| |
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 – слоисто-дождевые) местами могут переходить в кучево-дождевые (Cumulonimbus). Тогда наблюдаются грозы. Высокослоистые (Altostratus) облака могут переходить в высококучевые (Altocumulus).
Если тёплый воздух достаточно сухой, восходящее движение слабо развито, вся фронтальная система может превратиться в одну гряду высоких облаков.
В стадии формирования, как и в стадии распада, фронтальная система ограничивается облаками верхнего и среднего яруса.
Мезосистемы в пределах макросистемы тёплого фронта чаще всего, во-первых, на передней кромке её в виде гряд, полос перистых или/и перисто-слоистых облаков, отделённых участком ясного или малооблачного неба от основного массива. В такой гряде по мере прохождения её через пункт наблюдения отмечается сначала увеличение и уплотнение облачности, а потом – уменьшение и утончение. Ясное или малооблачное небо может сохраняться в пункте наблюдения в пределах нескольких часов.
Во-вторых, часто мезосистемы отмечаются в зоне отрицательных барических тенденций на расстоянии 100 – 300 км от линии фронта. При этом наблюдаются тонкие высокослоистые (Altostratus trans) облака, быстро переходящие в высокослоистые непросвечивающие (Altostratus op), затем – низкие слоисто-дождевые (Nimbostratus), из которых выпадают осадки. На этом этапе могут наблюдаться переходные слоисто-дождевые и слоисто кучевые (Nimbostratus – Stratocumulus). С ними связаны наиболее интенсивные осадки. Вскоре высота облаков увеличивается резко. Создаётся впечатление, что фронт уже прошёл, однако основная зона осадков приходит несколько позднее. Иногда система тёплого фронта состоит из двух или трёх таких гряд, и осадки идут с некоторым перерывом.
Появление кучево-дождевых облаков на тёплом фронте означает появление мезосистемы.
Ci (Ci unc) -- Cs (Cs fib) -- As trans -- As op -- Ns (frnb) -- утончение облаков в обратном порядке-- просветление.
Прохождении фронта длительное, занимает иногда до 1 суток. бывает, что прохождение менее длительно.
Назад в раздел
|
|
Экспедиции с Astrocamp
АТМОСФЕРА И МИР АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЙