Rozhranie medzi teplým a studeným vzduchom. Atmosférický front - čo to je? Charakteristika atmosférických frontov
Atmosférické fronty alebo jednoducho fronty sú prechodové zóny medzi dvoma rôznymi vzduchovými hmotami. Prechodová zóna začína od povrchu Zeme a siaha smerom nahor do nadmorskej výšky, kde sa stierajú rozdiely medzi vzduchovými hmotami (zvyčajne po hornú hranicu troposféry). Šírka prechodovej zóny na povrchu Zeme nepresahuje 100 km.
V prechodovej zóne - zóne kontaktu vzdušných hmôt - dochádza k prudkým zmenám hodnôt meteorologických parametrov (teplota, vlhkosť). Je tu výrazná oblačnosť, spadne najviac zrážok, dochádza k najintenzívnejším zmenám tlaku, rýchlosti a smeru vetra.
V závislosti od smeru pohybu teplých a studených vzduchových hmôt nachádzajúcich sa na oboch stranách prechodového pásma sa fronty delia na teplé a studené. Predné časti, ktoré málo menia svoju polohu, sa nazývajú sedavé. Osobitné postavenie zaujímajú oklúzne fronty, ktoré vznikajú pri stretnutí teplého a studeného frontu. Oklúzne fronty môžu byť buď studené alebo teplé fronty. Na mapách počasia sú fronty nakreslené buď ako farebné čiary, alebo sú dané symbolov(pozri obr. 4). Každý z týchto frontov bude podrobne diskutovaný nižšie.
2.8.1. Teplý front
Ak sa front pohybuje tak, že studený vzduch ustupuje, aby ustúpil teplému vzduchu, potom sa takýto front nazýva teplý front. Teplý vzduch, pohybujúci sa vpred, zaberá nielen priestor, kde býval studený vzduch, ale stúpa aj pozdĺž prechodovej zóny. Pri stúpaní sa ochladzuje a vodná para v ňom obsiahnutá kondenzuje. V dôsledku toho vznikajú oblaky (obr. 13).Obr. 13. Teplý front na zvislom reze a na mape počasia.
Na obrázku je najtypickejšia oblačnosť, zrážky a prúdenie vzduchu teplého frontu. Prvým znakom blížiaceho sa teplého frontu bude výskyt cirrusových oblakov (Ci). Tlak začne klesať. Po niekoľkých hodinách cirrové oblaky zhustnú a stanú sa závojom cirrostratusových oblakov (Cs). Po oblakoch cirrostratus prúdia ešte hustejšie oblaky altostratus (As), ktoré sa postupne stávajú pre Mesiac alebo Slnko nepriehľadné. Súčasne tlak klesá silnejšie a vietor, ktorý sa mierne stáča doľava, sa zosilňuje. Z oblakov altostratus môžu padať zrážky najmä v zime, keď sa nestihnú cestou vypariť.
Po určitom čase sa tieto oblaky menia na nimbostratus (Ns), pod ktorým sa zvyčajne nachádza nimbostratus (Frob) a stratus (Frst). Zrážky z oblakov stratostratus padajú intenzívnejšie, viditeľnosť sa zhoršuje, tlak rýchlo klesá, vietor zosilnie a často aj nárazovo. Pri prechode frontu sa vietor prudko stáča doprava a pokles tlaku sa zastaví alebo spomalí. Zrážky môžu ustať, ale väčšinou len zoslabnú a prejdú do mrholenia. Teplota a vlhkosť sa postupne zvyšujú.
Ťažkosti, s ktorými sa možno stretnúť pri prechode teplého frontu, sú spojené najmä s dlhodobým pobytom v zóne zlej viditeľnosti, ktorej šírka sa pohybuje od 150 do 200 námorných míľ. Treba vedieť, že plavebné podmienky v miernych a severných zemepisných šírkach sa pri prechode teplého frontu v chladnej polovici roka zhoršujú v dôsledku rozšírenia zóny zlej viditeľnosti a možnej námrazy.
2.8.2. Studený front
Studený front je front smerujúci k teplej vzduchovej mase. Existujú dva hlavné typy studených frontov:1) studené fronty prvého druhu - pomaly sa pohybujúce alebo spomaľujúce fronty, ktoré sú najčastejšie pozorované na periférii cyklón alebo anticyklón;
2) studené fronty druhého typu - rýchlo sa pohybujúce alebo pohybujúce sa so zrýchlením; vznikajú vo vnútorných častiach cyklónov a žľabov pohybujúcich sa vysokou rýchlosťou.
Studený front prvého druhu. Studený front prvého druhu, ako už bolo spomenuté, je pomaly sa pohybujúci front. V tomto prípade teplý vzduch pomaly stúpa hore klinom studeného vzduchu, ktorý do neho napáda (obr. 14).
