| |
Алексей Сафонов
В процессе общей циркуляции атмосферы воздух тропосферы различается на отдельные воздушные массы, которые более или менее длительно сохраняют свою индивидуальность, перемещаясь из одних областей земли в другие. Эти образования очень обширны, они в горизонтальном направлении измеряются тысячами километров.
Смежные воздушные массы разделены между собой сравнительно узкими переходными зонами, сильно наклонёнными к земной поверхности. Эти зоны носят название фронтов. Длина таких зон – тысячи километров, ширина – лишь десятки километров. Вверх фронты прослеживаются на десятки километров, нередко до самой стратосферы.
Фронты между главными воздушными массами (арктические и антарктические массы, умеренные, экваториальные) называют главными фронтами, а вторичные фронты возникают между массами одного и того же географического типа.
Фронты и их приближения к месту наблюдения необходимо наблюдать, так как с ними связаны особые явления погоды. Восходящие потоки воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на обширных территориях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера – циклонов и антициклонов. Эти возмущения определяют режимы ветра и другие особенности погоды.
Фронты в атмосфере не существуют постоянно. Они исчезают (размываются) и возникают заново, обостряются, всё время изменяются, движутся (вместе с воздушными массами).
Обычный механизм образования фронта – фронтогенез – это кинематический механизм: фронты возникают под влиянием таких полей движения воздуха, которые сближают между собой воздушные частицы с различными характеристиками.
Как уже было сказано выше, фронты могут перемещаться. Если фронт перемещается в сторону более холодного воздуха, это значит, что холодный воздух отступает, а на его место приходит более тёплый воздух. Такой фронт называют тёплым. Прохождение тёплого фронта через место наблюдения приводит к смене холодной воздушной массы тёплой, повышается температура.
Если фронт перемещается в сторону более тёплого воздуха, то клин холодного воздуха как-бы «врезается» в тёплый воздух, заставляя его очень интенсивно подниматься вверх. Такой фронт называют холодным. При прохождении холодного фронта над местом наблюдения тёплая масса отступает, но наступает холодная. Наблюдается похолодание.
ВАЖНО: При прохождении любого фронта ветер меняет своё направление по часовой стрелке. Например, если перед фронтом ветер юго-восточный, то за фронтом он изменится на южный, юго-западный или западный. Из этого можно сделать вывод, что при прохождении фронта ветер обязательно меняет своё направление.
При прохождении любого фронта следует обратить внимание на:
- скорость ветра до, после и во время прохождения фронта;
- направление ветра в указанные периоды;
- температура воздуха и относительная влажность до и после прохождения;
- атмосферное давление до и после прохождения фронта.
Приближение атмосферного фронта можно определить по падению атмосферного давления или по облачности в месте наблюдения. Более точно фронт можно определить по облачности, так как в тёплое время года прохождение фронта не всегда сопровождается колебаниями атмосферного давления.
При прохождении фронта могут наблюдаться следующие явления:
- ливневые осадки (снег или дождь);
- грозы и другие электростатические явления;
- шквалы и смерчи (в средней полосе – в тёплое время года преимущественно);
- град;
- обложные осадки и т.д.
Теперь подробнее о фронтах различного рода.
При прохождении холодного фронта всегда наблюдаются кучево-дождевые облака – Cumulonimbus.
Холодный фронт первого рода (ХФ 1 рода).
Система облаков медленно движущегося фронта начинается с образования кучево-дождевых облаков Cumulonimbus. Сначала появляются быстро растущие кучевые облака (обычно кучевые средние растущие облака – Cumulus med), которые через 2 – 4 часа приобретают вид высоких башен или гор, некоторые вершины уже похожи на наковальни (появляются мощные кучевые облака – Cumulus cong). Из отдельных облаков можно наблюдать выпадение осадков (следы падения).
После их прохождения заметного прояснения не наблюдается. С удалением от линии фронта наклон поверхности становится более холодным (т.е. наклон происходит в сторону более холодной массы). Кучево-дождевые облака сменяются слоистообразными, наблюдается обратная последовательность форм облаков при прохождении тёплого фронта.
Для конкретного места наблюдения при прохождении холодного фронта 1-ого рода облачность изменяется следующим образом (по мере прохождения фронта):
Cu med -- Cu cong -- Cumulonimbus (с наковальней или грозовым валом; с наковальней и грозовым валом – в любом случае мощные)-- слоистообразные (Ns, As и их виды, Cs и их виды, Ci и их виды).
После прохождения мощных форм кучево-дождевых облаков наблюдается их растекание (с удалением от поверхности фронта).
Общее время прохождения холодного фронта 1 рода составляет от 1 до 5 часов. Были случаи, что атмосферный фронт проходил более стремительно.
Холодный фронт второго рода (ХФ 2 рода).
Быстро движущийся холодный фронт имеет в качестве предвестников его наступления гряду или гряды высококучевых кучевообразных (Altocumulus cuf) или высококучевых чечевицеобразных (Altocumulus lent) облаков и перисто-кучевых облаков (Cirrocumulus). Эти виды облаков возникают в 100-километровой зоне перед мощными кучево-дождевыми облаками (Cumulonimbus мощных видов). Ширина кучево-дождевых облаков мощных видов (Cu cong и с наковальней или грозовым валом; с наковальней и грозовым валом) обычно составляет около 100 км. В простейшем случае этими облаками ограничивается вся система облаков холодного фронта 2 рода.
После прохождения мощной кучево-дождевой облачности наблюдается полное или частичное прояснение – в этом отличие холодного фронта 2 рода от холодного фронта 1 рода.
Спустя какое-то время после прохождения облачной системы и прояснений следует один или два вторичных фронта, нередко также с ливневыми осадками, грозами и шквалами. Вдоль линии холодного фронта 2 рода не наблюдается сплошной стены кучево-дождевых облаков. Облака эти группируются в мезосистемы, разделённые разрывами.
Ac cuf (Ac lent) -- Cu med -- Cu cong -- просветы -- Cu cong (повторяются один или два раза) -- просветы.
Прохождение холодного фронта 2 рода происходит более или менее длительнее, чем прохождение холодного фронта 1 рода (если учитывать вторичные фронты). Время прохождения – от 2 до 8 часов, но бывает и дольше.
Облака системы тёплого фронта перистые (Сirrus) или, даже чаще, перистые когтевидные (Cirrus unc), появляются первыми на расстоянии 800 – 1000 км впереди линии фронта. В дальнейшем, по мере приближения линии фронта к месту наблюдения, появляются перисто-слоистые облака (Cirrostratus в виде пелены), наблюдается гало. Уплотняясь, они переходят в высокослоистые просвечивающие (Altostratus trans), далее идёт переход в непросвечивающие (Altostratus op). Летом из этих облаков выпадают осадки, не доходя до земли, они испаряются. Снижаясь, высокослоистые непросвечивающие переходят в слоисто-дождевые облака (Nimbostratus), что происходит на расстоянии 300 – 400 км от линии фронта. Выпадают обложные осадки, и под их влиянием могут образовываться низкие слоистые разорванные облака (Fr nb) сначала в виде отдельных облаков, потом – в сплошной слой. Сливаются местами с слоисто-дождевыми.
Летом фронтальные облака (Nimbostratus – |
Экспедиции с Astrocamp
АТМОСФЕРА И МИР АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЙