Механизмът на образуване на топъл атмосферен фронт. Атмосферни фронтове: понятия и видове

Понятието атмосферен фронт обикновено се разбира като преходна зона, в която се срещат съседни въздушни маси с различни характеристики. Образуването на атмосферни фронтове възниква при сблъсък на топли и студени въздушни маси. Те могат да се простират на десетки километри.

Въздушни маси и атмосферни фронтове

Атмосферната циркулация възниква поради образуването на различни въздушни течения. Въздушните маси, разположени в долните слоеве на атмосферата, са способни да се комбинират помежду си. Причината за това е общи свойстватези маси или идентичен произход.

Промените в метеорологичните условия се случват именно поради движението на въздушните маси. Топлите предизвикват затопляне, а студените - охлаждане.

Има няколко вида въздушни маси. Те се отличават по източника на възникването им. Такива маси са: арктически, полярни, тропични и екваториални въздушни маси.

Атмосферни фронтовевъзникват при сблъсък на различни въздушни маси. Зоните на сблъсък се наричат ​​фронтални или преходни. Тези зони моментално се появяват и също бързо се срутват - всичко зависи от температурата на сблъскващите се маси.

Вятърът, генериран от такъв сблъсък, може да достигне скорост от 200 km/k на височина 10 km от земната повърхност. Циклоните и антициклоните са резултат от сблъсъци на въздушни маси.

Топли и студени фронтове

Топлите фронтове се считат за фронтове, движещи се към студен въздух. Топлата въздушна маса се движи заедно с тях.

С приближаването на топлите фронтове се наблюдава понижение на налягането, сгъстяване на облаците и обилни валежи. След преминаването на фронта посоката на вятъра се променя, скоростта му намалява, налягането започва постепенно да се повишава и валежите спират.

Топлият фронт се характеризира с поток от топли въздушни маси върху студени, което ги кара да се охлаждат.

Също така доста често е придружено от обилни валежи и гръмотевични бури. Но когато във въздуха няма достатъчно влага, валежите не падат.

Студените фронтове са въздушни маси, които се движат и изместват топлите. Има студени фронтове от първи род и студени фронтове от втори род.

Първият тип се характеризира с бавното проникване на въздушните му маси под топъл въздух. Този процес образува облаци както зад фронтовата линия, така и в нея.

Горната част на фронталната повърхност се състои от еднородно покритие от слоести облаци. Продължителността на образуването и разпадането на студен фронт е около 10 часа.

Вторият тип са студени фронтове, движещи се с висока скорост. Топлият въздух незабавно се заменя със студен. Това води до образуването на купесто-дъждовна област.

Първите сигнали за приближаването на такъв фронт са високата облачност, която визуално наподобява леща. Тяхното образуване се случва много преди пристигането му. Студеният фронт се намира на двеста километра от мястото, където се появяват тези облаци.

Студен фронт от 2-ри вид в летен периодпридружени от обилни валежи под формата на дъжд, градушка и силни ветрове. Такова време може да се простира на десетки километри.

През зимата студен фронт от 2-ри тип причинява снежна буря, силни ветрове и грапавост.

Атмосферни фронтове на Русия

Климатът на Русия се влияе главно от Северния ледовит океан, Атлантическия и Тихия океан.

През лятото антарктическите въздушни маси преминават през Русия, засягайки климата на Предкавказието.

Цялата територия на Русия е предразположена към циклони. Най-често те се образуват над Карско, Баренцово и Охотско море.

Най-често у нас има два фронта - арктически и полярен. Те се движат на юг или на север през различни климатични периоди.

Южна част Далеч на изтокповлиян от тропическите фронтове. Обилните валежи в Централна Русия са причинени от влиянието на полярния денди, който действа през юли.

Въздушни маси, които се различават по своите физични 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 скорост на движение тези фронтове могат да бъдат стационарни (средната скорост на движението им е 5-10 км/ч. Разположени са по периферията на циклон или антициклон), бавноподвижни, бързоподвижни. 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 студен 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, достига максимална скорост преди преминаването на фронта и след това 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 неговото адиабатно 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 спуска от предния ръб към 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, когато силни ветровеПреминаването на фронта е съпроводено със силни снежни бури, като през лятото на топлия фронт могат да се появят отделни купесто-дъждовни облаци 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 произвежда трудно метеорологично време: ниска облачност, лоша видимост при снежни бури, валежи, мъгла, заледяване 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 процесът на кондензация в издигащия се топъл въздух 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. В зоната на валежите 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.

Тип 2 бързо движещ се студен фронте 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 от 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 се приближават една до друга - едната се намира пред топлия фронт, а другата - 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. топла предна 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.

Атмосферен фронт, тропосферни фронтове - преходна зона в тропосферата между съседни въздушни масис 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. Атмосферно наляганепреди предната част да се промени бавно. 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 при среща на студен и топъл фронт, се нарича предна повърхност на оклузията. Оклузионните фронтове са свързани с интензивни валежи и силни гръмотевични бури през лятото.

Въздушните маси, които се затварят една до друга по време на оклузия, обикновено имат различни температури - едната може да е по-студена от другата. 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.

Разгледахме видовете атмосферни фронтове. Но когато се прогнозира времето в яхтинга, трябва да се помни, че разглежданите видове атмосферни фронтове отразяват само основните характеристики на развитието на циклон. В действителност може да има значителни отклонения от този модел.
Признаците на атмосферен фронт от всякакъв тип в някои случаи могат да бъдат изразени или утежнени, в други случаи - слабо изразени или замъглени.

Ако типът на атмосферния фронт се влоши, тогава при преминаване през неговата линия температурата на въздуха и други метеорологични елементи се променят рязко; ако е замъглено, температурата и другите метеорологични елементи се променят постепенно.

Процесите на образуване и влошаване на атмосферните фронтове се наричат ​​фронтогенеза, а процесите на ерозия - фронтолиза. Тези процеси се наблюдават непрекъснато, както въздушните маси непрекъснато се формират и трансформират. Това трябва да се помни, когато се прогнозира времето в яхтинга.

За образуването на атмосферен фронт е необходимо наличието на поне малък хоризонтален температурен градиент и такова поле на вятъра, под влияние на което този градиент значително да се увеличи в определена тясна ивица.

Специална роля в образуването и ерозията различни видовеатмосферните фронтове се играят от седлата на налягането и свързаните с тях полета на деформация на вятъра. Ако изотермите в преходната зона между съседни въздушни маси са разположени успоредно на оста на разтягане или под ъгъл по-малък от 45 ° спрямо нея, тогава в полето на деформация те се приближават и хоризонталният температурен градиент се увеличава. Напротив, когато изотермите са разположени успоредно на оста на компресия или под ъгъл по-малък от 45 ° спрямо нея, разстоянието между тях се увеличава и ако вече образуван атмосферен фронт попадне под такова поле, той ще бъде измит.

Профил на повърхността на атмосферния фронт.

Ъгълът на наклона на повърхностния профил на атмосферния фронт зависи от разликата в температурата и скоростта на вятъра на топли и студени въздушни маси. На екватора атмосферните фронтове не се пресичат със земната повърхност, а се превръщат в хоризонтални инверсионни слоеве. Трябва да се отбележи, че размерът на наклона на повърхността на топъл и студен атмосферен фронт донякъде се влияе от триенето на въздуха върху земната повърхност. В рамките на фрикционния слой скоростта на движение на челната повърхност нараства с височина, а над нивото на триене тя остава почти непроменена. Това се отразява по различен начин върху повърхностния профил на топлите и студените атмосферни фронтове.

Когато атмосферният фронт започва да се движи като топъл фронт, в слоя, където скоростта на движение нараства с височината, фронталната повърхност става по-наклонена. Подобна конструкция за студен атмосферен фронт показва, че под въздействието на триенето долната част на повърхността му става по-стръмна от горната и дори може да получи обратен наклон отдолу, така че топлият въздух на земната повърхност може да се намира в под формата на клин под студа. Това затруднява прогнозирането на последващи събития в яхтинга.

Движение на атмосферните фронтове.

Важен фактор при яхтинга е движението на атмосферните фронтове. Линиите на атмосферните фронтове на метеорологичните карти минават по осите на спадове на налягането. Както е известно, в падината линиите на потока се събират към оста на падината и следователно към линията на атмосферния фронт. Затова при преминаване през него вятърът доста рязко сменя посоката си.

Векторът на вятъра във всяка точка пред и зад линията на атмосферния фронт може да се разложи на два компонента: тангенциален и нормален. За движението на атмосферен фронт е важна само нормалната компонента на скоростта на вятъра, чиято стойност зависи от ъгъла между изобарите и фронтовата линия. Скоростта на движение на атмосферните фронтове може да варира в много широки граници, тъй като зависи не само от скоростта на вятъра, но и от естеството на налягането и топлинните полета на тропосферата в нейната зона, както и от влиянието на повърхността триене. Определянето на скоростта на движение на атмосферните фронтове е изключително важно в яхтинга, когато се извършват необходимите действия за избягване на циклон.

Трябва да се отбележи, че конвергенцията на ветровете към атмосферния фронт в повърхностния слой стимулира възходящите въздушни движения. Следователно в близост до тези линии има най-благоприятни условия за образуване на облаци и валежи и най-неблагоприятни за яхтинг.

При рязък тип атмосферен фронт над него и успоредно на него в горната тропосфера и долната стратосфера се наблюдава струйна струя, която се разбира като тесни въздушни течения с големи скорости и голяма хоризонтална дължина. Максимална скоростсе отбелязва по леко наклонената хоризонтална ос на струйната струя. Дължината на последния се измерва в хиляди, ширината - в стотици, дебелината - в няколко километра. Максималната скорост на вятъра по оста на струйната струя е 30 m/sec или повече.

Появата на струйни течения е свързана с образуването на големи хоризонтални температурни градиенти във височинните фронтални зони, които, както е известно, причиняват топлинен вятър.

Етапът на младия циклон продължава, докато топъл въздух остава в центъра на циклона близо до земната повърхност. Продължителността на този етап е средно 12-24 часа.

Зони на атмосферни фронтове на млад циклон.

Нека още веднъж да отбележим, че както в началния етап на развитие на млад циклон, топлият и студени фронтовепредставляват два участъка от вълнообразната извита повърхност на главния атмосферен фронт, върху който се развива циклон. В младия циклон могат да се разграничат три зони, рязко различаващи се в метеорологичните условия и съответно в условията за яхтинг.

Зона I е предната и централната част на студения сектор на циклона преди топлия атмосферен фронт. Тук времето се определя от свойствата на топлия фронт. Колкото по-близо до неговата линия и до центъра на циклона, толкова по-мощна е облачната система и толкова по-вероятно е да паднат обилни валежи и да се наблюдава спад на налягането.

II зона е задната част на студения сектор на циклона зад студения атмосферен фронт. Тук времето се определя от свойствата на студения атмосферен фронт и студената неустойчива въздушна маса. При достатъчна влажност и значителна нестабилност на въздушната маса се появяват валежи. Атмосферното налягане зад линията му се повишава.

III зона - топъл сектор. Тъй като топлата въздушна маса е предимно влажна и стабилна, метеорологичните условия като цяло съответстват на тези на стабилна въздушна маса.

Фигурата горе и долу показва два вертикални разреза през зоната на циклона. Горната е направена на север от центъра на циклона, долната е направена на юг и пресича и трите разглеждани зони. Дъното показва издигането на топъл въздух в предната част на циклона над повърхността на топлия атмосферен фронт и образуването на характерна облачна система, както и разпределението на течения и облаци в близост до студения атмосферен фронт в задната част на циклона. Горният участък пресича повърхността на главния фронт само в свободната атмосфера; На земната повърхност има само студен въздух, над него тече топъл въздух. Участъкът преминава през северната граница на областта на фронталните валежи.

Промяната в посоката на вятъра при движението на атмосферния фронт може да се види от фигурата, която показва линиите на потока на студен и топъл въздух.

Топлият въздух в млад циклон се движи по-бързо от самото смущение. Поради това през компенсацията тече все повече топъл въздух, който се спуска по студения клин в задната част на циклона и се издига в предната му част.

