Interfejs między ciepłym a zimnym powietrzem. Front atmosferyczny - co to jest? Charakterystyka frontów atmosferycznych

Fronty atmosferyczne lub po prostu fronty to strefy przejściowe między dwiema różnymi masami powietrza. Strefa przejściowa zaczyna się od powierzchni Ziemi i rozciąga do wysokości, na której zacierają się różnice między masami powietrza (zwykle do górnej granicy troposfery). Szerokość strefy przejściowej na powierzchni Ziemi nie przekracza 100 km.

W strefie przejściowej - strefie kontaktu mas powietrza - występują gwałtowne zmiany wartości parametrów meteorologicznych (temperatura, wilgotność). Obserwuje się tutaj znaczne zachmurzenie, najwięcej opadów, najbardziej intensywne zmiany ciśnienia, prędkości i kierunku wiatru.

W zależności od kierunku ruchu mas ciepłego i zimnego powietrza znajdujących się po obu stronach strefy przejściowej fronty dzielą się na ciepłe i zimne. Fronty, które nieznacznie zmieniają swoją pozycję, nazywane są siedzącymi trybami. Fronty okluzyjne, utworzone przez zamknięcie frontów ciepłych i zimnych, zajmują szczególną pozycję. Fronty okluzyjne mogą być zarówno frontami zimnymi, jak i ciepłymi. Na mapach pogodowych fronty są albo kolorowymi liniami, albo symbolami (patrz ryc. 4). Szczegóły dotyczące każdego z tych frontów zostaną omówione poniżej.

2.8.1 Ciepły front

Jeśli przód porusza się tak, że zimne powietrze cofa się, ustępując miejsca ciepłemu powietrzu, wówczas taki front nazywa się ciepłym. Ciepłe powietrze, poruszając się do przodu, nie tylko zajmuje przestrzeń, w której kiedyś było zimne powietrze, ale także unosi się wzdłuż strefy przejściowej. W miarę wzrostu ochładza się, a para wodna w nim kondensuje. W wyniku tego powstają chmury (ryc. 13).

Ryż, 13. Ciepły przód na odcinku pionowym i na mapie pogody.

Na rysunku pokazano najbardziej charakterystyczne zachmurzenie, prądy atmosferyczne i prądy powietrzne ciepłego frontu. Pierwszą oznaką zbliżającego się ciepłego frontu będzie pojawienie się chmur pierzastych (Ci). Ciśnienie zacznie spadać. Po kilku godzinach chmury pierzastych chmur, kondensujące się, przechodzą w zasłonę chmur pierzastych (Cs). Podążając za chmurami cirrostratus, przepływają nawet gęstsze, wysoko rozwarstwione chmury (As), stopniowo stają się nieprzejrzyste przez księżyc lub słońce. W tym samym czasie ciśnienie spada bardziej, a wiatr, obracając się lekko w lewo, nasila się. Opady mogą wystąpić z wysoko warstwowych chmur, szczególnie w zimie, kiedy nie mają czasu na odparowanie po drodze.

Po pewnym czasie chmury te zamieniają się w warstwowy deszcz (Ns), pod którym zwykle występują zepsute deszcze (Frob) i zepsute warstwy (Frst). Opady atmosferyczne z warstwowych chmur deszczowych spadają intensywniej, widoczność pogarsza się, ciśnienie gwałtownie spada, wiatr nasila się i często nabiera chropowatego charakteru. Podczas przekraczania frontu wiatr gwałtownie skręca w prawo, spadek ciśnienia zatrzymuje się lub zwalnia. Opady mogą ustać, ale zwykle osłabiają się i zamieniają w mżawki. Temperatura i wilgotność stopniowo rosną.

Trudności, które mogą wystąpić podczas przekraczania ciepłego frontu, wiążą się głównie z długim pobytem w strefie słabej widoczności, której szerokość wynosi od 150 do 200 NM. Musisz wiedzieć, że warunki żeglugi w umiarkowanych i północnych szerokościach geograficznych podczas przekraczania ciepłego frontu w zimnej połowie roku pogarszają się z powodu rozszerzenia strefy słabej widoczności i możliwego oblodzenia.

2.8.2 Zimny \u200b\u200bfront

Zimny \u200b\u200bfront to front poruszający się w kierunku masy ciepłego powietrza. Istnieją dwa główne rodzaje frontów chłodniczych:

1) zimne fronty pierwszego rodzaju - fronty wolno poruszające się lub zwalniające, które najczęściej obserwuje się na obrzeżach cyklonów lub antycyklonów;

2) zimne fronty drugiego rodzaju - szybko poruszające się lub poruszające się z przyspieszeniem, powstają w wewnętrznych częściach cyklonów i wgłębieniach poruszających się z dużą prędkością.

Zimny \u200b\u200bfront pierwszego rodzaju. Zimny \u200b\u200bfront pierwszego rodzaju, jak powiedziano, odnosi się do wolno poruszającego się frontu. W takim przypadku ciepłe powietrze powoli unosi się wzdłuż klina zimnego powietrza wchodzącego pod nim (ryc. 14).

