух, леко се издига нагоре по границата. В този случай пред фронта се образува обширна зона от облаци, от която падат силни валежи. Валежната ивица пред топлия фронт достига 300, а в студено време дори 400 км. Зад фронтовата линия валежите спират. Постепенното заместване на студения въздух с топъл въздух води до намаляване на налягането и увеличаване на вятъра. След преминаването на фронта се наблюдава рязка промяна на времето: той се издига, променя посоката си с около 90° и отслабва, видимостта се влошава, образува се ръмеж, може и да ръми.

    Студен фронт се движи към топъл въздух. В този случай студеният въздух - като по-плътен и по-тежък - се движи по земната повърхност под формата на клин, движи се по-бързо от топлия въздух и като че ли повдига топлия въздух пред себе си, енергично го избутва нагоре. Над фронтовата линия и преди нея се образуват големи купесто-дъждовни образувания, от които валят обилни дъждове, възникват силни ветрове и се наблюдават силни ветрове. След преминаването на фронта валежите и облачността значително намаляват, вятърът променя посоката си с около 90° и леко отслабва, температурата се понижава, влажността на въздуха намалява, а неговата прозрачност и видимост се увеличават; нарастващ.

    Арктическият (антарктически) фронт разделя арктическия (антарктически) въздух от въздуха на умерените ширини, два умерени (полярни) фронта разделят въздуха на умерените ширини и тропическия въздух. Тропическият фронт се образува там, където се срещат тропически въздух и въздух, които се различават по температура, а не по температура. Всички фронтове, заедно с границите на поясите, се изместват към полюсите през лятото, а през зимата. Те често образуват отделни клони, разпространяващи се на големи разстояния от. Тропическият фронт винаги е в полукълбото, където е лято.

    Атмосферен фронт, тропосферни фронтове - преходна зона в тропосферата между съседни въздушни маси с различни физични свойства.

    Атмосферен фронт възниква, когато маси от студен и топъл въздух се приближават и срещат в долните слоеве на атмосферата или в цялата тропосфера, покривайки слой с дебелина до няколко километра, с образуването на наклонена граница между тях.

    Видове :

    Топъл фронт - атмосферен фронт, движещ се към по-студен въздух (наблюдава се топлинна адвекция). Зад топлия фронт в района навлиза топла въздушна маса.

    На метеорологична карта топлият фронт е маркиран в червено или с почернени полукръгове, насочени в посоката на движение на фронта. С приближаването на топлата фронтова линия налягането започва да пада, облаците се сгъстяват и започват да падат обилни валежи. През зимата при преминаване на фронт обикновено се появяват ниски слоести облаци. Температурата и влажността бавно се повишават. С преминаването на фронта температурите и влажността обикновено се повишават бързо и ветровете се усилват. След преминаването на фронта посоката на вятъра се променя (вятърът се обръща по посока на часовниковата стрелка), падането на налягането спира и започва лекото му повишаване, облаците се разсейват и валежите спират. Полето на тенденциите на налягането е представено по следния начин: пред топлия фронт има затворена зона на спад на налягането, зад фронта има или повишаване на налягането, или относително увеличение (намаляване, но по-малко, отколкото отпред отпред).

    В случай на топъл фронт, топлият въздух, движейки се към студения въздух, се влива в клин от студен въздух и се плъзга нагоре по този клин и динамично се охлажда. На определена височина, определена от първоначалното състояние на издигащия се въздух, се постига насищане - това е нивото на кондензация. Над това ниво се образуват облаци в издигащия се въздух. Адиабатното охлаждане на топъл въздух, плъзгащ се по клин от студен въздух, се засилва от развитието на възходящи движения от нестабилност с динамичен спад на налягането и от конвергенцията на вятъра в долния слой на атмосферата. Охлаждането на топъл въздух по време на плъзгане нагоре по повърхността на предната част води до образуването характерна системаслоести облаци (възходящи облаци): циростратус - алтостратус - нимбостратус (Cs-As-Ns).

