Что приносит теплый атмосферный фронт. Что такое теплый фронт и как он образуется. Влияние подстилающей поверхности

Наблюдать за изменениями погоды очень увлекательно. Солнце сменяется дождем, дождь - снегом, и над всем этим разнообразием веют порывистые ветра. В детстве это вызывает восхищение и удивление, у людей постарше - желание понять механизм процесса. Давайте попробуем понять, что формирует погоду и как с этим связаны атмосферные фронты.

Граница воздушных масс

В привычном восприятии "фронт" - термин военный. Это грань, на которой происходит столкновение вражеских сил. А понятие атмосферные фронты - это границы соприкосновения двух воздушных масс, которые формируются над огромными площадями поверхности Земли.

По воле природы человек получил возможность жить, эволюционировать и заселять все большие территории. Тропосфера - нижняя часть атмосферы Земли - обеспечивает нас кислородом и находится в непрерывном движении. Вся она состоит из отдельных воздушных масс, объединенных общим возникновением и похожими показателями. Среди основных показателей этих масс определяют объем, температуру, давление и влажность. Во время движения различные массы могут сближаться и сталкиваться. Однако они никогда не теряют своих границ и не смешиваются между собой. - это участки, где соприкосаються и происходят резкие погодные скачки.

Немного истории

Понятия «атмосферный фронт» и «фронтальная поверхность» возникли не сами по себе. Их ввел в метеорологию норвежский ученый Я. Бьеркнес. Произошло это в 1918 году. Бьеркнес доказал, что атмосферные фронты - это основные звенья в высоких и средних слоях. Однако до исследований норвежца, еще в 1863 году, адмирал Фицрой предположил, что яростные атмосферные процессы начинаются в местах встреч масс воздуха, идущих с разных сторон света. Но в тот момент научное сообщество не обратило внимания на эти наблюдения.

Бергенская школа, представителем которой был Бьеркнес, не только проводила собственные наблюдения, но и свела воедино все знания и предположения, высказанные более ранними наблюдателями и учеными, и изложила их в виде последовательной научной системы.

По определению, наклонную поверхность, представляющую собой область перехода между разными воздушными потоками, называют фронтальной поверхностью. А вот атмосферные фронты - это отображение фронтальных поверхностей на метеорологическую карту. Обычно переходная область атмосферного фронта завязывается у поверхности Земли и поднимается вверх до тех высот, на которых размываются различия между воздушными массами. Чаще всего порог этой высоты составляет от 9 до 12 км.

Теплый фронт

Атмосферные фронты бывают разные. Они зависят от направленности передвижения теплых и холодных массивов. Выделяют три типа фронтов: холодный, теплый и окклюзий, образованный в месте смыкания различных фронтов. Рассмотрим подробнее, что представляют собой теплые и холодные атмосферные фронты.

Теплый фронт - такое движение воздушных масс, при котором холодный воздух уступает место теплому. То есть воздух более высокой температуры, продвигаясь, располагается на территории, где господствовали холодные воздушные массы. Кроме этого, он поднимается ввысь вдоль переходной зоны. При этом температура воздуха постепенно снижается, из-за чего происходит конденсация находящегося в нем водяного пара. Так образовываются облака.

Основные признаки, по которым можно определить теплый атмосферный фронт:

• резко падает атмосферное давление;
• возрастает ;
• повышается температура воздуха;
• появляются перистые, затем перисто-слоистые, а после - высоко-слоистые облака;
• ветер немного поворачивает влево и становится более сильным;
• облака становятся слоисто-дождевыми;
• выпадают осадки различной интенсивности.

Обычно после прекращения осадков теплеет, но это длится недолго, поскольку холодный фронт движется очень быстро и нагоняет теплый атмосферный фронт.

Холодный фронт

Наблюдается такая особенность: теплый фронт всегда наклонен в сторону движения, а холодный - в противоположную. Когда происходит движение фронтов, холодный воздух вклинивается в теплый, выталкивая его вверх. Холодные атмосферные фронты ведут к снижению температуры и похолоданию на значительной территории. По мере остывания поднявшихся теплых воздушных масс влага конденсируется в облачность.

Основные признаки, по которым можно определить холодный фронт:

• перед фронтом давление падает, за линией атмосферного фронта резко повышается;
• образовываются кучевые облака;
• появляется порывистый ветер, с резкой сменой направления по часовой стрелке;
• начинается проливной дождь с грозой или градом, продолжительность осадков около двух часов;
• резко падает температура, иногда на 10°С сразу;
• за атмосферным фронтом наблюдаются многочисленные прояснения.

Для путешественников пройти через холодный фронт - испытание не из легких. Иногда приходится преодолевать вихри и шквалы в условиях плохой видимости.

Фронт окклюзий

Уже говорилось, что атмосферные фронты бывают разные, если с теплыми и холодными более-менее все понятно, то фронт окклюзий вызывает массу вопросов. Формирование подобных эффектов происходит в местах смыкания холодного и теплого фронтов. Более теплый воздух при этом вытесняется вверх. Основное действие происходит в циклонах в момент, когда более стремительный холодный фронт нагоняет теплый. В результате происходит движение атмосферных фронтов и столкновение трех воздушных масс, двух холодных и одной теплой.

Основные признаки, по которым можно определить фронт окклюзий:

• облака и осадки обложного типа;
• резкие смены без сильного изменения скорости;
• плавное изменение давления;
• отсутствие резких перепадов температур;
• циклоны.

Фронт окклюзий зависит от температуры холодных воздушных масс перед ним и за его линией. Различают холодный и теплый фронты окклюзий. Самые сложные условия наблюдаются в момент непосредственного смыкания фронтов. По мере вытеснения теплого воздуха фронт размывается, улучшаются.

Циклон и антициклон

Поскольку в описании фронта окклюзий было употреблено понятие "циклон", то надо рассказать, что же это за явление.

Вследствие неравномерного распределения воздуха в поверхностных слоях образуются зоны высокого и низкого давления. Зоны высокого давления характеризуются избыточным количеством воздуха, низкого - недостаточным его количеством. В результате перетока воздуха между зонами (из избыточной в недостаточную) образуется ветер. Циклон - участок низкого давления, который затягивает, как в воронку, недостающий воздух и облака из зон, где они в избытке.

Антициклон - участок с повышенным давлением, который вытесняет избыток воздуха в зоны низкого давления. Основная характеристика - ясная погода, поскольку облака из этой зоны также вытесняются.

Географическое разделение атмосферных фронтов

В зависимости от климатических зон, над которыми формируются атмосферные фронты, их разделяют по географическому признаку на:

1. Арктический, отделяющий холодные арктические воздушные массы от умеренных.
2. Полярный, располагающийся между умеренной и тропической массами.
3. Тропический (пассатный), разграничивающий тропическую и экваториальную зоны.

Влияние подстилающей поверхности

На физические свойства воздушных масс влияет радиация и вид Земли. Поскольку характер такой поверхности может быть различным, то и трение об нее происходит неравномерно. Сложный географический рельеф может деформировать линию атмосферного фронта и изменить его эффекты. Например, известны случаи разрушения атмосферных фронтов при переваливании через горные хребты.

Воздушные массы и атмосферные фронты приносят синоптикам множество сюрпризов. Сопоставляя и изучая направления движения масс и капризы циклонов (антициклонов), они составляют графики и прогнозы, которыми люди ежедневно пользуются, даже не задумываясь над тем, насколько большой труд за этим стоит.

Если иногда громадные потоки теплых и холодных воздушных течений подходят близко друг к другу, тогда на карте погоды между ними можно провести четкую линию раздела, или, как говорят метеорологи, линию фронта.

Вот с такими фронтами непосредственно и связана ненастная погода, обложные дожди или снегопады.

Граница между теплой и холодной воздушными массами представляет собой поверхность. Эта поверхность почти горизонтальная и лишь слегка, совсем незаметно, опускается к линии фронта.

Холодный воздух находится под фронтальной поверхностью; он имеет форму, напоминающую лезвие топора, а теплый воздух расположен выше этой поверхности. Там, где фронтальная поверхность опускается до самой земли, т. е. вдоль «лезвия топора», проходит линия фронта.

Так как воздушные массы все время находятся в движении, то и граница между ними сдвигается то в сторону теплого воздуха, то в сторону холодного.

На любой карте погоды можно подметить одну очень важную и характерную особенность: через центр области пониженного давления обязательно проходит линия фронта, и, наоборот, через центры областей повышенного давления фронты никогда не проходят.

ТЕПЛЫЙ ФРОНТ

Если фронт движется в направлении от теплого воздуха к холодному, т. е. холодный воздух отступает, а теплый надвигается вслед за ним, то такой фронт называют теплым фронтом. Именно такой теплый фронт и приносит нам чаще всего самые продолжительные дожди. Когда теплый фронт движется через какую-нибудь местность, то там наступает потепление: на смену холодной воздушной массе приходит теплая масса.

Теплый воздух движется быстрее холодного, догоняет его, и ему приходится как бы «взбираться на спину» отступающего холодного воздуха. А подъем воздуха приводит к его охлаждению; следовательно, в теплом воздухе над фронтальной поверхностью образуются облака. Теплый воздух взбирается вверх очень медленно и постепенно, поэтому облачность теплого фронта и имеет вид ровной гладкой пелены перисто-слоистых и высокослоистых облаков. Эта пелена тянется вдоль линии фронта широкой полосой в несколько сотен метров ширины и иногда на тысячи километров в длину. Чем дальше впереди от линии фронта находятся облака, тем выше они над Землей и тем тоньше. Самые высокие облака называют перистыми. Они находятся на высоте 7-9 км и состоят из ледяных кристаллов.

Перисто-слоистые облака тоже состоят из ледяных кристаллов, но расположены они несколько ниже и ближе к фронту. Высокослоистые облака еще ниже - на высоте 2-4 м и на расстоянии 100-400 км от фронта. У самого фронта расположены слоисто-дождевые облака. Низкие разорванные облака «плохой погоды» несутся над землей на высоте всего 100-200 м. Они закрывают вершины холмов, верхушки радиомачт и иногда верхние части фабричных труб.

После прохождения фронта ветер меняет свое направление, причем он поворачивается всегда вправо. Если перед фронтом ветер дул с юго-востока, то после прохождения фронта он уже дует с юга; если же ветер был южным, то он становится юго-западным или западным.

Высокие прозрачные облака, движущиеся на 800-900 км впереди линии теплого фронта,- это те высланные вперед «гонцы», которые задолго предупреждают нас о наступлении ненастья. Именно по их появлению можно за 10-14 часов вперед предсказать начало дождя летом или снегопада зимой.

Мы рассмотрели образование осадков, которые обычно создают длительное ненастье.

ХОЛОДНЫЙ ФРОНТ

Часто ясный день сменяется бурным ливнем, грозой и шквалом, вслед за которыми наступает похолодание. Такая погода связана с холодным фронтом. Если теплый воздух отступает, а холодный растекается вслед за ним, то такой фронт называется холодным фронтом. Приход этого фронта всегда вызывает похолодание, так как теплая воздушная масса заменяется холодной.

Нижняя часть холодного фронта вследствие трения о земную поверхность движется медленнее верхней и отстает от нее. Поэтому наверху поверхность холодного фронта «выпячивается» вперед, холодный воздух в «голове» холодного фронта обрушивается вниз, и фронтальная поверхность принимает выпуклую форму катящегося вала. Этот вал движется быстрее отступающего теплого воздуха, нагоняет его и бурно вытесняет прямо вверх. Образуется вал клубящихся темных туч (кучево-дождевых облаков) с ливнем, грозой и градом (летом) или снежным шквалом и метелью (зимой).

Самые сильные грозы и шквалы всегда бывают связаны с холодным фронтом.

ПРЕДСКАЗАНИЕ ПОГОДЫ

Зная взаимную связь явлений погоды и внимательно наблюдая за ее изменениями, можно предсказать наступление ненастья или улучшение погоды. Нужно только помнить, что ни один из признаков изменения погоды нельзя использовать отдельно от других явлений погоды. Надо всегда сначала ясно себе представить все, что происходит в данный момент в атмосфере, и только на основании этого можно предсказывать изменения погоды.

Всякое сильное ухудшение погоды обусловлено приходом циклонов и связанных с ними фронтов, которые сменяют антициклоны, а проследить за их движением можно только по специальным синоптическим картам. Для местного предсказания погоды можно использовать лишь некоторые признаки приближения фронтов и циклонов.

Летом во время хорошей погоды признаком возможного наступления ненастья будет нарушение обычного суточного хода погоды, для которого характерно повышение температуры днем и понижение ее ночью, усиление ветра днем и ослабление его ночью, образование днем кучевых облаков, выпадение ночью росы и образование утренних туманов.

О приближении теплого фронта, а следовательно, и циклона всегда говорит ночное потепление. В циклоне ветры обычно сильнее, чем в антициклоне, поэтому с приближением циклона ветер заметно усиливается. Слишком резкое по сравнению с прошедшими сутками усиление ветра днем или слишком незначительное его ослабление ночью указывает на приближение циклона. Отсутствие росы и тумана ночью также служит признаком приближения циклона. На это же указывает иногда и слабое развитие кучевой облачности днем.

Зимой суточный ход явлений погоды выражен слабо и приближающийся циклон обычно дает знать о себе усилением ветра и повышением температуры.

Все эти признаки, даже если они резко выражены и наблюдаются одновременно, все же не дают уверенности в наступлении ненастья. Самые верные признаки близкого ненастья - это появление на небе перистых и перисто-слоистых облаков, которые сгущаются в определенной - чаще всего в западной - части горизонта. При этом ветер должен дуть таким образом, что если стать к нему спиной, то сгущение облаков должно оказаться слева и несколько впереди - там, где должно быть низкое давление.