W wyniku tego nad interfejsem powstają pierwsze warstwowe chmury deszczowe (Ns), przechodzące w pewnej odległości od linii frontu w chmury wielowarstwowe (As) i chmury cirrostratus (Cs). Opady zaczynają spadać na linii frontu i trwają po ich przejściu. Szerokość strefy opadów czołowych wynosi 60-110 NM. W ciepłym sezonie przed takim frontem powstają korzystne warunki do tworzenia potężnych chmur cumulonimbus (Сb), z których silnym opadom deszczu towarzyszą burze.

Nacisk z przodu bardzo spada, a na barogramie tworzy się charakterystyczny „grzmot z nosa” - ostry szczyt skierowany w dół. Wiatr tuż przed minięciem przodu skręca w jego stronę, tj. skręca w lewo. Po przejściu z przodu ciśnienie zaczyna rosnąć, wiatr skręca ostro w prawo. Jeśli przód znajduje się w dobrze zdefiniowanym zagłębieniu, wówczas obrót wiatru czasami osiąga 180 °; na przykład wiatr południowy można zastąpić północą. Wraz z przejściem z przodu następuje chłodzenie.

Figa. 14. Zimny \u200b\u200bprzód pierwszego rodzaju w przekroju pionowym i na mapie pogody.

Na warunki żeglugi podczas przekraczania zimnego frontu pierwszego rodzaju wpłynie pogorszenie widoczności w strefie opadów i wiatr kwadratowy.

Zimny \u200b\u200bfront drugiego rodzaju. To szybko poruszający się przód. Szybki ruch zimnego powietrza prowadzi do bardzo intensywnego przemieszczania się ciepłego powietrza przedczołowego, aw konsekwencji do potężnego rozwoju chmur cumulusowych (Cu) (ryc. 15).

Chmury Cumulonimbus na dużych wysokościach zwykle rozciągają się do przodu 60-70 NM od linii frontu. Ta przednia część systemu chmur jest obserwowana w postaci cirrostratus (Cs), cirrocumulus (Cc), a także soczewkowych chmur o wysokim cumulusie (Ac).

Ciśnienie przed zbliżającym się frontem spada, ale słabo wiatr skręca w lewo, pada intensywny deszcz. Po minięciu frontu ciśnienie gwałtownie rośnie, wiatr ostro skręca w prawo i znacznie wzrasta - nabiera charakteru burzy. Temperatura powietrza czasami spada o 10 ° C w ciągu 1-2 godzin.

Figa. 15. Zimny \u200b\u200bprzód drugiego rodzaju na odcinku pionowym i na mapie pogody.

Warunki nawigacyjne na przecięciu takiego frontu są niekorzystne, ponieważ na samej linii frontu potężne prądy powietrzne wznoszące się przyczyniają się do powstawania wiru z niszczycielskimi prędkościami wiatru. Szerokość takiej strefy może osiągnąć 30 NM.

2.8.3 Nieaktywne lub nieruchome fronty

Przód, który nie ulega zauważalnemu przesunięciu w kierunku masy ciepłego lub zimnego powietrza, nazywany jest nieruchomym. Stałe fronty zwykle znajdują się w siodle lub w głębokim wgłębieniu lub na obrzeżach antycyklonu. System chmur stacjonarnego frontu to system cirrostratus, wysoce warstwowych i warstwowych chmur deszczowych, który wygląda w przybliżeniu jak ciepły front. Latem chmury cumulonimbus często tworzą się z przodu.

Kierunek wiatru na takim froncie jest prawie niezmieniony. Prędkość wiatru po stronie zimnego powietrza jest mniejsza (ryc. 16). Ciśnienie nie ulega znaczącym zmianom. W wąskim pasie (30 NM) pada intensywny deszcz.

Na froncie stacjonarnym mogą powstawać zaburzenia fal (ryc. 17). Fale szybko poruszają się wzdłuż nieruchomego frontu w taki sposób, że zimne powietrze pozostaje po lewej stronie - w kierunku izobarów, tj. w ciepłej masie powietrza. Prędkość ruchu osiąga 30 węzłów lub więcej.

Figa. 16. Siedzący tryb życia na mapie pogody.

Figa. 17. Zakłócenia falowe na siedzącym siedzeniu.

Figa. 18. Powstawanie cyklonu na siedzącym siedzeniu.

Po przejściu fali przód odzyskuje swoją pozycję. Wzrost zakłóceń fal przed utworzeniem cyklonu obserwuje się z reguły w przypadku wycieku zimnego powietrza z tyłu (ryc. 18).

Wiosną, jesienią, a zwłaszcza latem, przepływ fal na nieruchomym froncie determinuje rozwój intensywnej burzy z towarzyszącymi szkwałami.

Warunki nawigacyjne na skrzyżowaniu frontu stacjonarnego komplikuje pogorszenie widoczności, a latem z powodu nasilenia się wiatru przed burzą.

2.8.4 Fronty okluzyjne

Fronty okluzji powstają w wyniku zamknięcia frontów zimnych i ciepłych oraz przemieszczenia ciepłego powietrza do góry. Proces zamykania odbywa się w cyklonach, w których zimny przód, poruszający się z dużą prędkością, wyprzedza ciepły.