    При приближаване към точка на топъл фронт с добре развита облачност, перестите облаци се появяват първо под формата на успоредни ивици с ноктовидни образувания в предната част (предвестници на топъл фронт), издължени по посока на въздушните течения в техните ниво (Ci uncinus). Първите перести облаци се наблюдават на разстояние много стотици километри от фронтовата линия близо до повърхността на Земята (около 800-900 км). След това перестите облаци стават перести облаци. Тези облаци се характеризират с хало явления. Облаците от горния слой - перести и перести (Ci и Cs) се състоят от ледени кристали и не произвеждат валежи. Най-често облаците Ci-Cs представляват самостоятелен слой, чиято горна граница съвпада с оста на струйния поток, т.е. близо до тропопаузата.

    Тогава облаците стават все по-плътни: високослоестите облаци (Altostratus) постепенно се превръщат в нимбослоести облаци (Nimbostratus), започват да падат валежи, които отслабват или спират напълно след преминаване на фронтовата линия. С наближаването на предната линия височината на основата N намалява. Минималната му стойност се определя от височината на нивото на кондензация в издигащия се топъл въздух. Алтослоевете (As) са колоидни и се състоят от смес от малки капчици и снежинки. Тяхната вертикална дебелина е доста значителна: започвайки от надморска височина 3-5 km, тези облаци се простират до височини от порядъка на 4-6 km, тоест имат дебелина 1-3 km. Валежите, падащи от тези облаци през лятото, преминавайки през топлата част на атмосферата, се изпаряват и не винаги достигат земната повърхност. През зимата валежите от As под формата на сняг почти винаги достигат земната повърхност и също така стимулират валежите от подлежащия St-Sc. В този случай ширината на зоната на непрекъснати валежи може да достигне ширина от 400 km или повече. Най-близо до повърхността на Земята (на надморска височина от няколкостотин метра, а понякога и 100-150 m и дори по-ниско) е долната граница на облаците nimbostratus (Ns), от които валежите падат под формата на дъжд или сняг; Нимбослоестите облаци често се развиват под нимбослоестите облаци (St fr).

    Облаците Ns се простират до височини от 3...7 km, тоест имат много значителна вертикална дебелина. Облаците също се състоят от ледени елементи и капчици, като капчиците и кристалите, особено в долната част на облаците, са по-големи, отколкото в As. Долната основа на облачната система As-Ns в общ контурсъвпада с предната повърхност. Тъй като върхът на облаците As-Ns е приблизително хоризонтален, най-голямата им дебелина се наблюдава близо до предната линия. В центъра на циклона, където облачната система на топлия фронт е най-развита, ширината на облачната зона Ns и зоната на силни валежи е средно около 300 km. Като цяло облаците As-Ns имат ширина 500-600 km, ширината на облачната зона Ci-Cs е около 200-300 km. Ако проектираме тази система върху наземна карта, тогава цялата тя ще се появи пред топлата фронтова линия на разстояние 700-900 км. В някои случаи зоната на облачността и валежите може да бъде много по-широка или по-тясна в зависимост от ъгъла на наклона на челната повърхност, височината на нивото на кондензация и топлинните условия на долната тропосфера.

    През нощта радиационното охлаждане на горната граница на облачната система As-Ns и намаляването на температурата в облаците, както и повишеното вертикално смесване, когато охладеният въздух се спуска в облака, допринася за образуването на ледена фаза в облаците , растежа на облачните елементи и образуването на валежи. Когато се отдалечите от центъра на циклона, възходящите въздушни движения отслабват и валежите спират. Фронталните облаци могат да се образуват не само над наклонената повърхност на фронта, но в някои случаи и от двете страни на фронта. Това е особено характерно за началния етап на циклона, когато възходящите движения обхващат фронталната област - тогава валежите могат да паднат от двете страни на фронта. Но зад фронтовата линия фронталните облаци обикновено са силно стратифицирани и валежите след фронта често са под формата на дъждец или снежни зърна.

    В случай на много плосък фронт облачната система може да бъде преместена напред от предната линия. През топлия сезон възходящите движения в близост до фронтовата линия придобиват конвективен характер, а на топлите фронтове често се развиват купесто-дъждовни облаци и се наблюдават валежи и гръмотевични бури (както през деня, така и през нощта).

    През лятото през деня в повърхностния слой зад линията на топъл фронт със значителна облачност температурата на въздуха над сушата може да бъде по-ниска, отколкото пред фронта. Това явление се нарича маскиране на топъл фронт.

    Облачното покритие от стари топли фронтове също може да бъде стратифицирано по целия фронт. Постепенно тези слоеве се разсейват и валежите спират. Понякога топъл фронт не е придружен от валежи (особено през лятото). Това се случва, когато съдържанието на влага в топлия въздух е ниско, когато нивото на кондензация е на значителна височина. Когато въздухът е сух и особено при неговата забележима стабилна стратификация, плъзгането на топъл въздух нагоре не води до развитие на повече или по-малко интензивна облачност - тоест изобщо няма облаци или има ивица от облаци на горните и средните нива се наблюдава.

    Студен фронт - атмосферен фронт (повърхност, разделяща топли и студени въздушни маси), движещ се към топъл въздух. Студеният въздух напредва и изтласква топлия въздух: наблюдава се студена адвекция; зад студения фронт в района навлиза студена въздушна маса.

    На метеорологична карта студеният фронт е маркиран в синьо или с почернели триъгълници, сочещи посоката на движение на фронта. При пресичане на линията на студен фронт вятърът, както при топъл фронт, завива надясно, но завоят е по-значителен и рязък - от югозапад, юг (пред фронта) към запад , северозападна (зад фронта). В същото време скоростта на вятъра се увеличава. Атмосферното налягане се променя бавно пред фронта. Може да падне, но може и да се издигне. С преминаването на студен фронт започва бързо повишаване на налягането. Зад студения фронт повишаването на налягането може да достигне 3-5 hPa/3 часа, а понякога и 6-8 hPa/3 часа или дори повече. Промяната в тренда на налягането (от спад към нарастване, от бавен растеж към по-силен растеж) показва преминаването на фронтовата линия на повърхността.

    Преди фронта често се наблюдават валежи, а често и гръмотевични бури (особено в топлата половина на годината). След преминаването на фронта температурата на въздуха се понижава (студена адвекция), понякога бързо и рязко - с 5...10 °C и повече за 1-2 часа. Точката на оросяване пада заедно с температурата на въздуха. Видимостта обикновено се подобрява, тъй като по-чистият, по-малко влажен въздух от северните ширини се движи зад студения фронт.

    Характерът на времето на студен фронт варира значително в зависимост от скоростта на движение на фронта, свойствата на топлия въздух пред фронта и характера на възходящите движения на топлия въздух над студения клин.

    Има два вида студени фронтове:

    студен фронт от първи вид, когато студен въздух се движи бавно,

    студен фронт от втори тип, придружен от бързо настъпване на студен въздух.

    Предна част на оклузията - атмосферен фронт, свързан с топлинен хребет в долната и средната тропосфера, който причинява широкомащабни възходящи въздушни движения и образуването на разширена зона от облаци и валежи. Често фронтът на оклузия възниква поради затваряне - процесът на изместване на топъл въздух нагоре в циклон поради факта, че студеният фронт „догонва“ топлия фронт, който се движи напред и се слива с него (процесът на оклузия на циклона). Фронтовете на оклузия са свързани с интензивни валежи, а през лятото със силни дъждове и гръмотевични бури.

