Холодный фронт — это… Что такое Холодный фронт?
Изомерическое представление холодного фронта Плановое представление холодного фронта. Синия линия — холодный фронт. L — область низкого давления (циклон)Холо́дный фронт — атмосферный фронт (поверхность, разделяющая тёплую и холодную воздушную массы), перемещающийся в сторону тёплого воздуха. Холодный воздух наступает и оттесняет тёплый воздух: наблюдается адвекция холода, за холодным фронтом в данный регион приходит холодная воздушная масса. Атмосферный фронт, перемещающийся в сторону более холодного воздуха (наблюдается адвекция тепла). За тёплым фронтом в данный регион приходит тёплая воздушная масса.
На карте погоды холодный фронт отмечается синим цветом или зачернёнными треугольниками, направленными в сторону перемещения фронта. При переходе через линию холодного фронта ветер, как и в случае тёплого фронта, поворачивает вправо, но поворот более значительный и резкий — от юго-западного, южного (перед фронтом) к западному, северо-западному (за фронтом).
Перед фронтом часто наблюдаются осадки, а нередко грозы и шквалы (особенно в тёплое полугодие). Температура воздуха после прохождения фронта падает (адвекция холода), причём порой быстро и резко — на 5…10 °С и более за 1-2 часа. Точка росы понижается одновременно с температурой воздуха. Видимость, как правило, улучшается, поскольку за холодным фронтом вторгается более чистый и менее влажный воздух из северных широт.
Характер погоды на холодном фронте заметно различается в зависимости от скорости смещения фронта, свойств тёплого воздуха перед фронтом, характера восходящих движений тёплого воздуха над клином холодного.
Различают два вида холодных фронтов:
- холодный фронт первого рода, когда холодный воздух наступает медленно,
- холодный фронт второго рода, сопровождающийся быстрым наступанием холодного воздуха.
Холодный фронт первого рода
В холодном фронте первого рода холодный воздух оттесняет тёплый воздух вверх. Быстрый подъём теплого воздуха приводит к появлению кучево-дождевых облаков, из которых выпадают ливни, часто сопровождающиеся грозами. После прохождения фронта давление растёт, а температура воздуха понижается. Ветер усиливается и становится порывистым, за фронтом его направление обычно меняется.
На холодных фронтах 1-го рода (медленнодвижущихся) преобладает упорядоченное поднятие тёплого воздуха над клином холодного воздуха. Холодный фронт 1-го рода является пассивной поверхностью восходящего скольжения. К этому типу принадлежат медленно движущиеся или замедляющие свое движение фронты в глубоких барических ложбинах или вблизи центра циклона.
Облачность холодного фронта 1-го рода, образующаяся вследствие восходящего скольжения вдоль его поверхности вытесняемого холодным клином тёплого воздуха, является как бы зеркальным отражением облачности тёплого фронта. Она начинается со слоисто-дождевых (Ns), а заканчивается перистослоистыми и перистыми (Cs-Ci). При этом облака расположены главным образом за линией фронта. Отличие от облачности тёплого фронта всё же существует: вследствие трения поверхность холодного фронта в нижних слоях становится крутой, поэтому перед самой линией фронта вместо спокойного и пологого восходящего скольжения наблюдается конвективный подъём тёплого воздуха. Благодаря этому, в передней части облачной системы могут возникать мощные кучевые (Cu cong.) и кучево-дождевые (Cb) облака, растянутые на сотни километров вдоль фронта, со снегопадами зимой, ливнями летом, нередко с грозами и шквалами. Над вышележащей частью фронтальной поверхности с нормальным наклоном в результате восходящего скольжения тёплого воздуха облачная система представляет равномерный покров слоистообразных облаков As-Ns.
Вертикальная мощность системы высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков (As-Ns) и ширина облачной системы и области осадков при этом будет значительно меньше (примерно в полтора-два раза), чем в случае тёплого фронта. Верхняя граница системы As-Ns находится на высоте около 4-4.5 км. Под основной облачной системой могут возникать слоистые разорванные облака (St fr), иногда образуются фронтальные туманы. Продолжительность прохождения холодного фронта 1-го рода через пункт наблюдения составляет 10 ч. и более.
Имеются сезонные особенности структуры холодных фронтов 1-го рода. В холодную половину года ширина облачной системы 400—500 км, а зоны обложных осадков — до 200 км. В зоне осадков образуются разорванно-дождевые облака с нижней границей 100—150 м. В облаках и переохлаждённом дожде отмечается обледенение. Видимость в осадках снижается до значений 1000 м и менее.
В тёплую половину года на фронте, кроме основной облачной системы, нередко развиваются кучево-дождевые облака, грозы, сопровождающиеся ливневыми осадками и шквалистыми ветрами. Ширина облачной системы составляет около 300 км, зона ливневых осадков — около 50 км, далее они переходят в обложные; общая ширина зоны осадков в среднем около 150 км. В облаках отмечается обледенение, а в кучево-дождевых, кроме того, сильная болтанка.
Холодный фронт второго рода
В холодном фронте второго рода передняя часть клина холодного воздуха круче, чем в холодном фронте первого рода. Из-за приземной турбулентности фронт второго рода может в нижнем слое иметь обратный наклон. Образуются мощные кучевые и кучево-дождевые (ливневые) облака.
К холодным фронтам 2-го рода относится большая часть быстро движущихся холодных фронтов в циклонах, особенно на окраинах циклонов. Здесь происходит вытеснение тёплого воздуха из нижних слоев продвигающимся вперед холодным валом.
Поверхность холодного фронта в нижних слоях располагается очень круто, образуя даже выпуклость в виде вала. Быстрое перемещение клина холодного воздуха вызывает вынужденную конвекцию вытесняемого тёплого воздуха в узком пространстве у передней части фронтальной поверхности. Здесь создается мощный конвективный поток с образованием кучево-дождевой облачности, усиливающийся в результате термической конвекции в дневное время.
Предвестниками фронта являются высококучевые чечевицеобразные облака, которые распространяются перед ним на удалении до 200 км. Возникающая облачная система имеет небольшую ширину (50-100 км) и представляет собой не отдельные конвективные облака, а непрерывную цепь, или облачный вал, который может быть не сплошным (особенно при невысокой влажности воздуха). На картах обычного масштаба кучево-дождевые облака (Cb) и ливневые осадки, град и грозы не всегда могут быть выявлены (или отмечаются «между сроками»).
В тёплую половину года верхняя граница (наковальни) кучево-дождевых облаков распространяется до высоты тропопаузы.
На холодных фронтах 2-го рода наблюдается интенсивная грозовая деятельность, ливни, иногда с градом, шквалистые ветры. В облаках сильная болтанка и обледенение. Ширина зоны опасных явлений погоды составляет несколько десятков километров.
В холодную половину года вершины кучево-дождевых облаков достигают 3-4 км. С этой облачностью связаны короткие сильные ливневые снегопады (ширина зоны снегопада составляет 50 км), метели при видимости менее 1000 м, резкое усиление скорости ветра, болтанка. Облака холодного фронта 2-го рода имеют ярко выраженный суточный ход. Ночью облака Cb могут размываться. Днем усиливаются конвективные движения воздуха в связи с прогреванием подстилающей поверхности и развитием турбулентных движений. Поэтому наибольшего развития облака и осадки холодного фронта 2-го рода достигают в послеполуденные часы, что характерно и для внутримассовых облаков кучевых (Cu) и кучево-дождевых (Cb).