Trzy masy powietrza uczestniczą w tworzeniu frontu okluzji - dwie zimne i jedna ciepła. Jeśli masa zimnego powietrza za zimnym frontem jest cieplejsza niż zimna masa z przodu, wówczas, przesuwając ciepłe powietrze w górę, będzie jednocześnie przepływać na przednią, zimniejszą masę. Taki front nazywa się ciepłą okluzją (ryc. 19).

Figa. 19. Przód ciepłej okluzji na odcinku pionowym i na mapie pogody.

Jeśli masa powietrza za zimnym frontem jest zimniejsza niż masa powietrza przed ciepłym frontem, wówczas ta tylna masa wycieknie zarówno pod ciepłą, jak i przednią zimną masą powietrza. Taki front nazywa się zimną okluzją (ryc. 20).

Front okluzji w jego rozwoju przechodzi przez wiele etapów. Najtrudniejsze warunki pogodowe na frontach okluzyjnych obserwuje się w początkowym momencie zamknięcia frontów termicznych i zimnych. W tym okresie system chmurowy, jak widać na ryc. 20 to połączenie chmur ciepłych i zimnych frontów. Opady postaci osłonowej zaczynają spadać z warstwowego deszczu i chmur cumulonimbus, w przedniej strefie zamieniają się w chmury burzowe.

Wiatr przed ciepłym frontem okluzji jest wzmacniany, po przejściu osłabia się i skręca w prawo.

Przed chłodnym frontem okluzji wiatr nasila się w burzę, po przejściu słabnie i ostro skręca w prawo. Gdy ciepłe powietrze jest wtłaczane w wyższe warstwy, front okluzji stopniowo ulega erozji, moc pionowa systemu chmur maleje i pojawiają się przestrzenie bezchmurne. Zmętnienie warstwy stopniowo przekształca się w warstwowe, wysoce warstwowe - w wysoki cumulus i cirrostratus - w cirrocumulus. Opady deszczu ustają. Przejście starych frontów okluzji objawia się wyciekiem wysokiego zachmurzenia cumulusowego wynoszącego 7-10 punktów.

Figa. 20. Front zimnej okluzji na odcinku pionowym i na mapie pogody.

Warunki pływania przez strefę frontu okluzji w początkowej fazie rozwoju są prawie takie same jak warunki pływania, odpowiednio, podczas przekraczania strefy frontu ciepłego lub zimnego.

Naprzód
Spis treści
Plecy

Strefa czołowa to strefa przejściowa między masami powietrza o różnych właściwościach, silnie nachylona do powierzchni ziemi w kierunku zimnego powietrza. Wznosi się na kilka kilometrów, a jego poziomy zasięg może wynosić tysiące kilometrów.

Szerokość strefy czołowej na powierzchni Ziemi wynosi kilkadziesiąt kilometrów. Ponieważ jego rozmiar w porównaniu z masami powietrza jest niewielki, zwykle przedstawia się go w postaci powierzchni czołowej, której linię przecięcia z powierzchnią ziemi nazywa się frontem. Podczas przejścia frontu wszystkie elementy meteorologiczne zmieniają się dramatycznie, tworzą się rozległe systemy chmur, opadają opady, a wiatr nasila się. Fronty mogą powstawać i rozwijać się (taki proces nazywa się frontogenezą), a także rozmycie i zanikanie (frontoliza).

W zależności od kierunku ruchu mas powietrza fronty atmosferyczne dzielą się na fronty ciepłe, zimne, nieaktywne i okluzyjne.

Ciepły front

Ciepły przód pojawia się, gdy przemieszczają się masy powietrza, gdy zimne powietrze zastępuje się ciepłym. Ciepłe powietrze, jako lżejsze, przepływa na klin zimna, unosi się, chłodzi, z pewnej wysokości opary zaczynają się kondensować, tworząc charakterystyczną grubą chmurę, składającą się z chmur pierzastych, pierzastych, warstwowych i warstwowych chmur deszczowych, tworząc ogromny masyw w kształcie klina. Schemat zmiany rodzajów chmur charakterystycznych dla ciepłego frontu pokazano na ryc. 12, a kolejność zmian elementów meteorologicznych podczas jego przejścia - w tabeli. 1.

Tabela 1. Zmiany elementów pogodowych podczas przejścia ciepłego frontu.

Elementy pogodowe	Z przodu	Mijając przód	Z przodu
Ciśnienie atmosferyczne	Opada, zwykle równomiernie (zmniejsza się klin zimnego, cięższego powietrza powyżej punktu obserwacyjnego (ryc. 12)).	Upadek zwalnia	Małe zmiany lub słabo rośnie
Wiatr	Wzmacnia, obraca się w lewo (na półkuli północnej)	Obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara (na półkuli północnej)	Osłabia, kierunek się nie zmienia
Temperatura powietrza	Nie zmienia się lub nieznacznie rośnie	Zwiększa się (masa ciepłego powietrza w punkcie obserwacyjnym zastępuje zimno (ryc. 12))	Małe zmiany
Pochmurny	Sukcesywnie zastępują się: cirrus, cirrostratus, wysoce stratus, warstwowe chmury deszczowe. Chmury Cumulus mogą pojawić się pod przednią powierzchnią (ryc. 12)	Warstwowy deszcz	Laminated lub Stratocumulus cumulus
Opad atmosferyczny	Ponad 300-400 km przed linią frontu	Prawie przestań	Możliwe mżawka

Zimny \u200b\u200bfront

Zimny \u200b\u200bfront pojawia się, gdy poruszają się masy powietrza, gdy ciepłą masę powietrza zastępuje się zimną. Kąt nachylenia powierzchni czołowej jest w tym przypadku z reguły większy niż ciepły przód. Są zimne fronty pierwszego i drugiego rodzaju.