Признаки прекращения ненастья: резкое похолодание во время выпадения дождя и снега; изменение направления ветра на северо-западное или северное; изменение характера осадков; переход равномерного, со сплошной облачностью, дождя в резко меняющиеся по силе ливни, иногда с грозой и градом, сплошного снегопада - в отдельные сильные вспышки пурги.

В предыдущей статье мы рассмотрели причины появления ветра, которыми являются циклоны и антициклоны и их взаимодействие. Безусловно, яхтсмена в первую очередь интересуют циклоны, несущие с собой плохую погоду с сильными ветрами, которых он хотел бы избежать, или, по крайней мере знать, с какими условиями придется столкнуться, чтобы подготовиться к ним. Обычно, циклон несет с собой атмосферные фронты – теплый и холодный, каждый из которых обладает определенными свойствами, и которые мы изучим в этой статье.
Атмосферным фронтом называют границу раздела между двумя воздушными массами разной плотности. Поскольку температура является главным регулятором плотности воздуха, то фронт обычно разделяет воздушные массы с разной температурой. Наряду с этими характеристиками, прохождение фронтов обуславливает изменение давления, направления и силы ветра, влажности, облачности. Существует несколько типов атмосферных фронтов: теплый фронт, холодный фронт, фронт окклюзии и стационарный фронт. Обычно, фронт называют соответственно температуре воздушной массы, идущей вслед за ним. Фронт, за которым находится теплый воздух (или теплый сектор циклона), называют теплый фронт, и наоборот, если за фронтом приходит холодный воздух – это холодный фронт. Прежде, чем рассмотреть особенности каждого из них, давайте рассмотрим структуру циклона с фронтами в целом.

На рисунке G450a представлен циклон с фронтами и направления ветров в нем.

Рис. G450a Типичный циклон с фронтами

Следующая иллюстрация G450b показывает распределение облачности на фронтах.

Рис. G450b

Выпадение осадков и при прохождении фронтов показано на рисунке G450c

Рис. G450с

Приведенные выше рисунки наглядно демонстрируют, с какими разными условиями мы сталкиваемся при прохождении фронтов. Сравнительная характеристика фронтов приведена в таблице 1.

Фронт	Теплый	Холодный	Фронт окклюзии	Стационарный
Погода	Непрерывный дождь, затем туман	Проливной дождь, ливни	Дождь, затем шквалы	Периодический дождь, затем прояснение
Основные облака	Слоистые	Кучево-дождевые	Слоистые, затем дождевые	Низко-слоистые, затем дождевые
Изменение температуры	Медленно растет	Резко падает при прохождении фронта	Поднимается или падает	Медленно растет
Скорость ветра	10 -15 узлов	15 -30 узлов	10 -15 узлов	Тихий или штиль
Обозначение фронта на метео картах

Таблица 1.

Рассмотрим ближе каждый из атмосферных фронтов

Теплый фронт

Любой фронт (кроме окклюдированного), движущийся таким образом, что холодный воздух замещается теплым при прохождении фронта, называется теплый фронт. (См. рис. G207a)

Рис. G207a

Теплый фронт приходит следующим образом. После первого появления перистых облаков, небо постепенно понижается, наполняясь перисто-слоистыми облаками. 22-градусное гало вокруг солнца или луны информирует нас о наличии ледяных кристаллов в этих облаках, которое мы могли бы и не заметить, не будь этого гало. Непрерывный, мелкий дождь начинается где-то на середине пути между первым появлением перистых облаков и прохождением самого фронта. Давление постепенно падает, а ветер усиливается и при прохождении фронта, достигает наибольшей силы и резко поворачивает по часовой стрелке. Подробнее ознакомьтесь с характеристиками теплого фронта в таблице 2.

	Перед фронтом	При проходе фронта	За фронтом
Погода	Продолжительный дождь или снег	Дождь заканчивается	Морось или легкий дождь
Облачность	Последовательно Ci, Cs, As, Ns	Низкие слоисто-дождевые	Слоистые или слоисто-кучевые
Ветер	Постоянно усиливается и поворачивает против часовой стрелки	Резко поворачивает по часовой стрелке	Постоянное направление и сила
Давление	Постоянно падает	Наименьшее значение	Небольшие изменения
Температура	Стабильная или слегка растет	Повышается	Не меняется или слегка растет
Видимость		Плохая из-за тумана	Хорошая или плохая при тумане или мороси

Таблица 2. Теплый фронт

Холодный фронт

Любой фронт (кроме окклюдированного), движущийся таким образом, что теплый воздух замещается холодным при его прохождении, называется теплый фронт. (См. рис. G207b)

Рис. G207b

При своем приближении холодный фронт выглядит как стена темных кучево-дождевых грозовых облаков. При прохождении фронта ожидается проливной дождь с грозой, возможно град. Ветер порывистый и резко сменяет направление по часовой стрелке. Затем небо проясняется.
Подробности смотрите в таблице 3.