    Поради низходящите движения на студения въздух в задната част на циклона, студеният фронт се движи по-бързо от топлия фронт и с времето го настига. На етапа на запълване на циклона възникват сложни фронтове - оклузионни фронтове, които се образуват при затваряне на студени и топли атмосферни фронтове. В системата на оклузионния фронт взаимодействат три въздушни маси, от които топлата вече не влиза в контакт със земната повърхност. Топлият въздух под формата на фуния постепенно се издига нагоре и мястото му се заема от студен въздух, идващ отстрани. Интерфейсът, който възниква, когато се срещнат студен и топъл фронт, се нарича предна повърхност на оклузия. Оклузионните фронтове са свързани с интензивни валежи и силни гръмотевични бури през лятото.

    Въздушните маси, които се затварят по време на оклузия, обикновено имат различни температури- едното може да е по-студено от другото. В съответствие с това се разграничават два вида оклузионни фронтове - оклузионни фронтове от тип топъл фронт и фронтове на оклузия от тип студен фронт.

    В Централна Русия и ОНД през зимата преобладават топли фронтове на оклузия, тъй като умереният морски въздух навлиза в задната част на циклона, който е много по-топъл от континенталния умерен въздух в предната част на циклона. През лятото тук се наблюдават предимно закрити студени фронтове.

    Полето на налягане на фронта на оклузията е представено от добре очертана дъна с V-образни изобари. Преди фронта на синоптичната карта има зона на спад на налягането, свързана с повърхността на топлия фронт, а зад фронта на оклузията има зона на повишаване на налягането, свързана с повърхността на студения фронт. Точката на синоптичната карта, от която се разминават останалите отворени участъци на топлия и студения фронт в запушващия циклон, е точката на оклузията. Тъй като циклонът запушва, точката на запушване се измества към неговата периферия.

    В предната част на оклузионния фронт се наблюдават перести (Ci), пересто-слоести (Cs), алтослоести (As) облаци, а при активни оклузионни фронтове – нимбостратуси (Ns). Ако в оклузията участва студен фронт от първи вид, тогава част от облачната система на студения фронт може да остане над горния топъл фронт. Ако участва студен фронт от втория тип, тогава зад горния топъл фронт настъпва изясняване, но долният студен фронт може да развие вълна от купесто-дъждовни облаци (Cb) вече в предния студен въздух, изместен от по-студен заден клин. По този начин валежите от altostratus и stratostratus (As-Ns), ако се появят, могат да започнат преди валежите или едновременно с или след преминаването на долния студен фронт; валежите могат да паднат от двете страни на долния фронт и преходът от покривни валежи към дъждове, ако се случи, не се случва пред долния фронт, а в непосредствена близост до него.

    Конвергентните облачни системи от топли и студени фронтове са съставени главно от As-Ns. В резултат на конвергенцията се появява мощна Cs-As-Ns облачна система с най-голяма дебелина близо до горния студен фронт. В случай на млад оклузионен фронт облачната система започва с Ci и Cs, които преминават в As, след това в Ns. Понякога Ns може да бъде последвано от Cb, последвано отново от Ns. Слабото плъзгане нагоре на задния въздух по протежение на оклудираната повърхност може да доведе до образуването на облаци като стратуси и слоестокупести (St-Sc) по нея, недостигащи нивото на ледените ядра. Те ще предизвикат ръмежи преди долния топъл фронт. В случай на стар топъл запушен фронт, облачната система се състои от перестослоести (Cs) и висококупести (Ac) облаци, понякога съединени от алтослоести (As); може да няма валежи.

    Стационарен фронт

    1. Фронт, който не променя положението си в пространството.

    2. Фронт, по който въздушните маси се движат хоризонтално; отпред без приплъзване.

    32) циклони и антициклони. Етапи на тяхното развитие, ветрови системи и облачност в тях.

    Антициклон- област с високо атмосферно налягане със затворени концентрични изобари на морското равнище и със съответно разпределение на вятъра. В нисък антициклон - студ, изобарите остават затворени само в най-долните слоеве на тропосферата (до 1,5 km), а в средната тропосфера повишено налягане изобщо не се открива; Възможно е също над такъв антициклон да има височинен циклон.

    моб_инфо