Zimny \u200b\u200bfront pierwszego rodzaju

To jest nazwa wolno poruszającego się zimnego frontu. Podczas ruchu mas powietrza zimne powietrze powoli wycieka pod ciepłym, co prowadzi do pojawienia się systemu chmurowego przypominającego ciepły system przedni, umieszczonego w odwrotnej kolejności wzdłuż jego kierunku ruchu. Rozmiary w poziomie systemu chmur i strefy opadów atmosferycznych dla tego rodzaju frontu atmosferycznego są mniejsze niż dla ciepłego.

Chmury Cumulonimbus mogą rozwijać się przed frontem w ciepłej masie powietrza, której pojawienie się spowodowane jest przez rosnące prądy powietrzne. Ruch frontów zachodzi pod wpływem wiatru. Kierunek wiatru na średnich szerokościach geograficznych pokrywa się z kierunkiem stycznej do izobaru. Dlatego jeśli na mapie pogody zimna linia frontu biegnie pod niewielkim kątem do izobaru, wiatr będzie wiał prawie wzdłuż przodu, a prędkość tego drugiego będzie niewielka. Oznacza to, że taki przód będzie frontem pierwszego rodzaju.

Zimny \u200b\u200bfront drugiego rodzaju

To nazwa szybko poruszającego się zimnego frontu. Na mapie pogody linia tego frontu w stosunku do izobarów znajduje się pod kątem zbliżonym do linii prostej (wiatr wieje prawie prostopadle do frontu, co prowadzi do szybkiego ruchu tego ostatniego). Gwałtowny wyciek zimnego powietrza pod ciepłem prowadzi do rozwinięcia wąskiego pasma przed frontem silnej konwekcji (przepływ w górę) i pojawienia się potężnych chmur cumulonimbus.

Turbulencje przepływów w górę powodują wiatr kwadratowy na powierzchni ziemi. Głównym rodzajem opadów są opady. Strefa opadów jest zwykle tak wąska, że \u200b\u200bprawie nie jest widoczna na mapach pogodowych. Układ chmur z wysoce warstwowymi i cirrostratusowymi chmurami w strumieniu ciepłego powietrza w górę jest silnie wydłużony do przodu od powierzchni czołowej i zamazany w pojedyncze wysokie soczewkowate i małe chmury cirro cumulus. Kolejność zmian pierwiastków meteorologicznych podczas ich przejścia jest w tabeli. 2)

Tabela 2. Zmiany elementów pogodowych podczas przejścia zimnego frontu.

Elementy pogodowe	Z przodu	Przechodząc z przodu	Z przodu
Ciśnienie atmosferyczne	Spada	Upadek ustępuje miejsca wzrostowi	Rośnie szybko (klin zimnego, cięższego powietrza nad obserwatorem staje się wyższy), następnie wzrost zwalnia lub zatrzymuje się
Wiatr	Wzmacnia, obraca się w lewo (na półkuli północnej)	Znacznie zwiększony, staje się kwadratowy, ostro skręca w prawo (na półkuli północnej)	Obraca się w lewo (na półkuli północnej). Utrzymuje się silny porywisty wiatr
Temperatura powietrza	Stałe lub słabo maleje	Ostro spada	Nadal spada lub niewiele się zmienia
Pochmurny	Z przodu pierwszego rodzaju - potężny Cb. Oddzielne Cc są możliwe dla przodu drugiego rodzaju, a poniżej nich jest Ac, a następnie pojawienie się grubych chmur Cb.	Na zimny front pierwszego rodzaju - Ns. Dla frontu drugiego rodzaju, Cb, pod którym obserwuje się łamane chmury deszczowe.	W przypadku zimnego frontu pierwszego rodzaju system chmur jest głównie przeciwny do frontu ciepłego (Ns, As, Cs, Ci zmieniają się kolejno). W przypadku frontu drugiego rodzaju pokrywa chmur szybko znika.
Opad atmosferyczny	Zwykle mały, zacznij od przodu	Burzowy, często silny	Szybko zatrzymaj się lub idź na krótki prysznic
Inne zjawiska	Burze są często obserwowane.	Burze z piorunami, zwiększone turbulencje wiatru	Utrzymuje się silne podniecenie

Front okluzji

Zimny \u200b\u200bprzód zawsze porusza się szybciej niż ciepły i stopniowo go dogania. Kiedy fronty są zamknięte, ciepłe powietrze znajdujące się między powierzchniami czołowymi jest wypychane i odrywane od powierzchni ziemi. Ten proces nazywa się okluzją.