	Перед фронтом	При проходе фронта	За фронтом
Погода	Возможен дождь или гроза	Проливной дождь с грозой. Возможно град	Ливень, переходящий в слабый дождь и прояснение
Облачность	Ac, As и Ns, сменяемые кучево-дождевыми	Грозовые кучево-дождевые	Быстро поднимающиеся As, Ac, прояснение
Ветер	Усиливается и становится шквалистым	Резко поворачивает по часовой стрелке, оченьшквалистый	Порывистый, меняет направление по часовой стрелке
Давление		Резко повышается	Медленно поднимается
Температура	Может немного упасть	Резко падает	Медленно падает немного
Видимость		Резко уменьшается	В основном хорошая

Таблица 3. Холодный фронт

Теплый сектор
Участок теплого воздуха в циклоне, ограниченный теплым и холодным фронтом, называется теплый сектор. Характеризуется более или менее прямыми изобарами. (См. рис. G207e)

Рис. G207e

Погода в теплом секторе характеризуется сильными ветрами постоянной силы и направления. На небе - кучевые и слоисто-кучевые облака, периодически идут ливни.

Фронт окклюзии
Фронт, состоящий из двух фронтов и сформированный таким образом, что холодный фронт перекрывает теплый или стационарный фронт, называют фронтом окклюзии. Это обычный процесс в последней стадии развития циклона, когда холодный фронт догоняет теплый. Существует три основных типа фронтов окклюзии, обусловленных относительной прохладностью воздушной массы, идущей вслед за первоначальным холодным фронтом к воздуху впереди теплого фронта. Это фронты холодной, теплой и нейтральной окклюзии. (См. рис. G207c)

Рис. G207c. Окклюдированные фронты разных типов

Погодные условия при прохождении таких фронтов также неблагоприятны для яхтсменов – они сопровождаются дождями с грозами и градом, сильными и порывистыми ветрами с резкой сменой направлений и временами - плохой видимостью.

Стационарный фронт
Фронт, который неподвижен или почти неподвижен, называют стационарный фронт. Обычно фронты, движущиеся со скоростью менее 5 узлов, рассматривают как стационарные. (См. рис.G207d)

Рис. G207d. Стационарный фронт

Погодные условия стационарного фронта не могут быть описаны, как принадлежащие именно этому фронту по той причине, что как теплый, так и холодный фронт могут остановиться в своем движении и превратиться в стационарный фронт. В этом случае он имеет погоду того фронта, из которого он сформировался. На некоторой стадии существования, стационарный фронт будет иметь погодные условия фронта окклюзии. Как только он остается стационарным на долгий период времени, существует большая вероятность приобретения свойств теплого фронта.

В средних широтах северного полушария циклоны обычно движутся в восточном и северо-восточном направлении, а их фронты находятся в южной части циклона. Если яхтсмену случиться оказаться в этой части циклона, он - на «опасной стороне» циклона и должен быть готовым встретить весьма тяжелые погодные условия. Левая же сторона циклона более безопасна для навигации. Даже циклоны без фронтов, имеют значительно более сильные ветра на своей опасной стороне. Поэтому будет интересным рассмотреть прохождение циклона и фронтов над наблюдателем, находящимся на опасной стороне циклона. Механизм этого явления подробно рассмотрен нами в статье «В шторме. Опасные для навигации районы циклонического шторма».
На рисунке G136a представлено изменение давления вдоль пути яхты, проходящей через фронты циклона.

Рис. G136a

При приближении теплого фронта, атмосферное давление понижается и стабилизируется за фронтом, в теплом секторе. Обычно имеется резкий изгиб в изобарах на линиях фронтов, отражающий различие в структуре воздушных масс. При подходе холодного фронта, давление обычно постоянно или немного понижается с тем, чтобы при прохождении холодного фронта, начался его рост.

Рисунок G136b демонстрирует изменение силы ветра, измеренное на борту яхты, при проходе через фронты:

Рис. G136b

Скорость ветра постепенно возрастает с приближением теплого фронта и затем стабилизируется в теплом секторе. После прохождения холодного фронта сила ветра уменьшается. Наибольшей силы он достигает при прохождении фронтов. В обоих случаях при пересечении фронтов, ветер становится порывистым и шквальным.

Изменение направления ветра при пересечении яхтой фронтов отражено на рисунке G136с:

Рис. G136с

Ветер медленно поворачивает против часовой стрелки при подходе теплого фронта. Непосредственно на фронте он резко меняет направление по часовой стрелке, в соответствии с резким изгибом изобар. Такое изменение направления происходит на всех фронтах. В теплом секторе направление ветра стабильно. На холодном фронте изменение направления ветра может быть больше, чем на теплом. Затем ветер плавно идет по часовой стрелке в хвосте циклона.

Теперь, вооруженные знаниями о природе циклонов и фронтов, мы можем с большой долей вероятности предсказать, с какими условиями мы можем столкнуться в циклоне с фронтами.

Из “Weather trainer” by David Burch
Перевод: С.Свистула

Посетите и оьсудите статью

Атмосферными фронтами или просто фронтами называются переходные зоны между двумя различными воздушными массами. Переходная зона начинается от поверхности Земли и простирается вверх до той высоты, где различия между воздушными массами стираются (обычно до верхней границы тропосферы). Ширина переходной зоны у поверхности Земли не превышает 100 км.

В переходной зоне - зоне соприкосновения воздушных масс - происходят резкие изменения значений метеорологических параметров (температуры, влажности). Здесь наблюдается значительная облачность, выпадает больше всего осадков, происходят наиболее интенсивные изменения давления, скорости и направления ветра.

В зависимости от направления перемещения теплых и холодных масс воздуха, расположенных по обе стороны от переходной зоны, фронты делят на теплые и холодные. Фронты, которые мало изменяют свое положение, называют малоподвижными. Особое положение занимают фронты окклюзии, образующиеся при смыкании теплого и холодного фронтов. Фронты окклюзии могут быть по типу как холодного, так и теплого фронтов. На картах погоды фронты проводятся либо цветными линиями, либо даются условными обозначениями (см. рис. 4). Подробно о каждом из этих фронтов будет сказано ниже.

2.8.1. Теплый фронт

Если фронт движется так, что холодный воздух отступает, уступая место теплому воздуху, то такой фронт называется теплым. Теплый воздух, продвигаясь вперед, не только занимает пространство, где раньше находился холодный воздух, но и поднимается вверх вдоль переходной зоны. По мере подъема он охлаждается, и водяной пар, находящийся в нем, конденсируется. В результате этого образуются облака (рис. 13).

Рис, 13. Теплый фронт на вертикальном разрезе и на карте погоды.

На рисунке показаны наиболее характерная облачность, осадки и воздушные течения теплого фронта. Первым признаком приближения теплого фронта будет появление перистых облаков (Ci). Давление при этом начнет падать. Через несколько часов перистые облака, уплотняясь, переходят в пелену перисто-слоистых облаков (Cs). Вслед за перисто-слоистыми облаками натекают еще более плотные высоко-слоистые облака (As), постепенно становящиеся непросвечиваемыми луной или солнцем. Давление падает при этом сильнее, а ветер, несколько поворачивая влево, усиливается. Из высокослоистых облаков могут выпадать осадки, особенно зимой, когда они по пути не успевают испариться.

Через некоторое время эти облака переходят в слоисто-дождевые (Ns), под которыми обычно бывают разорванно-дождевые (Frob) и разорванно-слоистые (Frst). Осадки из слоисто- дождевых облаков выпадают более интенсивно, видимость ухудшается, давление быстро падает, ветер усиливается, часто принимает порывистый характер. При пересечении фронта ветер резко поворачивает вправо, падение давления прекращается или замедляется. Осадки могут прекратиться, но обычно они лишь ослабевают и переходят в моросящие. Температура и влажность воздуха постепенно повышаются.

Трудности, которые могут встретиться при пересечении теплого фронта, связаны, в основном, с длительным пребыванием в зоне плохой видимости, ширина которой колеблется от 150 до 200 м. миль. Необходимо знать, что условия плавания в умеренных и северных широтах при пересечении теплого фронта в холодную половину года ухудшаются вследствие расширения зоны плохой видимости и возможного обледенения.

2.8.2. Холодный фронт

Холодным фронтом называется фронт, перемещающийся в сторону теплой воздушной массы. Различают два основных типа холодных фронтов:

1) холодные фронты первого рода - медленно движущиеся или замедляющиеся фронты, которые чаще всего наблюдаются на периферии циклонов или антициклонов;

2) холодные фронты второго рода - быстро движущиеся или перемещающиеся с ускорением, они возникают во внутренних частях циклонов и ложбин, перемещающихся с большой скоростью.

Холодный фронт первого рода. К холодному фронту первого рода, как было сказано, относится медленно движущийся фронт. В этом случае теплый воздух медленно восходит вверх по вторгающемуся под него клину холодного воздуха (рис. 14).

Вследствие этого над зоной раздела образуются сначала слоисто-дождевые облака (Ns), переходящие на некотором расстоянии от линии фронта в высоко-слоистые (As) и перисто- слоистые (Cs) облака. Осадки начинают выпадать у самой линии фронта и продолжаются после его прохождения. Ширина зоны зафронтальных осадков составляет 60-110 м. миль. В теплое время года в передней части такого фронта создаются благоприятные условия для образования мощных кучево- дождевых облаков (Сb), из которых выпадают ливневые осадки, сопровождающиеся грозами.

Давление перед самым фронтом сильно падает и на барограмме образуется характерный «грозовой нос» - острый пик, обращенный книзу. Ветер перед самым прохождением фронта поворачивает к нему, т.е. делает поворот влево. После прохождения фронта давление начинает расти, ветер круто поворачивает вправо. Если фронт располагается в хорошо выраженной ложбине, то поворот ветра иногда достигает 180°; например, южный ветер может смениться северным. С прохождением фронта наступает похолодание.

Рис. 14. Холодный фронт первого рода на вертикальном разрезе и на карте погоды.

На условия плавания при пересечении холодного фронта первого рода будет влиять ухудшение видимости в зоне осадков и шквалистый ветер.

Холодный фронт второго рода. Это быстро движущийся фронт. Быстрое движение холодного воздуха приводит к очень интенсивному вытеснению предфронтального теплого воздуха и, как следствие этого, к мощному развитию кучевых облаков (Си) (рис. 15).

Кучево-дождевые облака на больших высотах обычно вытягиваются вперед на 60-70 м. миль от линии фронта. Эта передняя часть облачной системы наблюдается в виде перисто- слоистых (Cs), перисто-кучевых (Сс), а также чечевицеобразных высоко-кучевых (Ас) облаков.

Давление перед приближающимся фронтом падает, но слабо, ветер поворачивает влево, выпадает ливневый дождь. После прохождения фронта давление быстро растет, ветер резко поворачивает вправо и значительно усиливается - принимает характер штормового. Температура воздуха понижается иногда на 10°С за 1-2 ч.

Рис. 15. Холодный фронт второго рода на вертикальном разрезе и на карте погоды.

Условия плавания при пересечении такого фронта неблагоприятные, так как у самой линии фронта мощные восходящие токи воздуха способствуют образованию вихря с разрушительными скоростями ветра. Ширина такой зоны может достигать 30 м. миль.

2.8.3. Малоподвижные, или стационарные, фронты

Фронт, который не испытывает заметного смещения ни в сторону теплой, ни в сторону холодной воздушной массы, называется стационарным. Стационарные фронты располагаются обычно в седловине или в глубокой ложбине, или на периферии антициклона. Облачная система стационарного фронта представляет собой систему перисто-слоистых, высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков, которая выглядит примерно как и у теплого фронта. Летом на фронте часто образуются кучево- дождевые облака.

Направление ветра на таком фронте почти не изменяется. Скорость ветра на стороне холодного воздуха меньше (рис. 16). Давление значительных изменений не испытывает. В узкой полосе (30 м. миль) выпадает обложной дождь.

На стационарном фронте могут образовываться волновые возмущения (рис. 17). Волны быстро перемещаются вдоль стационарного фронта таким образом, что холодный воздух остается слева - в направлении изобар, т.е. в теплой воздушной массе. Скорость перемещения достигает 30 уз и более.

Рис. 16. Малоподвижный фронт на карте погоды.

Рис. 17. Волновые возмущения на малоподвижном фронте.

Рис. 18. Образование циклона на малоподвижном фронте.

После прохождения волны фронт восстанавливает свое положение. Усиление волнового возмущения до образования циклона наблюдается, как правило, в том случае, если с тыла подтекает холодный воздух (рис. 18).

Весной, осенью и особенно летом прохождение волн на стационарном фронте обусловливает развитие интенсивной грозовой деятельности, сопровождаемой шквалами.

Условия плавания при пересечении стационарного фронта осложняются вследствие ухудшения видимости, а в летний период- вследствие усиления ветра до штормового.

2.8.4. Фронты окклюзии

Фронты окклюзии образуются в результате смыкания холодного и теплого фронтов и вытеснения теплого воздуха вверх. Процесс смыкания происходит в циклонах, где холодный фронт, перемещаясь с большой скоростью, настигает теплый.

В образовании фронта окклюзии участвуют три воздушные массы - две холодные и одна теплая. Если холодная воздушная масса за холодным фронтом теплее, чем холодная масса перед фронтом, то она, вытесняя теплый воздух вверх, одновременно сама будет натекать на переднюю, более холодную массу. Такой фронт называется теплой окклюзией (рис. 19).