При прохождении холодных фронтов 2-го рода через пункт наблюдений сначала (часа за 3-4 до прохождения линии фронта у Земли) появляются перистые облака, которые быстро сменяются высокослоистыми, иногда чечевицеобразными, которые быстро сменяются Cb с осадками.
Особенностью холодных фронтов как первого, так и второго рода являются предфронтальные шквалы. Поскольку в передней части холодного клина, благодаря трению, создается крутой наклон фронтальной поверхности, часть холодного воздуха оказывается над тёплым. Далее происходит «обрушивание» вниз холодных воздушных масс в передней части продвигающегося холодного вала. Обрушивание холодного воздуха приводит к вытеснению вверх тёплого воздуха и к возникновению вдоль фронта вихря с горизонтальной осью. Особенно интенсивными бывают шквалы на суше летом, при большой разности температур между тёплым и холодным воздухом по обе стороны от фронта и при неустойчивости тёплого воздуха. В этих условиях прохождение холодного фронта сопровождается разрушительными скоростями ветра. Скорость ветра нередко превышает 15-20 м/с, продолжительность явления обычно несколько минут.
Вторичные холодные фронты обнаруживаются у поверхности Земли в барических ложбинах в тылу циклона за основным фронтом, где имеет место сходимость ветра. Может быть от 1 до 3 вторичных фронтов. Вторичные фронты имеют систему облаков, сходную с облачностью системы облаков холодного фронта 2-го рода, но вертикальная протяжённость облаков меньше, чем у основных. Вследствие этого, после кратковременного прояснения, наступающего вслед за прохождением основного фронта, появляются конвективные облака, связанные с вторичными фронтами, с ливневыми осадками, грозами, шквалами и метелями.
Но осадки в тылу циклона могут быть не только фронтальными, но и внутримассовыми, поскольку в тылу циклона воздушная масса неустойчива. Внутримассовыми могут быть и шквалы, связанные с мощными облаками конвекции (Cb) в жаркую летнюю погоду над сушей или в холодных неустойчивых массах над тёплой подстилающей поверхностью (в тыловой части Cb имеют место нисходящие движения, в передней — мощные восходящие, что формирует вихрь с горизонтальной осью — шквал).
См. также
Ссылки
Атмосферные фронты и фронтальные системы
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 | Хорошая | 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. | 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 | Падает | Резко повышается | Медленно поднимается |
Температура | Может немного упасть | Резко падает | Медленно падает немного |
Видимость | Хорошая | Резко уменьшается | В основном хорошая |
Возможно градТаблица 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
Опубликовано в журнале «Фарватер»
Посетите БЛОГ и оьсудите статью
FlyMeteo
[А]
[Б]
[В]
[Г]
[Д]
[Е]
[Ж]
[З]
[И]
[К]
[Л]
[М]
[Н]
[О]
[П]
[Р]
[С]
[Т]
[У]
[Ф]
[Х]
[Ц]
[Ч]
[Ш]
[Щ]
[Э]
[Ю]
[Я]
Холодный фронт — атмосферный фронт, перемещающийся в сторону теплого воздуха.
В зависимости от скорости движения, характера восходящих движений теплого воздуха, а также от расположения зон облачности и осадков относительно фронтальной поверхности холодные фронты подразделяются на холодный фронт 1-го рода (медленно движущийся фронт) и холодный фронт 2-го рода (быстро движущийся фронт). Общим для них является то, что скорость движения холодного воздуха у земли больше скорости отступающего теплого воздуха, вследствии чего клин холодного воздуха вторгается под теплый, вытесняя его вверх.
Холодный фронт 1-го рода — располагается в резко выраженых ложбинах и пересекается с изобарами под острыми углами. Клин холодного воздуха медленно подтекает под теплую воздушную массу, обусловливая ее постепенное упорядоченное восходящее скольжение вдоль фронтальной поверхности. В результате за линией фронта образуется система слоистообразных облаков, подобная облачности теплого фронта, но в обратном порядке. В теплое время года дополнительно к этим облакам в передней части фронта вследствии развития интенсивной конвекции образуются кучево-дождевые облака большой вертикальной мощности, из которых выпадают ливневые осадки.
Холодный фронт 2-го рода — располагается в слабо выраженых ложбинах и пересекается с изобарами примерно под углом 90 градусов. С холодным фронтом 2-го рода связана узкая зона мощной кучево-дождевой облачности и интенсивных ливневых осадков, которая обычно имеет ширину несколько десятков километров и распологается впереди линии фронта. Летом прохождение фронта сопровождается сильными шквалами, грозами, иногда выпадением интенсивного града и возникновением пыльных бурь.
(см. фронт окклюзии, секклюзия)
АТМОСФЕРНЫЙ ФРОНТ (греч. atmos — пар и лат. frontis — лоб, передняя сторона). При сближении разнородных воздушных масс возникают переходные, или фронтальные зоны, которые непрерывно перемещаются и размываются; скорость и сила этих процессов зависит от разности температур встречающихся масс. Если фронт перемещается в сторону более высоких температур, это означает, что наступает холодный воздух. Такой фронт называется холодным. При его наступлении тяжелые холодные воздушные массы вытесняют вверх более легкие теплые воздушные массы, которые, поднимаясь вверх, охлаждаются, влага, содержащаяся в них, высвобождается и образует облака. Непосредственное приближение холодного фронта можно заметить по скоплению мощных кучево-дождевых облаков на горизонте. Они быстро надвигаются стеной и вскоре занимают все небо. Нижний их край настолько низок, что, кажется, влачится по земле. При наступлении теплого фронта теплый воздух перемещается в сторону более низких температур и, натекая на холодную воздушную массу, скользит по ней, поднимаясь кверху и образуя облака. Высоко в атмосфере происходит образование перистых облаков. Они являются предвестниками теплого фронта. Вскоре эти облака начинают таять, и над земной поверхностью в атмосфере образуется сплошная пелена почти незаметных, тонких перисто-слоистых облаков. Облачный слой быстро плотнеет и спускается ниже. Усиливается ветер, и начинает моросить мелкий дождь (или кружатся снежинки). Постепенно он усиливается и льет затем в течение нескольких часов. Такой дождь называют обложным. Наступление теплого фронта сопровождается повышением температуры. Однако он держится недолго, так как вскоре снова надвигается холодный фронт, который движется обычно быстрее. Линия фронтов никогда не бывает прямой, она извилиста. Изгибы линии к северу обычно вызваны языками теплого воздуха, изгибы к югу — языками холодного воздуха. Когда изгибы фронтальной линии смыкаются, возникают мощные атмосферные вихри — циклоны и антициклоны. Фронты перемещаются со скоростью 30-35 км/ч, проходя за сутки свыше 600-800 км. Иногда скорость их замедляется, и они могут подолгу оставаться почти в неподвижном состоянии. Общим для теплого и холодного фронтов является обязательная облачность и выпадение осадков, связанных с конденсацией водяного пара, которая возникает вследствие подъема более легких теплых воздушных масс по клину холодных тяжелых масс и дальнейшего их охлаждения в более высоких слоях атмосферы. |
Во фронтальной зоне усиливается ветер, достигая на высоте 9-12 км ураганных скоростей (200 км/ч), возникают большие атмосферные вихри, а также выявляются поверхности разделов между холодными и теплыми воздушными массами. Эти поверхности разделов и называются атмосферными фронтами. Ширина их незначительна — несколько десятков километров, толщина по вертикали — несколько сотен метров. Наклон атмосферного фронта к Земле очень незначительный, менее 1°.