Rozwój okluzji zależy od reżimu termicznego mas powietrza. Jeśli mają tę samą temperaturę, front jest eliminowany na powierzchni ziemi. Ciepłe powietrze jest w rynnie utworzonej przez powierzchnie wcześniejszych zimnych i ciepłych frontów i nazywa się je neutralne. Jeśli tylne zimne powietrze jest zimniejsze przed leżącym, wówczas taki przód nazywa się okluzją jako zimny przód. W tym przypadku powierzchnia ciepłego frontu przesuwa się wzdłuż powierzchni zimnego. Jeśli tylne powietrze jest cieplejsze przed leżącym, wówczas taki przód nazywa się okluzją w zależności od rodzaju ciepłego frontu.

Fronty okluzji charakteryzują się szeroką gamą systemów chmur i opadów. Ogólnie pogoda podczas okluzji jako ciepłego frontu jest podobna do pogody na frontach ciepłych, a gdy okluzja jako front zimny, jest podobna do pogody frontów zimnych. Fronty okluzji są zwykle związane z dobrze zdefiniowanymi dolinami baricznymi. Kolejność zmian elementów meteorologicznych podczas przekraczania przodu okluzji pokazano w tabelach 3 i 4.

Dolna część atmosfery ziemskiej, troposfera, jest w ciągłym ruchu, przesuwa się nad powierzchnią planety i miesza się. Niektóre jego sekcje mają różne temperatury. Kiedy takie strefy atmosferyczne się spotykają, powstają fronty atmosferyczne, które są strefami granicznymi między masami powietrza o różnych temperaturach.

Formowanie frontu atmosferycznego

Cyrkulacja przepływów troposferycznych prowadzi do tego, że występują prądy ciepłego i zimnego powietrza. Ze względu na różnicę temperatur para wodna aktywnie skrapla się w miejscu spotkania, co prowadzi do powstawania potężnych chmur, a następnie silnych opadów.

Granica frontów atmosferycznych rzadko jest równa, zawsze jest kręta i niejednorodna, ze względu na płynność mas powietrza. Cieplejsze prądy atmosferyczne przepływają do mas zimnego powietrza i wznoszą się, zimniejsze wypierają ciepłe powietrze, zmuszając go do wzrostu.

Figa. 1. Podejście frontu atmosferycznego.

Masa ciepłego powietrza jest lżejsza od zimna i zawsze rośnie, podczas gdy zimne powietrze gromadzi się na powierzchni.

Aktywne fronty poruszają się ze średnią prędkością 30-35 km. na godzinę mogą jednak tymczasowo zatrzymać ruch. W porównaniu do objętości mas powietrza granica ich kontaktu, zwana frontem atmosferycznym, jest bardzo mała. Jego szerokość może sięgać setek kilometrów. Długość - w zależności od wielkości zderzających się prądów powietrza przód może mieć tysiące kilometrów.

Oznaki frontu atmosferycznego

W zależności od tego, który prąd atmosferyczny porusza się bardziej aktywnie, rozróżnia się fronty ciepły i zimny.

TOP 1 artykułktórzy czytają wraz z tym

Figa. 2. Synoptyczna mapa frontów atmosferycznych.

Oznaki zbliżającego się ciepłego frontu to:

ruch mas ciepłego powietrza w kierunku zimniejszego;
tworzenie chmur cirrus lub stratus;
stopniowa zmiana pogody;
mżące lub pochmurne deszcze;
wzrost temperatury po przejściu z przodu.

Zbliżanie się do zimnego frontu jest wskazywane przez:

ruch zimnego powietrza w kierunku ciepłych obszarów atmosfery;
tworzenie dużej liczby chmur cumulusowych;
szybkie zmiany pogody;
deszcz i burze;
późniejszy spadek temperatury.

Zimne powietrze porusza się szybciej niż ciepłe, dlatego fronty niskotemperaturowe są bardziej aktywne.

Pogoda i klimatyczny front

W obszarach przejścia frontów atmosferycznych pogoda się zmienia.

Figa. 3. Zderzenie prądów ciepłego i zimnego powietrza.

Jego zmiany zależą od:

temperatury napotkanych mas powietrza . Im większa różnica temperatur, tym silniejsze będą wiatry, im intensywniejsze opady, tym bardziej pochmurno. I odwrotnie, jeśli różnica temperatur prądów powietrznych jest niewielka, wówczas front atmosferyczny będzie słabo wyrażony, a jego przejście nad powierzchnią Ziemi nie spowoduje znacznych zmian pogody;
aktywność przepływu powietrza . W zależności od ich ciśnienia przepływy atmosferyczne mogą mieć różne prędkości ruchu, od których będzie zależeć szybkość zmian pogody;
kształty z przodu . Prostsze liniowe kształty przedniej powierzchni są bardziej przewidywalne. Wraz z powstaniem fal atmosferycznych lub zamknięciem poszczególnych znanych mas mas powietrza powstają wiry - cyklony i antycyklony.

Po przejściu przez ciepły przód ustalana jest pogoda o wyższej temperaturze. Po przejściu zimna rozpoczyna się chłodzenie.

Czego się nauczyliśmy?

Fronty atmosferyczne to obszary graniczne między masami powietrza o różnych temperaturach. Im większa różnica temperatur, tym bardziej intensywna będzie zmiana pogody podczas przejścia z przodu. Podejście frontu ciepłego lub zimnego można odróżnić kształtem chmur i rodzajem opadów.

Powiązany test

Ocena raportu

Średnia ocena: 4.2 Otrzymane oceny ogółem: 204.

Okazało się, że ciepłe powietrze jest zasysane do cyklonu nie przez całą jego wschodnią (prawą) połowę, ale w raczej ograniczonym sektorze zlokalizowanym w południowej i południowo-wschodniej części cyklonu między dwiema liniami konwergencji. Zachmurzenie i opady są nierównomiernie rozmieszczone w cyklonie. Ulewne deszcze padają głównie przed pierwszą (wschodnią) linią konwergencji przepływów powietrza, a także w centrum cyklonu. Ulewne deszcze i burze są skoncentrowane w wąskim pasie wzdłuż drugiej (zachodniej) linii zbieżności. Linie te nazwano następnie frontami atmosferycznymi. Ponieważ na umiarkowanych szerokościach geograficznych cyklony zwykle przemieszczają się z zachodu na wschód, wschodni przód cyklonu przechodzi najpierw przez punkt obserwacyjny, a następnie ciepłe powietrze. Ten atmosferyczny front nazwano ciepłym. W pobliżu ciepłego atmosferycznego frontu ciepłe powietrze aktywnie przesuwa się na linię frontu, porusza się prawie do niej prostopadle, a zimne powietrze jest przekazywane prawie równolegle do tej linii, tj. powoli się od niej odwraca. W konsekwencji masa ciepłego powietrza łapie i destyluje zimno. Następnie zachodni (zimny) przód cyklonu zbliża się do punktu obserwacyjnego, podczas którego gwałtownie spada temperatura powietrza. W pobliżu zimnego atmosferycznego frontu dynamika jest inna: zimne powietrze łapie ciepłe powietrze i szybko je wypiera.

Szybownictwo w górę pokrywa grube warstwy ciepłego powietrza na całej powierzchni czołowej i powstaje rozległy system wielowarstwowych chmur deszczowych z zachmurzonymi osadami. Ciepły przód ma antycykloniczną krzywiznę i przesuwa się w kierunku zimnego powietrza. Na mapie pogody ciepły przód jest zaznaczony czerwonymi lub sczerniałymi półkolami skierowanymi w stronę ruchu z przodu (ryc. 1). Gdy zbliża się ciepła linia frontu, ciśnienie zaczyna spadać, chmury się kondensują, a opady opadają. Zimą, przechodząc przez przód, zwykle pojawiają się niskie warstwy chmur. Temperatura i wilgotność rosną powoli. Wraz z przejściem frontu temperatura i wilgotność zwykle gwałtownie rosną, wiatr się nasila. Po minięciu przodu zmienia się kierunek wiatru (wiatr obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara), jego prędkość maleje, spadek ciśnienia zatrzymuje się i zaczyna się jego słaby wzrost, chmury się rozpraszają, opady opadają. Pole trendu barycznego przedstawia się następująco: przed ciepłym frontem znajduje się zamknięty obszar spadku ciśnienia, za frontem albo wzrost ciśnienia, albo względny wzrost (spadek, ale mniej niż z przodu). Przejściu ciepłego frontu zwykle towarzyszy silny, warstwowy deszcz pokrywający całe niebo, chmury oblewające się deszczem. Pierwszym posłańcem ciepłego frontu są chmury pierzaste. Stopniowo zamieniają się w ciągłą białą zasłonę w chmury cirrostratus. Ciepłe powietrze już porusza się w górnej atmosferze. Ciśnienie spada. Im bliżej nas jest linia frontu, tym gęstsze stają się chmury. Słońce świeci przez nudne miejsce. Potem chmury zachodzą, słońce całkowicie się chowa. Wiatr wzmaga się i zmienia kierunek zgodnie z ruchem wskazówek zegara (na przykład najpierw był wschodni, potem południowy wschód, a nawet południowo-zachodni) Około 300-400 km przed frontem chmury gęstnieją. Zaczyna płytki deszcz lub śnieg. Ale ciepły front minął. Deszcz lub śnieg ustały, chmury się rozproszyły, nadchodzi ocieplenie - przybyła cieplejsza masa powietrza. Ciepły front w przekroju pionowym pokazano na ryc. 2)

Jeśli ciepłe powietrze cofa się, a zimne powietrze rozprzestrzenia się po nim, oznacza to, że zimny front się zbliża. Jego przybycie zawsze powoduje ochłodzenie. Ale podczas ruchu nie wszystkie warstwy powietrza mają tę samą prędkość. Najniższa warstwa w wyniku tarcia o powierzchnię ziemi jest nieco opóźniona, a wyższe są przesuwane do przodu. W ten sposób zimne powietrze spada na ciepło w postaci szybu. Ciepłe powietrze szybko przemieszcza się w górę i powstają potężne stosy chmur cumulus i cumulonimbus. Chmury zimnego frontu niosą ulewy, burze z piorunami i silny porywisty wiatr. Mogą osiągnąć bardzo dużą wysokość, ale w kierunku poziomym rozciągają się tylko 20 ... 30 km. A ponieważ zimny front zwykle porusza się szybko, sztormowa pogoda nie trwa długo - od 15 ... 20 min. do 2 ... 3 godzin W wyniku oddziaływania zimnego powietrza z ciepłą powierzchnią pod spodem tworzą się chmury cumulus z przerwami. Potem następuje pełne wyjaśnienie.

