Атмосферный фронт

Атмосферный фронт — переходная зона между двумя различными воздушными массами, обладающими различными характеристиками, такими как температура, влажность и плотность. Он образуется высоко над поверхностью Земли в атмосфере, точнее, в самом нижнем её слое — тропосфере. Газовые массы должны обладать противоположными свойствами. Они вступают в контакт друг с другом и влияют на возникновение резких изменений погоды. Атмосферные фронты играют важную роль в метеорологии и географии, влияя на погодные условия, климатические зоны и экосистемы. Понимание атмосферных фронтов необходимо для точного прогнозирования погоды и оценки изменений в климате^[1].

Причины образования

Тропосферу, нижнюю часть атмосферы, образуют неодинаковые по качествам воздушные потоки. Все они чем-то похожи и чем-то различаются. Обычно их разделяют по показателям объёма, давления, влажности и температуры. Тропосфера находится в постоянном движении. Из-за этого отличные друг от друга воздушные потоки соприкасаются, и место их столкновения называют атмосферным фронтом.

Основные причины образования:

разная температура воздушных потоков (теплые/холодные);
постоянное движение тропосферы.

Для того, чтобы возник атмосферный фронт, должна произойти встреча противоположных по свойствам воздушных масс (или, для возникновения фронта окклюзии, противоположных фронтов). Для этого нужно обеспечить их движение, а также наделить различными друг от друга свойствами^[2].

Факторы образования

Атмосферный фронт образуется с учётом факторов:

разные климатические пояса;
разные подстилающие поверхности;
постоянное движение тропосферы.

Разные климатические пояса обладают неодинаковыми по свойствам воздушными массами. Поэтому именно на границах двух и более климатических поясов появляется высокая вероятность соприкосновения отличных друг от друга воздушных массивов. Вторым фактором является разница в поверхностях тех областей Земли, где образовывались массивы воздуха. Такие массивы будут не похожи друг на друга. В зависимости от подстилающих поверхностей различают в основном два вида массивов:

сухой континентальный (подстилающая поверхность — континент).
влажный морской (подстилающая поверхность — океан).

В результате движения тропосферы, эти разные по свойствам воздушные потоки, имеют возможность перемещаться и сталкиваться между собой^[3].

Географическая классификация

По географическим признакам в соответствии с географической классификацией воздушных масс различают следующие фронты:

• Арктический фронт (АФ) — фронт между арктическими и полярными (умеренными) воздушными массами северного полушария. Располагается на южной границе арктической воздушной массы. Обычно различают несколько одновременно существующих ветвей АФ, иногда АФ огибает непрерывно всё северное полушарие.

• Полярный фронт или фронт умеренных широт — является южной границей умеренной воздушной массы, разделяющей воздушные массы умеренных широт и тропический воздух.

• Пассатный фронт — фронт в тропиках, разделяющий две массы тропического воздуха с различными свойствами — старый тропический воздух и более свежий тропический воздух, который недавно образовался путем трансформации массы полярного воздуха. Пассатный фронт обычно проходит в пассатной ложбине между двумя субтропическими антициклонами, являясь продолжением в тропиках полярного фронта. Осадки в пассатной зоне выпадают, главным образом, в связи с пассатными фронтами.

• Внутритропическая зона конвергенции (ВЗК) — достаточно узкая и выраженная зона сходимости между северным и южным пассатами (либо между пассатом и муссоном, или между пассатом и экваториальными западными ветрами)^[4].

Типы атмосферных фронтов

Тёплый фронт

Символ тёплого фронта

Тёплый фронт возникает, когда тёплая воздушная масса движется в сторону холодной. Эти фронты часто ассоциируются с более стабильной погодой и могут быть характерны для тропических регионов. Тёплый фронт имеет антициклоническую кривизну и движется в сторону холодного воздуха. На карте погоды тёплый фронт отмечается красным цветом или зачернёнными полукружками, направленными в сторону перемещения фронта. По мере приближения линии тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака. Температура и влажность воздуха медленно повышаются. При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), скорость его уменьшается, падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются. В случае тёплого фронта тёплый воздух, перемещаясь в сторону холодного, натекает на клин холодного воздуха и совершает восходящее скольжение вдоль клина и динамически охлаждается. На некоторой высоте, определяемой начальным состоянием восходящего воздуха, достигается насыщение — это уровень конденсации. Выше этого уровня в восходящем воздухе происходит облакообразование. Основание облаков оказывается наклонным, совпадая с наклонной фронтальной поверхностью. Механизм возникновения облачной системы тёплого фронта аналогичен механизму возникновения орографических облаков — роль препятствия выполняет клин холодного воздуха^[5].

