Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Атмосферные фронты

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 фронтовАтмосферу 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 12 C, а на 1015 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 фронтаВоздушные 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 фронтНа 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 атмосферный фронтНа холодном фронте все происходит совсем не так. Наступающий холодный воздух, как более тяжелый, опускается, и по характеру своего перемещения он похож на надвигающуюся гусеницу трактора. Опускаясь, он выталкивает более теплый воздух вверх, и это происходит очень интенсивно. В результате воздух поднимается очень быстро, и образуются облака в виде башен. Они носят название кучево-дождевых облаков и распространяются до больших высот, на всю тропосферу могут иметь высоту 1012 километров. Из этих кучево-дождевых облаков выпадают ливневые осадки, очень интенсивные, но кратковременные.С холодным фронтом связаны так называемые заряды: проходят интенсивные осадки, дождь или снег, затем наступает кратковременное прояснение, и за ним идет следующая линия осадков. Поскольку происходит интенсивное выталкивание теплого воздуха, подобные процессы могут сопровождаться порывами ветра. Поэтому с холодным фронтом часто связаны шквалы, резкое усиление ветра со скоростями, иногда достигающими штормовых и даже ураганных, 15 метров в секунду и более.Кроме того, с кучево-дождевыми облаками связана грозовая деятельность, выпадение града и интенсивных осадков. Поэтому на приближении холодного фронта всегда заострено внимание синоптиков, чтобы можно было успеть дать штормовое предупреждение и прогноз о возможных опасных природных явлениях.Фронт окклюзииСуществует третий тип фронта. За счет того, что холодный воздух опускается и передвигается вперед, холодный фронт движется быстрее, чем теплый, а значит, он может его нагнать. Если это происходит, облачные системы обоих фронтов смыкаются, и возникает так называемый фронт окклюзии, который обусловливает самые длительные и интенсивные осадки, часто сопровождающиеся опасными явлениями.Также с фронтом окклюзии связаны неприятные для авиации последствия. Дело в том, что кучево-дождевые облака, которые образуются при холодном фронте и с которыми связаны опасные природные явления, прячутся в массиве слоистообразных, образующихся при теплом фронте, такое явление называется замаскированной конвекцией. Невооруженным взглядом эти облака не видно, их можно обнаружить только при помощи радиолокаторов. Поэтому с приближением фронта окклюзии всегда дается предупреждение для взлета и посадки самолетов, и очень часто они могут закрываться. Если по прогнозу погоды вы видите, что приближается фронт окклюзии, а вы собрались куда-то лететь, то нужно быть готовым к тому, что рейсы могут быть отложены в связи с неблагоприятными погодными условиями.Таким образом, приближение атмосферного фронта связано с изменениями погоды и опасными явлениями, поскольку происходит столкновение воздушных масс, взаимодействие теплого и холодного воздуха, которое сопровождается образованием облаков и осадками.Обнаружение атмосферных фронтов одна из главных задач синоптиков, но, несмотря на это, до сих пор не существует моделей, самостоятельно предсказывающих появление атмосферных фронтов. Поэтому это остается прерогативой именно человека и является основной частью синоптического анализа.
Источник: postnauka.ru
К списку статей
Опубликовано: 08.07.2020 20:02:52
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Жить долго

Категории

Последние комментарии

© 2006-2020, umnikizdes.ru