С увеличаване на амплитудата на смущението топлият сектор на циклона се стеснява: студеният атмосферен фронт постепенно настига бавно движещия се топъл и идва момент, когато топлият и студеният атмосферен фронт на циклона се сближават.

Централната област на циклона близо до земната повърхност е напълно запълнена със студен въздух, а топлият въздух се изтласква в по-високите слоеве.

Долната част на земната атмосфера, тропосферата, е в постоянно движение, измества се над повърхността на планетата и се смесва. Някои от разделите му имат различни температури. Когато се срещнат такива атмосферни зони, възникват атмосферни фронтове, които са гранични зони между въздушни маси с различни температури.

Образуване на атмосферен фронт

Циркулацията на тропосферните течения води до среща на топли и студени въздушни течения. На мястото, където се срещат, поради разликата в температурата се получава активна кондензация на водни пари, което води до образуване на мощни облаци, а впоследствие и обилни валежи.

Границата на атмосферните фронтове рядко е гладка, тя винаги е криволичеща и разнородна поради течливостта на въздушните маси. По-топлите атмосферни течения протичат върху студени въздушни маси и се издигат нагоре, докато по-студените изместват топлия въздух, карайки го да се издига по-високо.

Ориз. 1. Приближаващ атмосферен фронт.

Топлият въздух е по-лек по маса от студения и винаги се издига, докато студеният въздух, напротив, се натрупва близо до повърхността.

Активните фронтове се движат от Средната скорост 30-35 км. на час, но могат временно да спрат движението си. В сравнение с обема на въздушните маси, границата на техния контакт, която се нарича атмосферен фронт, е много малка. Ширината му може да достигне стотици километри. По дължина – в зависимост от големината на сблъскващите се въздушни течения, фронтът може да бъде дълъг хиляди километри.

Признаци на атмосферен фронт

В зависимост от това кое атмосферно течение се движи по-активно, се разграничават топли и студени фронтове.

ТОП 1 статиякоито четат заедно с това

Ориз. 2. Синоптична карта на атмосферните фронтове.

Признаците за приближаващ топъл фронт включват:

• движение на топли въздушни маси към по-студени;
• образуване на перести или слоести облаци;
• постепенна промяна на времето;
• ръмежлив или проливен дъжд;
• повишаване на температурата след преминаване на фронт.

Приближаването на студен фронт се показва от:

• движение на студен въздух към топлите зони на атмосферата;
• образование голямо количествокупести облаци;
• бързи промени във времето;
• превалявания и гръмотевични бури;
• последващо понижаване на температурата.

💡

Студеният въздух се движи по-бързо от топлия, така че нискотемпературните фронтове са по-активни.

Времето и атмосферният фронт

В районите, където преминават атмосферни фронтове, времето се променя.

Ориз. 3. Сблъсък на топли и студени въздушни течения.

Промените му зависят от:

• температури на срещаните въздушни маси . Колкото по-голяма е температурната разлика, толкова по-силни са ветровете, толкова по-интензивни са валежите и толкова по-интензивна е облачността. И обратно, ако температурната разлика между въздушните течения е малка, тогава атмосферният фронт ще бъде слабо изразен и преминаването му над земната повърхност няма да доведе до особени промени във времето;
• активност на въздушното течение . В зависимост от налягането си, атмосферните течения могат да имат различни скорости на движение, което ще определи скоростта на промяна на времето;
• предни форми . По-простите линейни форми на предната повърхност са по-предвидими. С образуването на атмосферни вълни или затварянето на отделни изпъкнали езици от въздушни маси се образуват вихри - циклони и антициклони.

След преминаването на топъл фронт времето с повече висока температура. След преминаването на студеното време настъпва застудяване.

Какво научихме?

Атмосферните фронтове са гранични зони между въздушни маси с различна температура. Колкото по-голяма е температурната разлика, толкова по-интензивна ще бъде промяната на времето по време на преминаването на фронта. Приближаващия топъл или студен фронт може да се различи по формата на облаците и вида на валежите.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.2. Общо получени оценки: 203.