V dôsledku toho sa nad zónou rozhrania najskôr vytvoria oblaky nimbostratus (Ns), ktoré sa v určitej vzdialenosti od prednej línie premenia na oblaky altostratus (As) a cirrostratus (Cs). Zrážky začínajú klesať v blízkosti frontovej línie a pokračujú aj po jej prechode. Šírka pásma postfrontálnych zrážok je 60-110 NM. V teplom období, v prednej časti takéhoto frontu, priaznivé podmienky pre vznik mohutných oblakov cumulonimbus (Cb), z ktorých padajú zrážky sprevádzané búrkami.
Tlak tesne pred prednou časťou prudko klesá a na barograme sa vytvára charakteristický „búrkový nos“ - ostrý vrchol smerujúci nadol. Tesne pred prechodom frontu sa k nemu stáča vietor, t.j. odbočí doľava. Po prechode frontu sa začne zvyšovať tlak a vietor sa prudko stáča doprava. Ak je predná časť umiestnená v dobre definovanom žľabe, potom otočenie vetra niekedy dosiahne 180 °; napríklad južný vietor sa môže zmeniť na severný vietor. S prechodom frontu nastupuje chladné počasie.
Ryža. 14. Studený front prvého druhu na zvislom reze a na mape počasia.
Plavebné podmienky pri prechode studeného frontu prvého typu ovplyvní zhoršená viditeľnosť v zrážkovom pásme a prudký vietor.
Studený front druhého druhu. Toto je rýchlo sa pohybujúci front. Rýchly pohyb studeného vzduchu vedie k veľmi intenzívnemu vytláčaniu prefrontálneho teplého vzduchu a v dôsledku toho k mohutnému vývoju kupovitých oblakov (C) (obr. 15).
Oblaky Cumulonimbus vo vysokých nadmorských výškach zvyčajne siahajú dopredu 60-70 NM od prednej línie. Táto predná časť oblakového systému je pozorovaná vo forme oblakov cirrostratus (Cs), cirrocumulus (Cc) a šošovkovitých altocumulus (Ac).
Tlaková níž pred blížiacim sa frontom klesá, ale slabo, vietor sa stáča doľava a padá silný dážď. Po prechode frontu rýchlo narastá tlaková níž, vietor sa prudko stáča doprava a výrazne zosilnie - nadobúda charakter búrky. Teplota vzduchu niekedy klesne o 10°C za 1-2 hodiny.
Ryža. 15. Studený front druhého druhu na vertikálnom reze a na mape počasia.
Navigačné podmienky pri prekročení takéhoto frontu sú nepriaznivé, pretože silné stúpajúce vzdušné prúdy v blízkosti frontovej línie samy o sebe prispievajú k vytvoreniu víru s ničivými rýchlosťami vetra. Šírka takejto zóny môže dosiahnuť 30 NM.
2.8.3. Pomaly sa pohybujúce alebo nehybné fronty
Front, ktorý nezaznamenáva výrazný posun smerom k teplej alebo studenej vzduchovej hmote, sa nazýva stacionárny. Stacionárne fronty sa zvyčajne nachádzajú v sedle alebo v hlbokom žľabe, prípadne na periférii tlakovej výše. Oblačný systém stacionárneho frontu je systém oblakov cirrostratus, altostratus a nimbostratus, ktorý vyzerá podobne ako teplý front. V lete sa na fronte často tvoria oblaky cumulonimbus.Smer vetra na takomto fronte zostáva takmer nezmenený. Rýchlosť vetra na strane studeného vzduchu je nižšia (obr. 16). Tlak nezaznamenáva výrazné zmeny. V úzkom pásme (30 NM) padá silný dážď.
Na stacionárnom fronte sa môžu vytvárať vlnové poruchy (obr. 17). Vlny sa rýchlo pohybujú pozdĺž stacionárneho frontu tak, že studený vzduch zostáva vľavo - v smere izobar, t.j. v teplej vzduchovej hmote. Rýchlosť pohybu dosahuje 30 uzlov alebo viac.
Ryža. 16. Pomaly sa pohybujúci front na mape počasia.
Ryža. 17. Poruchy vĺn na pomaly sa pohybujúcom fronte.
Ryža. 18. Vznik cyklónu na pomalom fronte.
Po prechode vlny predok obnoví svoju polohu. Nárast vlnovej poruchy pred vytvorením cyklónu sa spravidla pozoruje, ak do nej prúdi studený vzduch zozadu (obr. 18).
Na jar, na jeseň a najmä v lete spôsobuje prechod vĺn na stacionárnom fronte rozvoj intenzívnej búrkovej činnosti sprevádzanej víchricami.
Plavebné podmienky pri prechode stacionárneho frontu sú komplikované zhoršením viditeľnosti a v lete zvýšeným vetrom až búrlivým vetrom.
2.8.4. Oklúzne fronty
Oklúzne fronty vznikajú v dôsledku uzavretia studeného a teplého frontu a vytlačenia teplého vzduchu nahor. Proces uzatvárania sa vyskytuje v cyklónoch, kde studený front, pohybujúci sa vysokou rýchlosťou, predbieha teplý front.Na tvorbe oklúzneho frontu sa podieľajú tri vzduchové hmoty – dve studené a jedna teplá. Ak je studená vzduchová hmota za studeným frontom teplejšia ako studená hmota pred frontom, potom, vytláčajúc teplý vzduch nahor, súčasne prúdi na prednú, chladnejšiu hmotu. Takáto fronta sa nazýva teplá oklúzia (obr. 19).
Ryža. 19. Teplý oklúzny front na vertikálnom reze a na mape počasia.
Ak je vzduchová hmota za studeným frontom chladnejšia ako vzduchová hmota pred teplým frontom, tak táto zadná hmota bude prúdiť pod teplým aj predným studeným vzduchom. Takýto front sa nazýva studená oklúzia (obr. 20).
Oklúzne fronty prechádzajú vo svojom vývoji niekoľkými štádiami. Najťažšie poveternostné podmienky na oklúznych frontoch sú pozorované v počiatočnom momente uzavretia termálneho a studeného frontu. Počas tohto obdobia sa cloudový systém, ako je vidieť na obr. 20, je kombináciou oblakov teplého a studeného frontu. Z oblakov nimbostratus a cumulonimbus začínajú padať zrážky príkrovového charakteru, vo frontálnej zóne prechádzajú do prehánok.
Vietor pred teplým frontom uzáveru zosilnie, po jeho prechode zoslabne a stáča sa doprava.
Pred studeným frontom uzáveru vietor zosilnie na búrku, po jej prechode zoslabne a prudko sa stáča doprava. Ako sa teplý vzduch presúva do vyšších vrstiev, oklúzny front sa postupne rozmazáva, vertikálna sila oblačnosti klesá a objavujú sa bezoblačné priestory. Oblaky Nimbostratus sa postupne menia na stratus, altostratus na altocumulus a cirrostratus na cirrocumulus. Zrážky ustávajú. Prechod starých oklúznych frontov sa prejavuje prílevom oblakov altocumulus 7-10 bodov.
Ryža. 20. Studený oklúzny front na vertikálnom reze a na mape počasia.
Podmienky na preplávanie zóny oklúzneho frontu v počiatočnom štádiu vývoja sa takmer nelíšia od podmienok na preplávanie, respektíve pri prechode zóny teplého alebo studeného frontu.
Vpred
Obsah
späť
Frontálna zóna je prechodová zóna medzi vzduchovými hmotami s rôzne vlastnosti, silne naklonený k zemskému povrchu k studenému vzduchu. Týči sa niekoľko kilometrov, pričom jeho horizontálny rozsah môže byť tisíce kilometrov.
Šírka frontálnej zóny pri povrchu Zeme je desiatky kilometrov. Pretože jeho rozmery sú malé v porovnaní s rozmermi vzdušných hmôt, je zvyčajne reprezentovaný ako čelná plocha, ktorej priesečník s povrchom zeme sa nazýva predná strana. S prechodom frontu sa prudko menia všetky prvky počasia, vznikajú rozsiahle systémy oblačnosti, padajú zrážky a pribúda vietor. Fronty môžu vznikať a rozvíjať sa (tento proces sa nazýva frontogenéza), ale aj erodovať a zanikať (frontolýza).
V závislosti od smeru pohybu vzdušných hmôt sa atmosférické fronty delia na teplé, studené, sedavé a oklúzne fronty.
Teplý front
Teplý front nastáva, keď sa vzduchové hmoty pohybujú, keď je studená vzduchová hmota nahradená teplou. Teplý vzduch, ktorý je ľahší, prúdi na klin studeného vzduchu, stúpa, ochladzuje sa a od určitej výšky začnú pary kondenzovať a vytvárajú charakteristické husté oblaky pozostávajúce z oblakov cirrus, cirrostratus, altostratus a nimbostratus, ktoré vytvárajú obrovský klinovitý tvar. masív. Diagram zmeny typov oblačnosti charakteristických pre teplý front je na obr. 12 a poradie zmien meteorologických prvkov pri jeho prechode je v tabuľke. 1.
Tabuľka 1. Zmeny meteorologických prvkov pri prechode teplého frontu.
| Prvky počasia | Pred frontom | Keď prejde front | Za prednou časťou |
| Atmosférický tlak | Klesá, zvyčajne rovnomerne (klesá klin studeného ťažšieho vzduchu nad pozorovacím bodom (obr. 12)). | Pád sa spomaľuje | Málo sa mení alebo málo rastie |
| Vietor | Zosilňuje, otáča sa proti smeru hodinových ručičiek (na severnej pologuli) | Otáča sa v smere hodinových ručičiek (na severnej pologuli) | Oslabený, smer sa nemení |
| Teplota vzduchu | Nemení sa alebo rastie slabo | Zvyšuje sa (teplá vzduchová hmota na mieste pozorovania nahrádza studenú (obr. 12)) | Malé zmeny |
| Oblačnosť | Dôsledne sa navzájom nahradzujte: oblaky cirrus, cirrostratus, altostratus, nimbostratus. Pod frontálnou plochou sa môžu objaviť kupovité oblaky (obr. 12) | Nimbostratus | Stratus alebo stratocumulus |
| Zrážky | 300-400 km pred frontovou líniou začínajú výdatné zrážky | Takmer stop | Možnosť mrholenia |
Studený front
Studený front nastáva, keď sa vzduchové hmoty pohybujú, keď je teplá vzduchová hmota nahradená studenou. V tomto prípade je uhol sklonu čelnej plochy spravidla väčší ako u teplého frontu. Existujú studené fronty prvého a druhého druhu.
Studený front prvého druhu
Toto je názov pre pomaly sa pohybujúci studený front. Ako sa vzduchové hmoty pohybujú, studený vzduch pomaly prúdi pod teplým vzduchom, čo vedie k vzniku oblačného systému pripomínajúceho systém teplého frontu, ktorý sa nachádza v opačnom poradí v smere jeho pohybu. Horizontálne rozmery oblačnosti a zrážkovej zóny pre tento typ atmosférického frontu sú menšie ako pre teplý.
Pred frontom sa v teplej vzduchovej hmote môže vyvinúť oblačnosť cumulonimbus, ktorej vznik je spôsobený stúpajúcimi vzdušnými prúdmi. K pohybu frontov dochádza vplyvom vetra. Smer vetra v stredných zemepisných šírkach sa zhoduje so smerom dotyčnice k izobare. Ak teda na mape počasia línia studeného frontu prechádza pod miernym uhlom k izobare, vietor bude fúkať takmer pozdĺž prednej časti a rýchlosť jej pohybu bude malá. To znamená, že takýto predok bude predkom prvého druhu.
Studený front druhého druhu
Toto je názov pre rýchlo sa pohybujúci studený front. Na poveternostnej mape je čiara tohto frontu vo vzťahu k izobarám umiestnená pod uhlom blízkym priamke (vietor fúka takmer kolmo na prednú časť, čo vedie k jej rýchlemu pohybu). Prudké prúdenie studeného vzduchu pod teplým vzduchom vedie k rozvoju silnej konvekcie (vzostupných prúdov) v úzkom páse pred frontom a vzniku mohutných kupovitých oblakov.
Turbulencia stúpavých prúdov spôsobuje výskyt búrlivých vetrov na povrchu zeme. Hlavným typom zrážok sú prívalové zrážky. Zrážkové pásmo je zvyčajne také úzke, že ho na mapách počasia takmer nevidno. Oblačná sústava oblakov altostratus a cirrostratus v stúpajúcom prúde teplého vzduchu je silne rozšírená vpred od frontálnej plochy a je rozmazaná do samostatných oblakov altocumulus lentikulárne a malé cirrocumulus. Poradie zmien meteorologických prvkov počas jeho prechodu je v tabuľke. 2.
Tabuľka 2. Zmeny meteorologických prvkov pri prechode studeného frontu.
| Prvky počasia | Pred frontom | Ako prechádza front | Za prednou časťou |
| Atmosférický tlak | Falls | Jeseň ustupuje rastu | Rastie rýchlo (klin studeného a ťažšieho vzduchu nad pozorovateľom je čoraz vyšší), potom sa rast spomalí alebo zastaví |
| Vietor | Zosilňuje, otáča sa proti smeru hodinových ručičiek (na severnej pologuli) | Výrazne sa zintenzívňuje, stáva sa šmrncom, prudko sa otáča v smere hodinových ručičiek (na severnej pologuli) | Otáča sa proti smeru hodinových ručičiek (na severnej pologuli). Silný nárazový vietor pretrváva |
| Teplota vzduchu | Stabilné alebo mierne klesajúce | Prudko klesá | Stále klesá alebo sa mení len málo |
| Oblačnosť | Pre prednú časť 1. druhu - výkonný Cb. Pre čelo 2. typu sú možné jednotlivé Cc a pod nimi – Ac, potom vzhľad silných oblakov Cb. | Pre studený front prvého druhu - Ns. Pre fronty 2. typu – Cb, pod ktorými sa pozoruje oblačnosť s prehánkou. | Pre studený front prvého druhu je oblačný systém v podstate opakom teplého frontu (Ns, As, Cs, Ci sa postupne menia). Na fronte druhého typu oblačnosť rýchlo mizne. |
| Zrážky | Zvyčajne malé, začínajúce tesne pred prednou časťou | Prehánky, často silné | Rýchlo zastavte alebo sa zmeňte na krátkodobé prehánky |
| Iné javy | Časté sú búrky | Búrky, zvýšené veterné vlny | Silné vzrušenie pretrváva |
Predná časť oklúzie
Studený front sa vždy pohybuje rýchlejšie ako teplý a postupne ho dobieha. Keď sa fronty zatvoria, teplá vzduchová hmota nachádzajúca sa medzi čelnými plochami je tlačená nahor a oddeľuje sa od zemského povrchu. Tento proces sa nazýva oklúzia.