Ослепительно белая кудрявая верхушка поднимается на высоту свыше 10 км. В природе становится тихо и душно, природа замирает. Вскоре ветер начинает дуть порывами, резко меняет направление. Внезапно обрушивается стена проливного дождя, нередко с градом. Потемневшее небо перечеркивают молнии, раздаются оглушительные раскаты грома. Ненастье обычно длится недолго, редко более двух часов. После грозы становится холоднее, так как пространство атмосферы занимают холодные воздушные массы. После грозы могут начаться обложные дожди, которые постепенно перейдут в моросящие. Далее погода будет зависеть от скорости наступления холодного фронта.Атмосферные фронты | АгроМетео
Каждый из нас, уточняя прогноз погоды, часто слышал, что в связи с прохождением атмосферного фронта ожидается похолодание, осадки или сильный ветер. Но что такое атмосферный фронт и как он возникает?
История открытия атмосферных фронтов
Атмосферу Земли составляют огромные объемы воздуха (их горизонтальные масштабы составляют тысячи километров), называемые воздушными массами. Существует четыре их типа: экваториальный, тропический, умеренный и арктический в Северном полушарии или антарктический в Южном. Внутри воздушных масс основные метеорологические параметры, такие как температура и влагосодержание, изменяются незначительно, однако на границах между ними эти параметры могут меняться кардинально: например, на расстоянии несколько сотен километров температура может изменяться не на 1–2 °C, а на 10–15 °C.
Зоны раздела между воздушными массами получили название атмосферных фронтов. Понятия «воздушная масса», «атмосферный фронт», «циклон» и «антициклон» были введены в практику прогноза погоды в начале XX века школой норвежских ученых, которая базировалась в Метеорологическом институте города Бергена в Норвегии. Возглавлял эту школу выдающийся метеоролог-синоптик Вильгельм Бьеркнес, взявший под крыло норвежских и шведских молодых ученых-метеорологов, которые и ввели в синоптическую метеорологию понятие фронтального анализа.
Потребность в более точных прогнозах была обусловлена историческими событиями, а именно Первой мировой войной, когда в военных операциях стали использовать авиацию. Тогда норвежские синоптики начали активнее изучать строение атмосферы и то, с чем связаны опасные природные явления, почему образование облаков и интенсивное выпадение осадков происходят не везде и не всегда и как это связано с атмосферной циркуляцией и атмосферными вихрями. И они обнаружили такие «синоптические объекты», как воздушные массы и атмосферные фронты, чье перемещение тесно связано с атмосферными вихрями, зонами пониженного и повышенного давления, циклонами и антициклонами.
Поскольку эти открытия были сделаны практически сразу после Первой мировой войны, то и терминология была заимствована из военной сферы: появились названия «атмосферный фронт» и «зона столкновения воздушных масс», и даже картографические обозначения фронта, которые были введены в практику прогноза погоды известным шведским ученым Туром Бержероном, также работавшим в группе в Бергене, были очень похожи на военные — и те и другие выделялись на картах красным и синим цветом.
Образование атмосферного фронта
Воздушные массы всегда присутствуют в атмосфере и обладают разными свойствами: в течение года экватор и полюс имеют разную температуру, и тепло на нашей планете распределено неравномерно. Зона раздела между воздушными массами носит название климатологического фронта. Фронты могут перемещаться, активизироваться, размываться и даже исчезать, и на них могут возникать «волны» — изгибы пограничной линии, которые также перемещаются.
Фронт разделяет более теплый и более холодный воздух, и может приходить как холодная воздушная масса, так и теплая. Теплый фронт образуется, когда теплая воздушная масса занимает те пространства, которые раньше были захвачены холодным воздухом, и при его прохождении наступает потепление. Если происходит перемещение холодной воздушной массы и наблюдается похолодание, то мы имеем дело с холодным фронтом.
Внимание синоптиков заострено в первую очередь на атмосферных фронтах: именно с прохождением фронта связаны резкие изменения условий погоды, опасные природные явления, такие как грозы, шквалы, выпадение града, образование гололеда, и, наконец, выпадение интенсивных, а иногда и достаточно продолжительных атмосферных осадков, информация о которых особенно важна для сферы экономики и транспорта, которые сильно зависят от погодных условий.
Какие атмосферные осадки образуются на фронте и почему? Как я уже сказала, фронт разделяет теплый и холодный воздух. Мы все знаем, что более теплый воздух имеет меньшую плотность, а значит, он более легкий и потому будет подниматься, а тяжелый воздух имеет, наоборот, тенденцию опускания. При подъеме воздух начинает охлаждаться, и в нем происходит конденсация водяного пара — формируются облака, и при определенных условиях из них выпадают осадки.
Теплый атмосферный фронт
На теплом и холодном фронте подъем теплого воздуха происходит по-разному, поэтому и облака и осадки тоже оказываются разными. В случае теплого фронта теплый воздух натекает на клин холодного воздуха и начинает медленно подниматься вдоль этого клина, совершая восходящее скольжение. Подъем происходит на огромных пространствах, поскольку зоны раздела между воздушными массами имеют протяженность тысячи километров. И при таком спокойном, медленном, крупномасштабном подъеме образуется слоистообразная облачность: перисто-слоистые облака (они самые высокие и возникают на высоте более 5 километров), высокослоистые облака и слоисто-дождевые облака — все вместе они образуют гигантскую облачную систему. Ее протяженность по горизонтали достигает несколько тысяч километров, по ширине зона облачности в районе теплого фронта появляется где-то за 900 километров до момента прохождения фронта.
Перед теплым фронтом самые первые появляются перистые когтевидные облака, и если вы увидели их на небе, то надо готовиться к серьезному ухудшению погоды, потому что вслед за ними пойдут перисто-слоистые облака, сопровождающиеся таким интересным атмосферным явлением, как гало, а дальше появятся облака высокослоистые и слоисто-дождевые, из которых долгое время, порядка 10 часов, будут выпадать обложные осадки. Таким образом, с теплым фронтом связано продолжительное ненастье. После его прохождения, когда приходит более теплая воздушная масса, обложные осадки прекращаются. Однако погода сразу не улучшается: настолько большая облачная система мгновенно разрушиться не может. Поэтому появляются слоисто-кучевые облака, и часто образуются туманы.
Холодный фронт: какую погоду обещают Крыму в субботу
2021-05-29T00:02
2021-05-28T20:26
https://cdn2.img.crimea.ria.ru/images//society/20210529/1119624867/Kholodnyy-front-kakuyu-pogodu-obeschayut-Krymu-v-subbotu.html
https://cdn2.img.crimea.ria.ru/images//111841/20/1118412007.jpg
РИА Новости Крым
https://crimea.ria.ru/i/ria_logo-blue.png
РИА Новости Крым
Тема:
Крымская погода (159)СИМФЕРОПОЛЬ, 29 мая – РИА Новости Крым. В субботу над Крымом будет проходить холодный атмосферный фронт, который принесет с собой дожди, грозу и ветер. Такой прогноз озвучили синоптики крымского Гидрометцентра.
