4. Особенности погодных условий атмосферных фронтов.

С атмосферными фронтами связаны особые явления погоды. С одной стороны, переход из одной воздушной массы в другую сопровождается резким колебанием метеорологических элементов (рис. 27). С другой стороны, восходящие движения воздуха во фронтальных зонах приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях, а огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений – крупномасштабных вихрей – циклонов и антициклонов.

Особенности атмосферной циркуляции складываются так, что атмосферные фронты постоянно размываются и возникают вновь. Вместе с ними формируются, меняют свои свойства (трансформируются) воздушные массы по обе стороны фронта.

Приближение атмосферных фронтов достаточно надежно можно проследить по некоторым признакам.

Таблица 3

Метеопризнаки теплого фронта

Таблицу 4

Метеопризнаки холодного фронта

Погода на теплом фронте.

Если фронт движется так, что холодный воздух отступает перед наступающим теплым воздухом, то такой фронт называется теплым. Продвигаясь вперед, теплый воздух устремляется по клину холодного воздуха вверх вдоль фронтальной переходной зоны. По мере подъема теплый воздух охлаждается в первую очередь в объемах, непосредственно прилегающих к холодному воздуху. Интенсивная конденсация водяного пара на границе фронтального раздела приведет к развитию преимущественно слоистообразных облаков. На рис. 30 показаны характерные погодные условия тропосферного теплого фронта.

Облачная система теплого фронта располагается впереди него, поэтому по характеру изменения облаков можно судить о приближении теплого фронта. Первым признаком приближения теплого фронта служит появление перистых (Ci), когтевидных облаков, которые могут развиваться за 800 км до фронта. Развитие и уплотнение перистых облаков в перисто-слоистые (Cs) сопровождается падением атмосферного давления. Перисто-слоистые облака сменяются более плотными высокослоистыми (As), и более быстрое падение давления сопровождается усилением ветра и поворотом его влево, В холодное время года за 400 км до фронта из высокослоистых облаков могут выпадать осадки в виде снега или снежной крупы. Летом зона осадков сужается до 300 км, так как осадки в виде слабого дождя или мороси из As испаряются в теплом воздухе, не доходя до подстилающей поверхности.

Высокослоистые облака переходят в слоисто-дождевые (Ns) и слоистые (St), сопровождаемые, как правило, разорванно-дождевыми (Frnb) и разорванно-слоистыми (Frst). Слоисто-дождевые облака дают более интенсивные осадки, поэтому видимость ухудшается. Ухудшение видимости может быть вызвано и адвективными туманами внутри области осадков. Ширина зоны плохой видимости, вызванной осадками и туманами, достигает 100–200 миль. В холодную половину года условия плавания вблизи теплого фронта в умеренных и высоких широтах более неблагоприятны вследствие расширения зоны плохой видимости и возможного обледенения. При приближении к фронту падение давления и ветер усиливаются, за фронтом ветер отворачивает вправо и падение давления прекращается или замедляется.

Погода на холодном фронте.

Различают два типа холодных фронтов:

холодные фронты первого рода – медленно перемещающиеся или замедляющиеся фронты, которые нередко наблюдаются на периферии циклонов или антициклонов;

холодные фронты второго рода – перемещающиеся с большой скоростью или движущиеся с ускорением фронта. Они наблюдаются во внутренних частях циклонов и глубоких ложбин, перемещающихся с большими скоростями.

На холодном фронте первого рода теплый воздух достаточно медленно восходит вверх по клину холодного (рис. 31, а). Над зоной раздела воздушных масс образуются сначала слоисто-дождевые (Ns) облака, переходящие на некотором расстоянии за фронтом в высокослоистые (As) и перисто-слоистые (Cs) облака. Осадки выпадают непосредственно на линии фронта и за фронтом. Ширина зоны осадков обычно не превышает 50–120 миль. Летом над океанами в особо глубоких циклонах и зимой в передней части холодного фронта первого рода образуются мощные кучево-дождевые (Сb) облака, из которых выпадают ливневые осадки, сопровождающиеся грозами. Атмосферное давление перед фронтом резко падает, а за фронтом – растет. Одновременно с этим наблюдается поворот ветра влево перед фронтом и резкий его поворот вправо за фронтом. Особенно резко меняет ветер свое направление (иногда на 180°) тогда, когда фронт располагается вблизи оси узкой ложбины.

На холодном фронте второго рода быстрое движение холодного воздуха приводит к развитию интенсивного конвективного движения предфронтального теплового влажного воздуха и, следовательно, к мощному развитию кучевых (Си) и кучево-дожде-вых (СЬ) облаков (рис. 31, б).

На больших высотах (у тропопаузы) кучево-дождевые облака вытягиваются вперед на 50–80 миль от линии фронта. Передняя часть облачной системы холодного фронта второго рода наблюдается в виде перисто-слоистых (Cs), перисто-кучевых (Сс), а также чечевицеобразных высококучевых (Ас) облаков. Полезную и достаточно своевременную информацию о приближающемся холодном фронте можно получить с помощью судовых РЛС.

Атмосферное давление перед холодным фронтом второго рода падает медленно, а за линией фронта быстро растет. Ветер поворачивает влево, а за фронтом резко отворачивается вправо и нередко усиливается до штормового. Перед фронтом и на фронте выпадают ливневые осадки, возможны грозы. В теплое время года на некотором удалении от фронта (в холодной воздушной массе) возможно образование вторичного холодного фронта с ливневыми осадками и грозами.

Быстро перемещающиеся холодные фронты вызывают резкое понижение температуры воздуха, иногда на 10 °С за 1–2 ч. За фронтом при прояснении и прекращении осадков видимость улучшается и может быть значительной, особенно в высоких (полярных) широтах в холодное время года.

Погода на фронтах окклюзии.

Выше было показано, что сложные (комплексные) фронты образуются путем смыкания холодного и теплого фронтов при окклюзии циклона. В образовании фронта окклюзии участвуют три воздушные массы – теплая и две холодных. В случае когда холодная воздушная масса за холодным фронтом теплее, чем холодная масса перед фронтом, она, вытесняя теплый воздух вверх, одновременно сама будет натекать на переднюю, более холодную массу. Такой фронт называется фронтом теплой окклюзии (рис. 32, а). Наоборот, если воздушная масса за холодным фронтом холоднее воздушной массы перед теплым фронтом, то этот воздух будет подтекать как под теплую, так и под переднюю холодную (относительно теплую) воздушную массу. Образовавшийся фронт носит название фронта холодной окклюзии (рис. 32,6).

В своем развитии фронты окклюзии проходят три стадии. Особенно сложные погодные условия на фронтах наблюдаются в момент смыкания теплого и холодного фронтов. Как видно из рис. 32, облачная система представляет собой сложное сочетание облаков, характерных как для теплого, так и для холодного фронтов. Предфронтовые обложные осадки из слоисто-дождевых и кучево-дождевых облаков переходят в ливневые непосредственно в зоне фронта. Направление и скорость ветра при прохождении фронтов окклюзии меняются так же, как на простых фронтах. С течением времени теплый воздух вытесняется вверх (рис. 32) и фронт окклюзии постепенно размывается, вертикальная мощность облачной системы уменьшается и в облачном покрове появляются просветы. При этом слоисто-дождевая облачность постепенно переходит в слоистую, высокослоистая – в высококучевую, а перисто-слоистая, в свою очередь,– в перисто-кучевую. Эта перестройка облачных систем приводит к прекращению осадков.

Гидрометеорологические условия плавания в зонах фронтов окклюзии незначительно отличаются от условий плавания при прохождении простых фронтов: холодного или теплого.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое погода?

2. В чем состоят особенности формирования воздушных масс и каковы изменения их особенностей при трансформации?

3. Каковы особенности географической и термодинамической классификации воздушных масс?

4. Дать понятие атмосферного фронта. Каковы особенности формирования атмосферних фронтов?

5. Какую погоду несет теплый фронт?

6. В чем состоят особенности погоды холодных фронтов?

7. Каковы особенности погоды при формировании фронтов окклюзий?