Vývoj oklúzie závisí od tepelného režimu vzdušných hmôt. Ak majú rovnaké teploty, potom je front eliminovaný na povrchu zeme. Teplý vzduch končí v koryte tvorenom povrchmi predchádzajúcich studených a teplých frontov a nazýva sa neutrálny. Ak je zadný studený vzduch chladnejší ako ten vpredu, potom sa takýto front nazýva oklúzia studeného frontu. V tomto prípade sa povrch teplého frontu kĺže po povrchu studeného frontu. Ak je zadný vzduch teplejší ako vzduch vpredu, potom sa takáto predná časť nazýva teplá predná oklúzia.
Oklúzne fronty sa vyznačujú širokou škálou oblačných systémov a zrážok. Vo všeobecnosti platí, že počasie pri oklúzii teplého frontu je podobné počasiu na teplých frontoch a pri studenej oklúzii je podobné počasiu na studených frontoch. Oklúzne fronty sú spravidla spojené s dobre definovanými tlakovými žľabmi. Poradie zmien meteorologických prvkov počas prechodu oklúzneho frontu je uvedené v tabuľkách 3 a 4.
Spodná časť zemskej atmosféry, troposféra, je v neustálom pohybe, posúva sa nad povrch planéty a mieša sa. Jeho jednotlivé úseky majú rozdielne teploty. Pri stretnutí takýchto atmosférických zón vznikajú atmosférické fronty, ktoré sú hraničnými zónami medzi vzduchovými hmotami rôznych teplôt.
Vytvorenie atmosférického frontu
Cirkulácia troposférických prúdov spôsobuje, že sa stretávajú prúdy teplého a studeného vzduchu. V mieste, kde sa stretávajú, dochádza vplyvom rozdielu teplôt k aktívnej kondenzácii vodnej pary, čo vedie k tvorbe mohutnej oblačnosti a následne k výdatným zrážkam.
Hranica atmosférických frontov je zriedka hladká, je vždy kľukatá a heterogénna v dôsledku plynulosti vzdušných hmôt. Teplejšie atmosférické prúdy prúdia na studené vzduchové masy a stúpajú nahor, zatiaľ čo chladnejšie vytláčajú teplý vzduch a spôsobujú jeho stúpanie vyššie.
Ryža. 1. Blíži sa atmosférický front.
Teplý vzduch je hmotovo ľahší ako studený a vždy stúpa, zatiaľ čo studený vzduch sa naopak hromadí pri povrchu.
Aktívne fronty sa pohybujú priemernou rýchlosťou 30-35 km. za hodinu, môžu však dočasne zastaviť svoj pohyb. V porovnaní s objemom vzdušných hmôt je hranica ich kontaktu, ktorá sa nazýva atmosférický front, veľmi malá. Jeho šírka môže dosiahnuť stovky kilometrov. Na dĺžku – v závislosti od veľkosti zrážajúcich sa prúdov vzduchu môže byť front dlhý tisíce kilometrov.
Známky atmosférického frontu
V závislosti od toho, ktorý atmosférický prúd sa pohybuje aktívnejšie, sa rozlišujú teplé a studené fronty.
TOP 1 článokktorí spolu s týmto čítajú
Ryža. 2. Prehľadná mapa atmosférických frontov.
Medzi príznaky blížiaceho sa teplého frontu patria:
- pohyb teplých vzduchových hmôt smerom k chladnejším;
- tvorba cirrusových alebo stratusových oblakov;
- postupná zmena počasia;
- mrholenie alebo silné dažde;
- zvýšenie teploty po prechode frontu.
Približovanie sa studeného frontu signalizuje:
- pohyb studeného vzduchu smerom k teplým oblastiam atmosféry;
- vznik veľkého počtu kopovitých oblakov;
- rýchle zmeny počasia;
- prehánky a búrky;
- následné zníženie teploty.
Studený vzduch sa pohybuje rýchlejšie ako teplý, takže fronty s nízkou teplotou sú aktívnejšie.
Počasie a atmosférický front
V oblastiach, kde prechádzajú atmosférické fronty, sa mení počasie.
Ryža. 3. Zrážka prúdov teplého a studeného vzduchu.
Jeho zmeny závisia od:
- teploty vzdušných hmôt . Čím väčší teplotný rozdiel, tým silnejší je vietor, intenzívnejšie zrážky a intenzívnejšia oblačnosť. A naopak, ak je teplotný rozdiel medzi prúdmi vzduchu malý, potom bude atmosférický front slabo vyjadrený a jeho prechod nad zemským povrchom neprinesie žiadne zvláštne zmeny počasia;
- aktivita vzdušného prúdu . Atmosférické prúdy môžu mať v závislosti od ich tlaku rôznu rýchlosť pohybu, ktorá určí rýchlosť zmeny počasia;
- predné tvary . Jednoduchšie lineárne tvary prednej plochy sú predvídateľnejšie. So vznikom atmosférických vĺn alebo uzatváraním jednotlivých výrazných jazykov vzduchových hmôt vznikajú víry - cyklóny a anticyklóny.
Po prechode teplého frontu počasie s ďalšími vysoká teplota. Po prechode chladného počasia nastáva zima.
Čo sme sa naučili?
Atmosférické fronty sú hraničné oblasti medzi vzduchovými masami s rôznymi teplotami. Čím väčší teplotný rozdiel, tým intenzívnejšia bude zmena počasia pri prechode frontu. Blížiaci sa teplý alebo studený front sa dá rozlíšiť podľa tvaru oblačnosti a typu zrážok.