«Холодный атмосферный фронт вызовет грозовые дожди, днем 29 мая, ночью 30 мая местами сильные ливни, град, шквал 20-25 м/с, — отметили специалисты гидрометцентра . – Дневная температура воздуха 30 мая понизится на 3-5 градусов».
В Симферополе день будет пасмурный и дождливый. Юго-западный ветер будет дуть со скоростью 10-15 м/с. Температура ночью составит 13-15 градусов тепла, днем, несмотря на осадки, воздух прогреется до 23-25 градусов тепла.
В Феодосии и в Судаке днем обещают осадки и грозу. Юго-западный ветер будет дуть со скоростью 6-11 м/с. Температура воздуха составит ночью +14…+16 градусов, днем столбик термометра поднимется до 23-25 градусов тепла.
В Евпатории день также выдастся пасмурный, с дождем и грозой. Ночной северный ветер днем сменит направление на западное, будет дуть со скоростью 7-12 м/с. Температура ночью составит 13-15 градусов тепла, днем воздух прогреется до 22-24 градусов со знаком «плюс».
Дожди накрою также Ялту и Алушту. На южном берегу будет дуть юго-западный ветер со скоростью 5-10 м/с. Температура воздуха ночью будет около 19-21 градуса тепла, днем столбик термометра поднимется до 24-26 градусов тепла.
Атмосферные фронты.
Атмосферный фронт — сравнительно узкая переходная зона, расположенная на границе между двумя разнородными воздушными массами.
В зависимости от направления движения фронты разделяются на холодные и теплые.
- Если холодный воздух вытесняет теплый, то это холодный фронт.
- Если теплый воздух вытесняет холодный, то это теплый фронт.
Существует ряд разновидностей атмосферных фронтов, но мы их пока рассматривать не будем.
В зависимости от скорости движения, холодные фронты разделяются на медленно и быстро движущиеся фронты. Общим для них является то, что холодный воздух плотнее теплого и скорость его движения у земли больше скорости отступления теплого воздуха. Поэтому клин холодного воздуха вторгается под теплый и вытесняет его наверх (смотри рис. 147).
Рис. 147. Схема движения воздуха в холодном фронте.
Если клин холодного воздуха медленно подтекает под теплую воздушную массу, то и подъем отступающего теплого воздуха происходит медленно. Над линией фронта образуются преимущественно слоистые облака. Летом в передней части фронта, там, где теплый воздух поднимается быстрее, возникают кучево-дождевые облака, идут ливни, возможны грозы. За фронтом кучево-дождевые облака переходят в слоисто-дождевые и высокослоистые. Ливневые осадки сменяются обложными (смотри рис. 148).
Рис. 148. Медленно движущийся холодный фронт.
При быстром наступлении холодного воздуха происходит быстрое вытеснение и подъем теплой воздушной массы. Все процессы протекают более бурно. Скорость движения фронта может превышать 60 км/ч. Время прохождения фронта часто составляет несколько часов. Перед фронтом образуется узкая зона мощной кучево-дождевой облачности, имеющей ширину в несколько десятков километров. Вершины облаков могут располагаться на высотах, превышающих 9-11 км. Летом прохождение фронта сопровождается сильными шквалами, грозами, градом. Возможно возникновение пылевых бурь (смотри рис. 149).
Рис. 149. Быстро движущийся холодный фронт.
После прохождения фронта наступает быстрое прояснение, ветер стихает, видимость улучшается до 10 км. В первые несколько дней может наблюдаться мощная термическая активность, позволяющая выполнять длительные маршрутные полеты. Это объясняется тем, что приземный стой пришедшего холодного воздуха начинает быстро прогреваться не только благодаря солнечному теплу, но и от еще не успевшей остыть земли.
Главным отличием теплых фронтов от холодных является их медлительность. Теплый воздух набегает на холодный сверху и постепенно вытесняет его. Скорость теплых фронтов не превышает 25 км/ч. Время прохождения фронта обычно составляет несколько дней. Небо закрывается сплошным слоем слоистых дождевых облаков. Идут обложные дожди. Приближение теплого фронта можно предсказать по тому, что за день или два на высоте 7-8 км появляются перистые облака, далее развивающиеся в перисто-слоистые и перисто-кучевые. По мере приближения фронта облачность постепенно уплотняется и снижается. Зона осадков захватывает полосу шириной в 300-400 км. Летом, если теплым воздухом является влажный морской воздух, на фронте могут образоваться кучево-дождевые облака и пройти грозы (смотри рис. 150).
Рис. 150. Схема прохождения теплого фронта.
Прохождение теплого фронта способствует образованию инверсий. Термическая активность становится незначительной или совсем исчезает. После прохождения теплого фронта часто устанавливается тихая и теплая погода, создающая прекрасные условия для учебных полетов.
Источник статьи: http://firstep.ru/kulp/theory/lection-04-15.php
| . | Холодный фронт зона перехода от теплого воздуха к холодному Холодный фронт определяется как переходная зона, где холодная воздушная масса заменяет более теплые воздушные массы. Холодные фронты обычно перемещаются с северо-запада на юго-восток. Воздух за холодным фронтом заметно холоднее и суше, чем воздух впереди. Когда холодный фронт проходит, температура может упасть более чем на 15 градусов в течение первого часа. Символически холодный фронт представлен сплошной линией с треугольники вдоль передней части, указывающие к более теплому воздуху и по направлению движения. На цветных картах погоды, холодный фронт показан сплошной синей линией. Обычно заметное изменение температуры с одной стороны холодного фронта к другому. На карте температуры поверхности ниже, станция к востоку от фронт сообщил о температуре 55 градусов по Фаренгейту, в то время как на небольшом расстоянии за лоб температура снизилась до 38 градусов.Резкое изменение температуры на небольшом расстоянии — хороший показатель того, что фронт находится где-то посередине. Если более холодный воздух заменяет чем теплее воздух, то фронт следует рассматривать как холодный фронт. С другой стороны, если более теплый воздух заменяет холодный, то фронт следует рассматривать как теплый фронт. Связанные общие характеристики с холодными фасадами перечислены в таблице ниже.
|
На этом рисунке показан пример системы высокого и низкого давления.На поверхности ветры движутся против часовой стрелки (циклонически) вокруг низкого давления и по часовой стрелке (антициклонически) вокруг высокого давления. Фактическое давление в этих системах может быть измерено либо в дюймах ртутного столба (например, 30,10), либо в миллибарах (например, 1004 мбар). Линии равного давления между максимумами и минимумами называются «изобарами ». Приземный ветер обычно течет под углом к изобарам от высокого до низкого давления. | |
Здесь типичная карта погоды на поверхности показывает ветры, вращающиеся против часовой стрелки вокруг системы низкого давления.Наблюдение на каждой станции дает информацию о направлении и скорости ветра, температуре, точке росы и давлении на этой станции. | |
У наземных систем низкого давления обычно есть фасады. Фронт представляет собой границу между двумя воздушными массами, которые обладают разными свойствами температуры, ветра и влажности. Здесь показан холодный фронт, который может присутствовать в любое время года, но наиболее выражен и заметен зимой.Воздух обычно теплее перед холодным фронтом и холоднее за ним. При холодном фронте холодный воздух продвигается вперед и вытесняет теплый воздух, так как холодный воздух более плотный (тяжелый), чем теплый. | |
На этом вертикальном разрезе холодного фронта показан холодный воздух за холодным фронтом (темно-синие линии), переходящий в более теплый воздух впереди фронта. Там, где встречаются две воздушные массы, часто происходит их сближение, что может привести к восходящему движению воздушных частиц.Если в воздухе содержится достаточно влаги, возможен дождь. Если воздух также нестабилен, также могут развиваться грозы. Это упрощенный вид холодного фронта. Иногда фронты наверху (над поверхностью) могут приводить к выпадению осадков впереди холодных фронтов. | |
Теплые фронты также обычны, особенно с осени по весну, когда в Соединенных Штатах существуют большие перепады температур.Относительно прохладный или холодный воздух присутствует впереди теплого фронта, а более теплый воздух позади фронта, то есть в противоположность холодному фронту. Однако, в то время как холодный воздух на поверхности существует перед теплым фронтом, относительно более теплый воздух часто находится над ним, поскольку более теплый поверхностный воздух позади фронта поднимается вверх и над холодным воздухом внизу. Если присутствует достаточное количество влаги, это может привести к выпадению осадков вдоль фронта и впереди него. При теплом фронте холодный воздух впереди должен отступить, прежде чем теплый воздух позади него сможет продвинуться вперед. | |
Вертикальное поперечное сечение теплого фронта (темно-красные линии) показывает, как поверхностный теплый воздух позади теплого фронта поднимается под наклоном вверх поверх нижнего холодного или холодного воздуха перед положением поверхностного теплого фронта. Это вызывает облака и осадки перед поверхностным теплым фронтом, при условии достаточного восходящего движения частиц воздуха и имеющейся влаги. | |
Стационарный фронт подобен теплому фронту, т.е.е. позади него (к югу от него) присутствует теплый воздух, а впереди (к северу) — прохладный. Однако, в то время как теплый фронт показывает движение, неподвижный фронт практически не движется, так как более прохладный и плотный воздух остается неизменным и не отступает. Обратите внимание на ветры с северо-востока на картинке справа вверху. Поскольку эти ветры несколько дуют в сторону фронта, этот более прохладный воздух не уходит, поэтому более теплый воздух к югу от фронта не может подниматься на север. При неподвижном фронте обычно существует баланс между более теплыми и более холодными воздушными массами по обе стороны фронта, так что ни одна воздушная масса не может продвигаться по другой.Таким образом, фронт остается практически неподвижным. | |
Здесь мы видим, как может выглядеть типичная система низкого давления на карте погоды на поверхности. Холодный фронт простирается к югу от центра низкого давления, а теплый — к востоку. Теплый воздух расположен впереди холодного фронта и позади теплого фронта (так называемый «теплый сектор»), тогда как холодный воздух находится впереди теплого фронта, а холодный воздух — позади холодного фронта.Однако не все погодные системы так просты, как эта модель. | |
На графике показано, как происходит температура «, адвекция ». «Адвект» означает переход с одного места на другое по ветру. В крайнем левом углу теплый воздух переносится на север, то есть снизу (теплее) вверх (прохладнее) южным ветром. Это называется «адвекцией теплого воздуха » и происходит, например, с теплыми фронтами. Адвекция теплого воздуха может происходить на поверхности или вверху, и при достаточной высоте подъема и влажности могут выпадать осадки.Слева противоположное. Ветер дует с севера на юг, перемещая более прохладный воздух в сторону более теплого. Это называется «адвекцией холодного воздуха » и обычно происходит за холодным фронтом. | |
Погода на поверхности земли во многом определяется тем, что происходит в атмосфере над ней. Поэтому метеорологи всегда анализируют «карты верхнего слоя атмосферы» на наличие погодных явлений, влажности, температуры и т. Д.и их ожидаемые изменения для определения вероятной погоды на поверхности. На изображениях выше показано, как может выглядеть очень простая карта погоды в верхних слоях атмосферы (в этом примере на высоте 500 мбайт или около 18 000 футов). Слева мы видим «желоб » низкого давления, что может быть связано с системой низкого давления (красный «L»), фронтами и осадками на поверхности перед местом верхнего желоба. Справа мы видим « гребень » высокого давления наверху. Система с высоким давлением на поверхности и часто хорошая погода обычно расположены впереди (к востоку) от оси верхнего гребня, а более низкое давление на поверхности позади (к западу от) гребня.Желоба и гребни могут быть слабыми или довольно сильными. | |
Изучая данные о верхних слоях атмосферы, мы также внимательно изучаем « реактивный поток », который представляет собой относительно высокоскоростную ленту воздуха на высоте от 25 000 до 40 000 футов над землей. Струи наиболее сильны зимой, когда в Северном полушарии наблюдаются самые большие перепады температур. В общем, самые теплые воздушные массы расположены к югу от струи, а холодный — к северу (рисунок слева).Изменения в структуре струйного течения и различные скорости ветра внутри струи играют важную роль в приземной температуре и характере осадков. Справа — типичная карта высот (300 или 200 мб, т. Е. Около 30 000 или 40 000 футов), показывающая (белые) линии высот, показывающие впадины в южной Калифорнии / Нижней Мексике и восточной части Соединенных Штатов, с гребнем на большей части территории. Холмистая местность. Кроме того, векторы ветра и цветные изотахи (линии равной скорости ветра) показывают местоположение струйного течения (зеленые цвета).Изотахи желтого, красного и розового цвета представляют собой ленту более высокоскоростных ветров внутри струи. Обратите внимание, что внутри реактивного течения скорости ветра обычно различаются. Именно эти различия в скоростях ветра внутри реактивного течения могут вызвать значительную погоду. В этом примере самые сильные ветры расположены вдоль восточного побережья. Это называется «полосой струи » в общем струйном потоке. | |
На этом снимке со спутника показаны облака, связанные с основной системой низкого давления.Спутниковые снимки сделаны метеорологическими спутниками, расположенными на высоте около 22 000 миль над землей. Нижний центр поверхности в этом случае, вероятно, будет расположен в западной части Айовы с холодным фронтом, простирающимся на юг через Миссури в восточный Техас вдоль полосы облаков. В этом диапазоне могут быть ливневые дожди. Между тем, в Небраске, Южной Дакате, Миннесоте и северном Висконсине более устойчивый дождь или снег могут идти к северу и западу от поверхностного низкого и теплого фронта (который, вероятно, простирается на северо-восток от низкого уровня через центральный Висконсин). | |
Теперь рассмотрим разные типы осадков. Красная линия выше представляет собой вертикальный профиль температуры в атмосфере. Обратите внимание, что температура (красная линия) остается ниже 0 ° C (32 ° F) по всей атмосфере. Таким образом, снег будет формироваться наверху и оставаться в виде снега при падении на землю. | |
Теперь мы видим другой температурный профиль.На высоте, где образуется снег, воздух холоднее 0 ° C, но затем немного нагревается до температуры чуть выше нуля. В этом слое падающий снег частично тает, так что осадки теперь частично состоят из снега и частично из воды. По мере того как осадки продолжают падать к поверхности, где снова присутствует холодный воздух (температура ниже нуля), осадки повторно замерзают, образуя мокрый снег или ледяные шарики. | |
Этот температурный профиль довольно похож на профиль для мокрого снега, хотя существует более теплый и более глубокий теплый слой с более мелким холодным слоем у поверхности.Поэтому снег падает сверху там, где температура достаточно низкая, а затем полностью тает, образуя дождь в теплом слое. Когда дождь затем попадает в неглубокий холодный слой на поверхности, он не успевает снова замерзнуть, пока не достигнет поверхности. При этом «переохлажденные» капли дождя замерзают на открытых поверхностях. Это может быть очень опасной ситуацией, так как по льду труднее идти и ехать, чем по снегу или мокрому снегу. | |
Погодный фронт | Физическая география
Остальная часть этого раздела будет посвящена четырем типам фасадов.Три из этих фронтов движутся, а один неподвижен. С холодным фронтом и теплым фронтом воздушная масса на переднем крае фронта дает имя фронту. Другими словами, холодный фронт находится прямо на переднем крае движущегося холодного воздуха, а теплый фронт отмечает передний край движущегося теплого воздуха.
Когда две воздушные массы встречаются вместе, граница между ними называется погодным фронтом . Спереди две воздушные массы имеют разную плотность в зависимости от температуры и нелегко смешиваются.Одна воздушная масса поднимается над другой, создавая зону низкого давления. Если поднимаемый воздух влажный, будет конденсат и осадки. Ветры на фронте обычны. Чем больше разница температур между двумя воздушными массами, тем сильнее будет ветер. Фронты — основная причина непогоды.
Остальная часть этого раздела будет посвящена четырем типам фасадов. Три из этих фронтов движутся, а один неподвижен. С холодным фронтом и теплым фронтом воздушная масса на переднем крае фронта дает имя фронту.Другими словами, холодный фронт находится прямо на переднем крае движущегося холодного воздуха, а теплый фронт отмечает передний край движущегося теплого воздуха.
Стационарные фасады
На неподвижном фронте воздушные массы не двигаются. Фронт может стать неподвижным, если воздушная масса остановлена преградой, например горным хребтом.
Неподвижный фронт может приносить дни с дождем, моросью и туманом. Ветры обычно дуют параллельно фронту, но в противоположных направлениях. Через несколько дней передняя часть, скорее всего, развалится.Когда холодная воздушная масса заменяется теплой воздушной массой, возникает холодный фронт.
Холодные фронты
Представьте, что вы стоите на одном месте, когда приближается холодный фронт . Вдоль холодного фронта более плотный холодный воздух выталкивает теплый воздух, вызывая снижение давления воздуха. Если влажность достаточно высока, некоторые типы кучевых облаков будут разрастаться. Высоко в атмосфере ветры сдувают кристаллы льда с вершин этих облаков, образуя перисто-слоистые и перистые облака.Впереди будет линия ливневых дождей, снегопадов или гроз с порывистыми ветрами. Линия шквала — это линия сильных гроз, которая формируется вдоль холодного фронта. За передней частью находится холодная воздушная масса. Эта масса более сухая, поэтому осадки прекращаются. Погода может быть холодной и ясной или лишь частично пасмурной. Ветры могут и дальше дуть в зону низкого давления спереди. Погода на холодном фронте меняется в зависимости от сезона.
- весна и лето: воздух нестабилен, поэтому могут образовываться грозы или торнадо. Пружина
- : При большом перепаде температур дуют сильные ветры.
- осень: сильные дожди выпадают на большую территорию.
- зима: Холодная воздушная масса, вероятно, образовалась в холодной Арктике, поэтому здесь низкие температуры и сильный снегопад.
Теплые фронты
Вдоль теплого фронта теплая воздушная масса скользит по холодной воздушной массе. Когда теплый, менее плотный воздух перемещается над более холодным и более плотным воздухом, атмосфера относительно стабильна. Представьте, что вы находитесь на земле зимой под холодными зимними воздушными массами с приближением теплого фронта.Переход от холодного воздуха к теплому происходит на большом расстоянии, поэтому первые признаки перемены погоды появляются задолго до того, как фронт действительно оказывается над вами.
Изначально воздух холодный: холодная воздушная масса находится над вами, а теплая — над ней. Высокие перистые облака отмечают переход от одной воздушной массы к другой. Со временем перистые облака становятся толще и образуются перисто-слоистые облака. По мере приближения фронта появляются высококучевые и высокослоистые облака, и небо становится серым.Так как сейчас зима, падают снежинки. Облака сгущаются и образуются нимбослоистые облака. Снегопад увеличивается. С приближением низкого давления ветры усиливаются. По мере приближения фронта холодная воздушная масса оказывается чуть выше вас, но теплая воздушная масса не намного выше нее. Погода ухудшается. По мере приближения теплой воздушной массы температура повышается, и снег превращается в мокрый снег и ледяной дождь. Теплый и холодный воздух смешиваются спереди, что приводит к образованию слоистых облаков и тумана.
Окклюзия фронтов
Окклюзия передней части обычно образуется вокруг системы низкого давления.Окклюзия начинается, когда холодный фронт догоняет теплый фронт. Воздушные массы, идущие спереди назад, холодные, теплые, а затем снова холодные.
Эффект Кориолиса изгибает границу, где встречаются два фронта, по направлению к полюсу. Если воздушная масса, которая прибывает третьей, холоднее, чем любая из первых двух воздушных масс, эта воздушная масса проскальзывает под ними обеими. Это называется холодным прикусом. Если воздушная масса, которая прибывает третьей, теплая, эта воздушная масса движется над другой воздушной массой. Это называется теплой окклюзией.Погода на передней части окклюзии особенно суровая прямо на окклюзии. Типичны осадки и переменчивые ветры. Тихоокеанское побережье имеет частые фронты окклюзии.
Помните, погодный фронт — это, по сути, граница между двумя воздушными массами разной плотности. В центре каждой воздушной массы обычно находится высокое давление. Это означает, что погода обычно солнечная в пределах воздушных масс, но их температура может меняться в зависимости от сезона, а влажность может меняться в зависимости от региона источника воздушной массы.
Чаще всего эти погодные фронты не являются изолированными явлениями. Часто они являются частью более крупной вращающейся системы, называемой циклонами средних широт. Этот тип циклона будет обсуждаться позже в этой главе, но в качестве введения это система низкого давления, которая обычно смешивает более теплый воздух с юга (в северном полушарии) и более холодный воздух с севера.
Теплый и холодный фронты
Если вы регулярно смотрите прогнозы погоды, вы, вероятно, слышали это от метеоролога по телевидению: «Ожидаются пасмурные погодные условия, поскольку теплый фронт приближается с юга.Или: «Сегодня будут ливни и грозы, поскольку холодный фронт скользит по региону». Обычно при приближении фронта с ним ассоциируются облачность и осадки. Но вы когда-нибудь задумывались, как тикают эти погодные фронты?
По сути, погодный фронт представляет собой границу между двумя различными воздушными массами, такими как теплый и холодный воздух. Если холодный воздух переходит в теплый, это означает наличие холодного фронта. С другой стороны, если холодная воздушная масса отступает, а теплый воздух продвигается, существует теплый фронт.В противном случае имеется стационарный фронт, если холодный воздух не продвигается и не отступает от теплой воздушной массы.
Изображение системы низкого давления любезно предоставлено NOAA.
В условиях холодного фронта граница между холодными и теплыми воздушными массами относительно крутая (см. Ниже), что обычно вызывает быстрое повышение теплого воздуха перед ними. Этот поднимающийся воздух создает энергичные вздымающиеся кучево-дождевые облака, ведущие к ливням и грозам.После того, как холодный фронт проходит, небо обычно быстро очищается, а температура понижается из-за приближающегося прохладного воздуха.
Схемы холодного и теплого фронта любезно предоставлены NOAA.
При теплом фронте граница между теплым и холодным воздухом более постепенная, чем при холодном фронте, что позволяет теплому воздуху медленно подниматься, а облака превращаться в мрачные, облачные слоистые облака. Осадки перед теплым фронтом обычно образуют большой щит из устойчивого дождя или снега.После того, как теплый фронт проходит, обычно бывает ясная и более мягкая погода, однако, скорее всего, не за горами и холодный фронт.
Прочность фронта можно оценить по разнице температур между двумя воздушными массами или по температурному градиенту. По сути, чем больше температурный градиент (например, 30 с с одной стороны и 60 с с другой), тем сильнее фронт (пример сильного фронта выше). Конечно, более сильный фронт ведет к большему количеству осадков, в то время как слабый фронт может принести лишь несколько облаков, снижение влажности и / или сдвиг ветров.Фронты также связаны с системами низкого давления, о которых вы можете узнать больше здесь.
Узнавать погоду — это весело! А теперь вы можете слушать обсуждения и темы погоды в The Weather Lounge , новом подкасте с метеорологами и ведущими Брэдом Миллером и Майком Михаликом. Слушайте здесь:
Вы всегда можете найти больше информации о погоде у нас в Facebook и Twitter.
Также не забудьте заглянуть на наш канал YouTube, чтобы узнать о погоде еженедельно.
Плотный, сухой, холодный воздух, скапливающийся в Канаде, иногда «течет» под более теплый влажный воздух, который застаивается в центральной части Соединенных Штатов.Это происходит потому, что плотный воздух просто вытесняет менее плотный воздух. Часто в этой ситуации в сводках погоды не указывается ветер, а на погодных картах не видно фронта. Холодный воздух у земли просто течет, потому что этому ничто не препятствует. Там, где холодный воздух смешивается с более теплым, может образовываться туман. Когда при смешивании образуется туман, это похоже на смешивание, которое позволяет увидеть «дыхание» в холодный день. Холодный воздух обычно остается в неглубоком бассейне у земли. Часто так случаются неожиданные весенние заморозки.
Холодный воздух обычно проникает в центральные районы Соединенных Штатов как передний край движущейся воздушной массы. Обычно движение массы воздуха происходит так же быстро или быстрее, чем распространение холодного воздуха без ветра. Соответственно, существует глубокий слой холодного воздуха, который наталкивается на более теплый воздух, занимавший его путь.
Более теплый воздух будет вытесняться над вторгающимся слоем холодного воздуха. Быстрый подъем теплого воздуха часто приводит к сильным грозам.На холодном фронте могут возникать линии грозы, а за ним тянутся рассеянные кучевые облака (при хорошей погоде) (рис. 9.27).
Рис. 9.27 Холодный плотный воздух (движущийся слева направо) поднимает теплый влажный воздух спереди.
Холодный фронт изображен на погодной карте в виде синей линии с треугольниками или просто синей линии (рис. 9.28). Холодный фронт, как обсуждалось в предыдущем разделе, представляет собой передний край более холодного воздуха, приносимого на юг ветрами вокруг области низкого давления.Эти фронты чаще всего встречаются в период активной погоды осенью, зимой и весной.
Ветры перед холодным фронтом юго-западные в теплом секторе среднеширотного циклона. После того, как холодный фронт проходит точку, ветры поворачиваются на запад, северо-запад или север. Поскольку холодный воздух очень плотный, он очень эффективно вытесняет вперед теплый воздух. Густой холод бежит под поднимающим его теплым воздухом. Поднятие теплого влажного воздуха обычно вызывает как минимум облачность.Если воздух достаточно влажный и нестабильный, прохождение фронта может сопровождать дождь и гроза. Давление воздуха обычно падает по мере приближения холодного фронта, быстро повышаясь после прохождения по мере продвижения плотного холодного воздуха. Падение точки росы указывает на изменение массы сухого воздуха. Обычно имеется мало местных наблюдательных свидетельств приближения холодного фронта.
Карта поверхности, изображающая холодный фронт, показана на рис. 9.28. Данные станции показывают реальную разницу между воздушными массами впереди и позади фронта.Обратите внимание, где находится холодный фронт (сплошная синяя линия).
Рис. 9.28. Карта поверхности с нанесенными фронтами, радаром и данными станций. Щелкните изображение, чтобы увеличить.
Обратите внимание, что в Оклахоме и Техасе температура воздуха составляет 50 ° F, а точка росы — 40 ° F. За фронтом температура упала до 25 ° F с точкой росы 14 ° F в Норт-Платте, Небраска. Закрытый фронт обозначен линией лаванды над Миннесотой и Айовой. Облачность обозначена закрашенными кружками по всему Среднему Западу.Лишь несколько станций сообщают о дожде. Большая часть влаги для дождя из Мексиканского залива переносится на юго-восток США, где во Флориде идут сильные дожди.
Просмотрите подробности и ответьте на следующие вопросы исследования.
Учебный вопрос 9.8
Какова температура в Бисмарк, Северная Дакота?Учебный вопрос 9.9
Какая скорость ветра?Учебный вопрос 9.10
Небесный покров это:Как читать карту погоды
Если вы смотрели прогноз погоды на своем телевизоре, компьютере или телефоне, вы, вероятно, видели карту погоды, которая выглядит примерно так:
Метеорологи Национальной метеорологической службы используют информацию с наземных станций и метеорологических спутников для создания этих карт.Такие слова, как «дождь» и «снег» довольно очевидны, но что именно символы на погодной карте говорят вам о погоде? Используйте наше удобное руководство для денди ниже, чтобы узнать!
Зоны высокого и низкого давления
Атмосфера Земли — это газовая оболочка, окружающая планету. Хотя кажется, что эти газы могут легко улететь в космос, гравитация постоянно притягивает атмосферу к поверхности Земли. Сила, с которой наша атмосфера давит на определенное место на Земле, называется атмосферным давлением.
Атмосферное давление в основном зависит от двух факторов: веса атмосферы в определенном месте и температуры воздуха. Если вы находитесь на небольшой высоте — например, в долине — над вами много атмосферы и вес очень тяжелый. Это означает, что вы испытываете более высокое атмосферное давление на более низких высотах и более низкое атмосферное давление на более высоких высотах.
Когда вы находитесь на небольшой высоте, вы испытываете высокое атмосферное давление, потому что на вас давит больше атмосферы.
Теплый воздух также может вызывать повышение атмосферного давления. Когда воздух теплый, молекулы газа быстро перемещаются в воздухе, выталкиваясь на область вокруг них. Это вызывает высокое атмосферное давление. В холодном воздухе молекулы газа замедляются, вызывая пониженное атмосферное давление.