Рис. 19. Фронт теплой окклюзии на вертикальном разрезе и на карте погоды.

Если же воздушная масса за холодным фронтом холоднее воздушной массы перед теплым фронтом, то эта тыловая масса будет подтекать как под теплую, так и под переднюю холодную воздушную массу. Такой фронт называется холодной окклюзией (рис. 20).

Фронты окклюзии в своем развитии проходят ряд стадий. Наиболее сложные условия погоды на фронтах окклюзии наблюдаются в начальный момент смыкания теплового и холодного фронтов. В этот период облачная система, как видно на рис. 20, представляет собой сочетание облаков теплого и холодного фронтов. Осадки обложного характера начинают выпадать из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков, в зоне фронта они переходят в ливневые.

Ветер перед теплым фронтом окклюзии усиливается, после его прохождения ослабевает и поворачивает вправо.

Перед холодным фронтом окклюзии ветер усиливается до штормового, после его прохождения ослабевает и резко поворачивает вправо. По мере вытеснения теплого воздуха в более высокие слои фронт окклюзии постепенно размывается, вертикальная мощность облачной системы уменьшается, появляются безоблачные пространства. Слоисто-дождевая облачность постепенно переходит в слоистую, высоко-слоистая - в высоко-кучевую и перисто-слоистая - в перисто-кучевую. Осадки прекращаются. Прохождение старых фронтов окклюзии проявляется в натекании высоко-кучевой облачности 7-10 баллов.

Рис. 20. Фронт холодной окклюзии на вертикальном разрезе и на карте погоды.

Условия плавания через зону фронта окклюзии в начальной стадии развития почти не отличаются от условий плавания соответственно при пересечении зоны теплого или холодного фронтов.

Вперед
Оглавление
Назад

На тёплом фронте тёплый воздух натекает на холодный, расположенный в виде клина внизу. Впереди приземной линии наблюдается область падения давления, которая обусловлена заменой холодного воздуха тёплым. С падением давления усиливается ветер, максимальной скорости от достигает перед прохождением фронта, затем ослабевает. Пред фронтом преобладают ветры юго-восточного направления, переходящие за фронтом на южные и юго-западные.

Медленное восходящее движение тёплого воздуха вдоль фронтальной поверхности приводит к его адиабатическому охлаждению и образованию облачной системы и зоны осадков большой протяженности, ширина зоны облаков простирается до 600-700км.

Наклон фронтальной поверхности наблюдается в пределах 1/100 до 1/200.

Основной облачной системой фронта являются слоисто-дождевые и высоко-слоистые облака Ns-As, расположенные в нижнем и среднем ярусах (5-6 км). Их верхняя граница почти горизонтальная, а нижняя понижается от переднего края к линии фронта, где достигает высоты около 100м (в холодное время может быть ниже). Выше As-Ns располагаются перисто-слоистые и перистые облака. Иногда они сливаются с нижележащей облачной системой. Но зачастую облака верхнего яруса отделены от системы Ns-As облачной прослойкой. Под основной облачной системой наблюдается зона обложных осадков. Она лежит впереди приземной линии фронта и имеет протяженность по нормали от фронта до 400 км.

В зоне осадков образуются низкие разорванно-дождевые облака с нижней границой 50-100м, иногда возникают фронтальные туманы, при температурах от 0 до –3 наблюдается гололёд.

Зимой при сильных ветрах прохождение фронта сопровождается сильными метелями, Летом на тёплом фронте могут возникать отдельные очаги кучево-дождевых облаков с ливнями и грозами. Чаще всего они возникают ночью. Их развитие объясняется сильным ночным выхолаживанием верхнего слоя основной фронтальной облачной системы при относительно неизменной температуре в нижних слоях облака. Это приводит к возрастанию температурных градиентов и к увеличению вертикальных токов, которые и приводят к образованию кучево-дождевых облаков. Они, как правило, замаскированы слоисто-дождевой облачностью, что затрудняет их визуальное определение. При подлёте к слоисто-дождевым облакам, внутри которых скрыты кучево-дождевые, начинается болтанка (турбулентность), повышенная электризация, отрицательно влияющая на работу приборного оборудования.

Зимой в зоне отрицательных температур облачности тёплого фронта имеется опасность обледенения самолётов. Нижней границей обледенения является нулевая изотерма. Сильное обледенение наблюдается в полёте в зоне переохлажденного дождя. В холодное время года тёплый фронт обостряется и чаще даёт сложные погодные условия: низкую облачность, ухудшенную видимость в метелях, осадках, туманах, обледенение в осадках, гололёд на земле, электризацию в облаках.