Test na danú tému
Vyhodnotenie správy
Priemerné hodnotenie: 4.2. Celkový počet získaných hodnotení: 204.
Ukázalo sa, že teplý vzduch je vťahovaný do cyklóny nie cez celú jej východnú (pravú) polovicu, ale v dosť obmedzenom sektore umiestnenom v južnej a juhovýchodnej časti cyklóny medzi dvoma konvergenčnými líniami. Oblačnosť a zrážky sú v cyklóne rozložené nerovnomerne. Krycie dažde padajú hlavne pred prvou (východnou) líniou konvergencie prúdov vzduchu, ako aj v strede cyklónu. Prehánky a búrky sú sústredené v úzkom páse pozdĺž druhej (západnej) konvergenčnej línie. Tieto línie sa následne nazývali atmosférické fronty. Keďže v miernych zemepisných šírkach sa cyklóny zvyčajne pohybujú zo západu na východ, pozorovacím bodom prechádza najskôr východný front cyklóny, po ktorom nasleduje teplý vzduch. Tento atmosférický front sa nazýval teplý front. V blízkosti teplého atmosférického frontu teplý vzduch aktívne postupuje na frontovú líniu, pohybuje sa takmer kolmo na ňu a studený vzduch je transportovaný takmer paralelne s touto líniou, t.j. pomaly od nej ustupuje. Následne teplá vzduchová hmota dobehne a predbehne studenú. Potom sa západný (studený) front cyklóny približuje k pozorovaciemu bodu, pri jeho prechode teplota vzduchu prudko klesá. V blízkosti studeného atmosférického frontu je dynamika iná: studený vzduch dobieha teplý vzduch a rýchlo ho vytláča nahor.
Zosuv nahor pokrýva hrubé vrstvy teplého vzduchu na celej frontálnej ploche a vzniká rozsiahly systém vysokovrstvovej oblačnosti s nadložnými zrážkami. Teplý front má anticyklonálne zakrivenie a postupuje smerom k studenému vzduchu. Na mape počasia je teplý front vyznačený červenou farbou alebo čiernymi polkruhmi v smere pohybu frontu (obr. 1). S približovaním sa k línii teplého frontu začína klesať tlak, hustne oblačnosť a začnú padať výdatné zrážky. V zime sa pri prechode frontu zvyčajne objavujú nízke vrstvené oblaky. Teplota a vlhkosť sa pomaly zvyšujú. Pri prechode frontu teploty a vlhkosť zvyčajne rýchlo stúpajú a vietor sa zvyšuje. Po prechode frontu sa zmení smer vetra (vietor sa točí v smere hodinových ručičiek), jeho rýchlosť sa zníži, pokles tlaku sa zastaví a začne jeho mierny nárast, oblačnosť sa rozplynie, zrážky ustanú. Oblasť barických tendencií je prezentovaná takto: pred teplý front existuje uzavretá oblasť poklesu tlaku; za prednou časťou je buď zvýšenie tlaku, alebo relatívne zvýšenie (pokles, ale menej ako pred prednou časťou). Prechod teplého frontu je zvyčajne sprevádzaný mohutnou vrstvou dažďa, ktorá pokryje celú oblohu silným dažďom. Prvým znakom teplého frontu je cirry. Postupne sa menia na súvislý biely závoj cirrostratusových oblakov. Teplý vzduch sa už pohybuje vo vyšších vrstvách atmosféry. Tlak klesá. Čím bližšie je k nám frontová línia, tým sú mraky hustejšie. Slnko presvitá ako slabé miesto. Potom mraky klesnú nižšie a slnko úplne zmizne. Vietor zosilnie a zmení svoj smer v smere hodinových ručičiek (napr. najprv bol východný, potom juhovýchodný až juhozápadný) Približne 300-400 km pred frontom sa oblačnosť zahusťuje. Začína slabý nepretržitý dážď alebo sneženie. Teplý front však prešiel. Dážď či sneženie ustali, mraky sa rozplývajú, prichádza oteplenie – prišla teplejšia vzduchová hmota. Teplý front vo vertikálnom reze je znázornený na obr. 2.
Ak teplý vzduch ustúpi a po ňom sa rozšíri studený, znamená to, že sa blíži studený front. Jeho príchod vždy spôsobí zimomriavky. Ale pri pohybe nemajú všetky vrstvy vzduchu rovnakú rýchlosť. Najnižšia vrstva v dôsledku trenia o zemského povrchu sa trochu oneskorí a vyššie sú vytiahnuté dopredu. Studený vzduch teda padá na teplý vzduch vo forme šachty. Teplý vzduch sa rýchlo tlačí nahor a vytvárajú sa silné kopy oblakov cumulus a cumulonimbus. Oblačnosť studeného frontu prináša prehánky, búrky, sprevádzané silným nárazovým vetrom. Môžu dosiahnuť veľmi vysoké nadmorské výšky, ale v horizontálnom smere siahajú len 20...30 km. A keďže studený front sa zvyčajne pohybuje rýchlo, búrkové počasie netrvá dlho - od 15...20 minút. do 2...3 hod.V dôsledku interakcie studeného vzduchu s teplým podložným povrchom vznikajú kupovité oblaky s medzerami. Potom príde úplná jasnosť.
V prípade studeného frontu je pohyb teplého vzduchu smerom nahor obmedzený na užšie pásmo a je silný najmä pred studeným klinom, kde je teplý vzduch vytláčaný studeným vzduchom. Oblačnosť tu bude prevažne cumulonimbus s prehánkami a búrkami (obr. 3, obr. 4). Studený front má cyklónové zakrivenie (vydutie smerom k teplému vzduchu) a pohybuje sa smerom k teplému vzduchu. Na mape počasia je studený front vyznačený modrou farbou alebo čiernymi trojuholníkmi nasmerovanými v smere pohybu frontu (obr. 1). Prúdenie studeného vzduchu má zložku smerujúcu k prednej línii, takže studený vzduch, pohybujúci sa vpred, zaberá priestor, kde sa predtým nachádzal teplý vzduch, čo zvyšuje jeho nestabilitu.
Pri prechode cez líniu teplého frontu sa vietor, podobne ako v prípade teplého frontu, stáča doprava, ale obrat je výraznejší a ostrejší - od juhozápadného, južného (pred frontom) k západnému. , severozápadný (za frontom). Zároveň sa zvyšuje rýchlosť vetra. Atmosférický tlak sa pred prednou časťou mení pomaly. Môže klesať, ale aj stúpať. Prechodom studeného frontu to začína rýchly rast tlak. Za studeným frontom sa nachádza uzavretá izolobarická oblasť rastu tlaku a zvýšenie môže dosiahnuť 3-5 hPa/3h. Zmena tlaku v smere jeho rastu (z poklesu na zvýšenie, z pomalého nárastu na silnejší) naznačuje prechod povrchovej frontovej línie.
Búrky a búrky sú pred frontom bežné. Po prechode frontu teplota vzduchu často rýchlo a prudko klesá – o 10 °C a viac za 1-2 hodiny. Hmotnostný podiel vodnej pary klesá súčasne s teplotou vzduchu. Viditeľnosť sa zvyčajne zlepšuje, keď sa za studený front nasťahuje polárny alebo arktický vzduch. Nestabilita vzduchovej hmoty navyše zabraňuje kondenzácii v blízkosti zemského povrchu.
Charakter počasia na studenom fronte sa výrazne mení v závislosti od rýchlosti pohybu frontu, vlastností teplého vzduchu pred frontom a charakteru vzostupných pohybov teplého vzduchu nad studeným klinom. Studeným frontom 1. typu dominuje usporiadané stúpanie teplého vzduchu nad klin studeného vzduchu. Studený front typu 1 je pasívny zosuvný povrch. Do tohto typu patria pomaly sa pohybujúce alebo spomaľujúce fronty ich pohybu, najmä na periférii cyklonálnych oblastí v hlbokých barikových žľaboch. V tomto prípade sa oblačnosť nachádza hlavne za frontovou líniou. Stále je tu rozdiel oproti oblačnosti teplého frontu. Vplyvom trenia sa povrch studeného frontu v spodných vrstvách stáva strmým. Preto je tesne pred frontovou líniou namiesto pokojného a mierneho zosuvu nahor pozorovaný strmší (konvekčný) vzostup teplého vzduchu (obr. 3). V dôsledku toho sa v prednej časti oblačného systému niekedy objavujú mohutné kupovité a kupovité oblaky, ktoré sa tiahnu stovky kilometrov pozdĺž frontu, s prehánkami v lete, snežením v zime, búrkami, krupobitím a víchricou. Nad nadložnou časťou frontálnej plochy s normálnym sklonom v dôsledku kĺzania teplého vzduchu smerom nahor predstavuje oblakový systém rovnomernú pokrývku stratusovej oblačnosti. Zrážky pred frontom po prechode frontu vystriedajú rovnomernejšie pokrývkové zrážky. Nakoniec sa objavia cirrostratus a cirry. Vertikálny výkon systému a šírka oblačnosti a zrážkovej oblasti bude takmer 2-krát menšia ako v prípade teplého frontu. Horná hranica systému je približne v nadmorskej výške 4-4,5 km. Pod hlavným oblačným systémom sa môžu vyvinúť stratusové rozbité mraky a niekedy sa môžu vytvárať frontálne hmly. Trvanie prechodu studeného frontu 1. typu cez pozorovací bod je 10 hodín a viac.
Čelá 2. druhu v spodnej vrstve atmosféry sú pasívnou vzostupnou zosuvnou plochou a nad nimi aktívnou zostupnou zosuvnou plochou. Patrí k tomuto typu väčšina rýchlo sa pohybujúce studené fronty v cyklónoch. Tu je teplý vzduch spodných vrstiev vytlačený smerom nahor chladným hriadeľom pohybujúcim sa dopredu. Povrch studeného frontu v spodných vrstvách je veľmi strmý, dokonca vytvára vydutie v tvare šachty (obr. 4). Rýchly pohyb klinu studeného vzduchu spôsobuje nútenú konvekciu vytlačeného teplého vzduchu v úzkom priestore v prednej časti čelnej plochy. Tu sa vytvára silné konvekčné prúdenie s tvorbou oblakov cumulonimbus, ktoré sa zintenzívňuje v dôsledku tepelnej konvekcie. Predzvesťou frontu sú oblaky altocumulus lentiform, ktoré sa pred ním rozprestierajú vo vzdialenosti až 200 km. Vznikajúci oblačný systém má malú šírku (50-100 km) a nepredstavuje jednotlivé konvektívne oblaky, ale súvislú reťaz, prípadne oblakový breh, ktorý niekedy nemusí byť súvislý. V teplej polovici roka siaha horná hranica oblakov cumulonimbus do výšky tropopauzy. Na studených frontoch 2. typu je pozorovaná intenzívna búrková činnosť, prehánky, miestami s krúpami a búrlivý vietor. V oblakoch sú silné turbulencie a námraza. Šírka zóny nebezpečné javy poveternostná vzdialenosť je niekoľko desiatok kilometrov. V chladnej polovici roka dosahujú vrcholy oblakov cumulonimbus 4 km. Šírka pásma snehových zrážok je 50 km. Táto oblačnosť je spojená s hustými snehovými zrážkami, fujavicami s viditeľnosťou menšou ako 1000 m, prudkým zvýšením rýchlosti vetra a drsnosťou.
Pri prechode studených frontov 2. typu cez pozorovací bod sa najskôr objavia cirrové oblaky (3-4 hodiny pred prechodom frontovej línie blízko Zeme), ktoré rýchlo vystrieda altostratus, niekedy lentikulárny, ktorý rýchlo vystrieda obrovský oblak. s prehánkami, búrkami, krupobitím a víchricou. Trvanie pohybu oblačného systému s prehánkami a búrkami zvyčajne nepresiahne 1-2 hodiny. Po prechode studeného frontu zrážky ustávajú. Charakteristickým znakom studených frontov prvého aj druhého typu sú prefrontálne návaly. Keďže v prednej časti studeného klina sa vplyvom trenia vytvára strmý sklon čelnej plochy, časť studeného vzduchu sa objavuje nad teplým. Potom sa masy studeného vzduchu „zrútia“ dole v prednej časti postupujúcej studenej šachty. Kolaps studeného vzduchu vedie k posunu teplého vzduchu nahor a k vzniku víru s horizontálnou osou pozdĺž prednej časti. Víchrice na súši sú obzvlášť intenzívne v lete, keď je na oboch stranách frontu veľký teplotný rozdiel medzi teplým a studeným vzduchom a keď je teplý vzduch nestabilný. Za týchto podmienok je prechod studeného frontu sprevádzaný ničivými rýchlosťami vetra. Rýchlosť vetra často presahuje 20-30 m/s, doba trvania javu býva niekoľko minút, občas sú pozorované aj nárazy.
Oklúzne fronty
Vplyvom zostupných pohybov studeného vzduchu v zadnej časti cyklóny sa studený front pohybuje rýchlejšie ako teplý front a časom ho dobieha. V štádiu napĺňania cyklónu vznikajú zložité fronty - oklúzne fronty, ktoré vznikajú pri uzatváraní studených a teplých atmosférických frontov.
V systéme oklúzneho frontu interagujú tri vzduchové hmoty, z ktorých teplá už neprichádza do kontaktu s povrchom Zeme. Proces vytláčania teplého vzduchu do horných vrstiev sa nazýva oklúzia. V tomto prípade sa zadný klin studeného vzduchu cyklónu uzatvára predným klinom studeného vzduchu. Teplý vzduch vo forme lievika postupne stúpa nahor a jeho miesto zaberá studený vzduch prichádzajúci zo strán (obr. 5). Rozhranie, ku ktorému dochádza pri stretnutí studeného a teplého frontu, sa nazýva oklúzna predná plocha.
V prípade uzavretého studeného frontu sa môžu zrážky vyskytnúť na oboch stranách dolného frontu a prechod z príkrovových zrážok do prehánok, ak sa vyskytnú, nastáva nie pred spodným frontom, ale v jeho tesnej blízkosti. V prípade teplého oklúzneho frontu je vír teplého vzduchu vytláčaný teplejším vzduchom prúdiacim na klin chladnejšieho vzduchu. Zadný klin menej studeného vzduchu predbieha predný klin chladnejšieho vzduchu a studený front po oddelení od zemského povrchu stúpa po povrchu teplého frontu.
Slabé kĺzanie zadného vzduchu smerom nahor pozdĺž prednej časti pozdĺž povrchu oklúzie môže viesť k vytvoreniu oblakov St-Sc pozdĺž neho, ktoré nedosahujú úroveň ľadových jadier. Tie budú pred spodným teplým frontom vytvárať mierne mrholenie.