Водяной пар в атмосфере также может изменять атмосферное давление. Очень влажный воздух с большим количеством водяного пара на самом деле легче и менее плотен, чем сухой воздух. Это потому, что молекулы воды легче, чем молекулы азота или кислорода — самых распространенных газов в нашей атмосфере.Таким образом, очень влажный воздух в атмосфере может привести к низкому атмосферному давлению, а очень сухой воздух может привести к высокому атмосферному давлению.
Атмосферное давление измеряется наземным прибором, который называется барометр , и эти измерения собираются во многих местах США Национальной метеорологической службой. На погодных картах эти показания представлены в виде синей буквы «H» для высокого давления или красной «L» для низкого давления.
Что это означает на карте погоды
Системы низкого давления, подобные этой в долине Теннесси, могут вызывать образование облаков и штормов.
Система высокого давления — это плотная воздушная масса, которая обычно холоднее и суше, чем окружающий воздух. Система низкого давления представляет собой менее плотную воздушную массу, которая обычно более влажная и теплая, чем окружающий воздух.
В целом, в регионах с высоким атмосферным давлением также бывает хорошая погода. Системы низкого давления могут вызвать образование облаков и штормов. Воздух обычно течет из областей с высоким давлением в области с низким давлением.
Системы высокого и низкого давления: из космоса
Спутники, такие как GOES-16, находясь высоко над Землей, следят за погодой с помощью систем низкого давления.Красная буква «L» на карте выше указывает на систему низкого давления в районе долины Теннесси. На видео ниже с GOES-16 вы можете увидеть, как та же самая система низкого давления выглядит с метеорологического спутника.
Холодные и теплые фронты
A теплый фронт — это переходная зона, где масса теплого воздуха перемещается, чтобы заменить массу холодного воздуха. На погодной карте теплый фронт обычно рисуется сплошной красной линией с полукругами, указывающими в направлении холодного воздуха, который будет заменен.Теплые фронты обычно перемещаются с юго-запада на северо-восток. Теплый фронт может сначала принести дождь, за которым последует чистое небо и теплые температуры.
A Холодный фронт — это переходная зона, куда входит масса холодного воздуха, чтобы заменить массу теплого воздуха. На погодной карте холодный фронт обычно изображается сплошной синей линией с треугольниками, указывающими в направлении теплого воздуха, который будет заменен. Холодные фронты обычно перемещаются с северо-запада на юго-восток. Холодный фронт может принести низкие температуры, проливные дожди и высокую скорость ветра.
Стационарный фронт возникает, когда холодный фронт и теплый фронт встречаются, но ни один из них не уходит с дороги. На погодной карте стационарный фронт обычно рисуется с использованием чередующихся символов холодного и теплого фронтов. Стационарные фасады приносят продолжительные дождливые периоды, которые остаются на одном месте.
Холодные фронты движутся быстрее, чем теплые, и иногда холодный фронт догоняет теплый фронт. Когда это происходит, он называется окклюзированным фронтом . Закрытые фронты изображены сплошной линией фиолетового цвета с полукругами и треугольниками, указывающими в направлении движения фронта.Окклюзия спереди обычно приносит сухой воздух.
Холодные и теплые фронты: из космоса
GOES-16 и другие метеорологические спутники также следят за холодными и теплыми фронтами и погодой, которую они создают. Ниже вы можете увидеть сравнение холодного фронта на карте прогноза и холодного фронта на спутниковом снимке.
Слева — карта прогнозов Национальной службы погоды на 24 марта 2017 года. Карта прогнозов показывает два холодных фронта, движущихся на юго-восток над Техасом.Справа — фактическое изображение водяного пара в атмосфере, полученное с помощью спутника GOES-16, сделанное в тот же день.
Метеорологические спутники
Информация с метеорологических спутников, таких как серия GOES-R и JPSS, поможет улучшить наше понимание погоды на Земле.
Например, серия GOES-R прямо сейчас предоставляет информацию об атмосферном водяном паре и высоте облаков. Это может помочь метеорологам отслеживать и отслеживать суровые погодные явления, такие как штормы и ураганы, по мере их возникновения.Спутники JPSS исследуют всю планету и непрерывно предоставляют информацию о глобальной температуре атмосферы и водяном паре. Эта информация необходима для создания надежных прогнозов погоды на семь дней вперед!
Слева — изображение водяного пара, сделанное спутниками GOES 30 мая 2017 года. Спутники GOES, такие как GOES-16, следят за текущей погодой. Справа — карта прогноза с прогнозом осадков на 6–10 дней вперед. Спутники на полярной орбите, такие как JPSS, позволяют прогнозировать погодные явления на срок до семи дней в будущем.
JPSS и серия GOES-R работают вместе для погодных приложений. JPSS имеет решающее значение для подготовки к суровым погодным явлениям, в то время как GOES-R следит за суровой погодой по мере ее развертывания для предупреждения в режиме реального времени.
Атмосфера — Фронты синоптического масштаба — Погода в резервуаре
Введение | Танк — Как сделать | Танк — Примеры | Атмосфера — Полярный фронт | Атмосфера — синоптические фронты | Теория | Учителям | Вики
В атмосфере переход от теплого экваториального воздуха к холодному полярному воздуху не постепенный, а довольно резкий в средних широтах, где тропические и полярные воздушные массы встречаются на полярном фронте.Повседневная погода часто ассоциируется с волнами этой фронтальной поверхности. Здесь мы изучим наблюдаемые фронты синоптического масштаба, развивающиеся на полярном фронте.
На следующем рисунке показана температура в 500 мб в Северном полушарии 23 января 2005 г., 0z. Обратите внимание на волнистость полярного фронта с севера на юг, отмеченную переходом от оранжевого к зеленому цвету.
Меандры фронтальной области связаны с синоптическими системами высокого и низкого давления, которые развиваются на полярном фронте.Вы можете посмотреть небольшой фильм о штормовых системах, формирующихся вдоль полярного фронта в северном полушарии, здесь nh_wv_loop.
Внешние проявления этих систем — теплый и холодный фронты, как показано ниже. Обратите внимание, что в средних широтах вдоль полярного фронта (слева) образуются вихри, которые переносят теплый воздух к полюсу, а холодный — к экватору. (справа) К западу от буквы «L», или низкого давления, холодный воздух переносится в тропики. На восток теплый воздух разносится к полюсу. Обозначены образующийся холодный фронт (треугольники) и теплый фронт (полукруги).Сечения A-A ’и B-B’ по лицевым сторонам схематически показаны на последних рисунках на этой странице.
Теперь мы изучим вертикальные сечения холодного и теплого фронтов одной из этих среднеширотных систем низкого давления и проанализируем поля температуры и ветра, связанные с этими штормами. На приведенной ниже диаграмме показаны наблюдения за погодой на поверхности с отмеченными теплым и холодным фронтами на 23 января 2005 г. 0Z, в разгар метели в Новой Англии 2005 г.
Следующий раздел представляет собой разрез с севера на юг потенциальной температуры и нормального ветра на теплом фронте, отмеченный линией B’B на схематической диаграмме внизу страницы.Область холодного воздуха заштрихована зеленым цветом.
На рисунке ниже показан аналогичный разрез на холодном фронте, отмеченный линией A’A на схематической диаграмме. Согласно термическому ветру, на обоих участках выраженный вертикальный сдвиг ветра связан с горизонтальными градиентами температуры.