Холодный фронт

Символ холодного фронта

Холодный фронт образуется, когда холодная воздушная масса движется в сторону тёплой. Эти фронты часто возникают в умеренных широтах, где встречаются полярные и тропические воздушные массы. Холодные фронты могут вызывать резкие изменения погоды, включая грозы и сильные дожди, что влияет на сельское хозяйство и экосистемы. Холодный фронт имеет циклоническую кривизну (выпуклость в сторону тёплого воздуха) и движется в сторону тёплого воздуха. На карте погоды холодный фронт отмечается синим цветом или зачернёнными треугольниками, направленными в сторону перемещения фронта. Течение в холодном воздухе имеет слагающую, направленную к линии фронта, поэтому холодный воздух, продвигаясь вперёд, занимает пространство, где до этого находился тёплый воздух, что увеличивает его неустойчивость. При переходе через линию тёплого 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). При этом усиливается скорость ветра. Атмосферное давление перед фронтом меняется медленно. Оно может падать, но может и расти. С прохождением холодного фронта начинается быстрый рост давления. Изменение давления в сторону его роста (от падения к росту, от медленного роста к более сильному) свидетельствует о прохождении линии приземного фронта. Перед фронтом часто наблюдаются грозы и шквалы. Температура воздуха после прохождения фронта падает (адвекция холода), причём часто быстро и резко — на 10 °С и более за один — два часа. Массовая доля водяного пара понижается одновременно с температурой воздуха. Видимость, как правило, улучшается, поскольку за холодным фронтом вторгается полярный или арктический воздух. Кроме того, неустойчивость воздушной массы препятствует конденсации вблизи поверхности Земли. 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^[5].

Окклюзии

Фронт окклюзии

Символ фронта окклюзии

Окклюзированный фронт формируется, когда холодный фронт нагоняет тёплый, зажимая тёплый воздух между двумя холодными воздушными массами. Это может привести к сложным погодным условиям, которые влияют на климатические зоны, например, создавая условия для формирования облаков и осадков в умеренных широтах. Поскольку участки тёплого и холодного фронтов являются соседними участками одного и того же основного фронта, то образование этих участков приводит к деформации основного фронта, преобразованию барического поля и возникновению циклона, в центре которого происходит смена знака фронта. По мере своего движения холодный фронт начинает догонять тёплый, который перемещается медленнее, чем холодный. Начинается их смыкание — процесс вытеснения тёплого воздуха в циклоне с образованием сложного фронта окклюзии, сочетающего в себе признаки как тёплого, так и холодного фронтов. Фронты окклюзии не относятся к основным (динамически значимым) фронтам. Фронты окклюзии могут быть тёплыми, холодными и нейтральными (когда температуры воздуха по обе стороны от фронта практически одинаковы). В любом случае, по обе стороны фронта окклюзии располагаются воздушные массы, более близкие по своим свойствам, чем воздушные массы, разделяемые холодными или тёплыми фронтами. Поэтому фронты окклюзии относят к вторичным фронтам. Их горизонтальная протяжённость не выходит за пределы одного циклона. Нередко на фронтах окклюзии развиваются новые циклоны^[5].

Примечания

↑ Атмосферный фронт. Что такое атмосферный фронт? | Дорога Знаний (неопр.). Дорога Знаний - научно-образовательный портал (9 января 2023). Дата обращения: 12 ноября 2024.
↑ Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России (неопр.). Русский язык. Фразеологизмы. Литература. Наука.. Дата обращения: 28 ноября 2024.
↑ Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России (неопр.). Русский язык. Фразеологизмы. Литература. Наука.. Дата обращения: 12 ноября 2024.
↑ Атмосферные фронты (неопр.). Педагогическая Творческая Мастерская РГГМУ. Дата обращения: 12 ноября 2024.
↑ ^5,0 ^5,1 ^5,2 Дашко Н.А. Синоптика - 11. Атмосферные фронты. Лекции по синоптической метеорологии (неопр.). Дашко Н.А. Синоптика. Дата обращения: 12 ноября 2024.

[1] Атмосферный фронт. Что такое атмосферный фронт? | Дорога Знаний (неопр.). Дорога Знаний - научно-образовательный портал (9 января 2023). Дата обращения: 12 ноября 2024.

[2] Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России (неопр.). Русский язык. Фразеологизмы. Литература. Наука.. Дата обращения: 28 ноября 2024.

[3] Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России (неопр.). Русский язык. Фразеологизмы. Литература. Наука.. Дата обращения: 12 ноября 2024.

[4] Атмосферные фронты (неопр.). Педагогическая Творческая Мастерская РГГМУ. Дата обращения: 12 ноября 2024.

[:0-5] 5,0 ^5,1 ^5,2 Дашко Н.А. Синоптика - 11. Атмосферные фронты. Лекции по синоптической метеорологии (неопр.). Дашко Н.А. Синоптика. Дата обращения: 12 ноября 2024.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]