W przypadku zimnego frontu ruch ciepłego powietrza w górę jest ograniczony przez węższą strefę i jest szczególnie silny przed zimnym klinem, gdzie ciepłe powietrze jest wypychane przez zimno. Chmury będą miały w dużej mierze charakter cumulonimbus z opadami deszczu i burzami (ryc. 3, ryc. 4). Zimny \u200b\u200bprzód ma cyklonową krzywiznę (wypukłą w kierunku ciepłego powietrza) i przesuwa się w kierunku ciepłego powietrza. Na mapie pogody zimny front jest zaznaczony niebieskimi lub czarnymi trójkątami skierowanymi w stronę ruchu do przodu (ryc. 1). Przepływ zimnego powietrza ma element skierowany na linię frontu, więc zimne powietrze, poruszając się do przodu, zajmuje przestrzeń, w której było wcześniej ciepłe powietrze, co zwiększa jego niestabilność.

Przekraczając linię ciepłego frontu, wiatr, podobnie jak w przypadku ciepłego frontu, skręca w prawo, ale zwrot jest bardziej znaczący i ostry - od południowego zachodu, południa (z przodu frontu) do zachodniego, północno-zachodniego (z przodu frontu). Zwiększa to prędkość wiatru. Ciśnienie atmosferyczne z przodu zmienia się powoli. Może spaść, ale może rosnąć. Wraz z przejściem zimnego frontu rozpoczyna się gwałtowny wzrost ciśnienia. Za frontem zimna znajduje się zamknięty izalobaryczny region wzrostu ciśnienia, a wzrost może osiągnąć 3-5 hPa / 3h. Zmiana ciśnienia w kierunku jego wzrostu (od spadku do wzrostu, od powolnego wzrostu do silniejszego) wskazuje przejście linii frontu powierzchni.

Z przodu często obserwuje się burze i szkwały. Po przejściu przez przód temperatura powietrza spada, a często szybko i gwałtownie - o 10 ° C lub więcej w ciągu 1-2 godzin. Udział masowy pary wodnej zmniejsza się jednocześnie z temperaturą powietrza. Widoczność poprawia się, gdy polarne lub arktyczne powietrze atakuje za zimnym frontem. Ponadto niestabilność masy powietrza zapobiega kondensacji w pobliżu powierzchni Ziemi.

Charakter pogody na zimnym froncie różni się znacznie w zależności od prędkości przesunięcia frontu, właściwości ciepłego powietrza przed frontem oraz charakteru rosnących ruchów ciepłego powietrza powyżej zimnego klina. Na zimnych frontach pierwszego rodzaju panuje uporządkowany wzrost ciepłego powietrza powyżej klina zimnego powietrza. Zimny \u200b\u200bprzód pierwszego rodzaju jest pasywną powierzchnią wznoszącego się poślizgu. Fronty powoli poruszające się lub spowalniające ruch należą do tego typu, głównie na obrzeżach obszarów cyklonicznych w głębokich rynienach barowych. W tym przypadku chmury znajdują się głównie za linią frontu. Różnica od zmętnienia ciepłego frontu wciąż istnieje. Z powodu tarcia powierzchnia zimnego frontu w dolnych warstwach staje się stroma. Dlatego przed samą linią frontu, zamiast spokojnego i łagodnego szybowania, obserwuje się bardziej stromy (konwekcyjny) wzrost ciepłego powietrza (ryc. 3). Z tego powodu przed chmurami czasami pojawiają się potężne chmury cumulus i cumulonimbus, rozciągające się setki kilometrów wzdłuż przodu, z prysznicami w lecie, opadami śniegu w zimie, burzami, gradem i szkwałami. Powyżej leżącej części powierzchni czołowej o normalnym nachyleniu w wyniku rosnącego śladu ciepłego powietrza, system chmur stanowi jednolitą warstwę warstwowych chmur. Obfite opady deszczu z przodu po przejściu przez przód zastępowane są bardziej równomiernymi opadami powierzchniowymi. W końcu pojawiają się chmury Cirrostratus i Cirrus. Moc pionowa systemu oraz szerokość systemu chmur i regionu opadów będzie prawie 2 razy mniejsza niż w przypadku ciepłego frontu. Górna granica systemu znajduje się w przybliżeniu na wysokości 4-4,5 km. Warstwy podarte chmury mogą pojawić się pod głównym systemem chmur, a czasami tworzą się przednie mgły. Czas przejścia zimnego frontu pierwszego rodzaju przez punkt obserwacyjny wynosi 10 godzin lub więcej.

Fronty drugiego rodzaju w dolnej atmosferze stanowią pasywną powierzchnię wznoszącego się poślizgu, a nad nim aktywną powierzchnię zstępującego poślizgu. Ten typ obejmuje większość szybko poruszających się zimnych frontów w cyklonach. Tutaj ciepłe powietrze dolnych warstw jest przemieszczane w górę przez zimny szyb przesuwający się do przodu. Powierzchnia zimnego frontu w dolnych warstwach jest bardzo stroma, nawet tworząc wybrzuszenie w postaci wałka (ryc. 4). Szybki ruch klina zimnego powietrza powoduje wymuszoną konwekcję wypartego ciepłego powietrza w wąskiej przestrzeni w pobliżu przedniej powierzchni. Powstaje tutaj potężny przepływ konwekcyjny wraz z tworzeniem się chmur cumulonimbus, intensyfikowany przez konwekcję termiczną. Prekursorami frontu są wysokie soczewkowate chmury soczewkowe, które rozprzestrzeniają się przed nim w odległości do 200 km. Powstający system chmur ma małą szerokość (50-100 km) i nie jest pojedynczymi chmurami konwekcyjnymi, ale ciągłym łańcuchem lub rolką chmur, które czasami mogą nie być ciągłe. W ciepłej połowie roku górna granica chmur cumulonimbus rozciąga się na wysokość tropopauzy. Na frontach drugiego rodzaju występuje intensywna burza z piorunami, ulewne deszcze, czasem z gradem, kwadratowe wiatry. W chmurach rozlega się mocna paplanina i oblodzenie. Szerokość strefy niebezpiecznych zjawisk pogodowych wynosi kilkadziesiąt kilometrów. W zimnej połowie roku szczyty chmur cumulonimbus osiągają 4 km. Szerokość opadów śniegu wynosi 50 km. Obfite opady śniegu, burze śnieżne o widoczności poniżej 1000 m, gwałtowny wzrost prędkości wiatru i drgania są związane z tym zachmurzeniem.

Kiedy zimne fronty drugiego rodzaju przechodzą przez punkt obserwacyjny, najpierw pojawiają się chmury cirrus (3-4 godziny przed linią frontu w pobliżu Ziemi), które szybko zastępuje się wielowarstwowymi, czasami soczewkowymi, które szybko zastępuje bryła z prysznicami, burzami, gradem i szkwałami. Czas trwania ruchu systemu chmurowego z opadami deszczu i burzami zwykle nie przekracza 1-2 godzin. Po przejściu zimnego frontu ustają opady deszczu. Zimnymi frontami pierwszego i drugiego rodzaju są szkwały przedczołowe. Ponieważ w przedniej części zimnego klina, z powodu tarcia powstaje strome nachylenie przedniej powierzchni, część zimnego powietrza znajduje się powyżej ciepłego. Następnie następuje „zapadanie się” mas zimnego powietrza przed postępującym zimnym szybem. Zapadnięcie się zimnego powietrza prowadzi do przemieszczenia ciepłego powietrza w górę i do pojawienia się wiru z przodu o osi poziomej. Szkwały na lądzie w lecie są szczególnie intensywne, z dużą różnicą temperatur między ciepłym i zimnym powietrzem po obu stronach frontu oraz z niestabilnością ciepłego powietrza. W tych warunkach przejściu zimnego frontu towarzyszą niszczycielskie prędkości wiatru. Prędkość wiatru często przekracza 20-30 m / s, czas trwania zjawiska wynosi zwykle kilka minut, czasem obserwuje się porywy.

Fronty okluzyjne
Z powodu opadających ruchów zimnego powietrza z tyłu cyklonu zimny przód porusza się szybciej niż ciepły przód i z czasem go wyprzedza. Na etapie napełniania cyklonu powstają złożone fronty - fronty okluzyjne, które powstają, gdy zamknięte są zimne i ciepłe fronty atmosferyczne.

W układzie frontu okluzji oddziałują trzy masy powietrza, z których ciepło nie ma już kontaktu z powierzchnią Ziemi. Proces wypierania ciepłego powietrza do górnych warstw nazywa się okluzją. W takim przypadku tylny klin zimnego powietrza cyklonu zamyka się z przednim klinem zimnego powietrza. Ciepłe powietrze w postaci lejka stopniowo unosi się, a jego miejsce zajmuje zimne powietrze dochodzące z boków (ryc. 5). Interfejs występujący, gdy zimne i ciepłe fronty są zamknięte, nazywa się frontową powierzchnią okluzji.

W przypadku frontu zimnego okluzji opady atmosferyczne mogą wystąpić po obu stronach frontu dolnego, a przejście z góry na ulewne deszcze, jeśli takie występują, nie występuje przed dolnym frontem, ale w jego bezpośredniej bliskości. W przypadku ciepłego frontu okluzji lejek ciepłego powietrza jest wypychany przez ciepłe powietrze wpadające do klina zimniejszego powietrza. Tylny klin mniej zimnego powietrza wyprzedza przedni klin zimniejszego powietrza, a zimny front, oddzielając się od powierzchni Ziemi, unosi się wzdłuż powierzchni ciepłego frontu.

Słaby poślizg tylnego powietrza wzdłuż przedniej powierzchni okluzyjnej może prowadzić do powstawania wzdłuż niej chmur typu St-Sc, które nie osiągają poziomu rdzeni lodowych. Od nich przed dolnym ciepłym przodem będzie mżawka.