Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

М а л о п о д в и ж н ы м и (стационарными) называют­ ся участки основного фронта, не претерпевающие суще­ ственного перемещения.

В циклоне обычно холодный фронт перемещается быстрее теплого. С течением времени происходит их сближение, а затем и слияние, начинающееся вблизи центра циклона. Такие сомкнувшиеся фронты называ­ ются фронтами окклюзии.

Рис. 76. Условные обозначения фронтов:

/ — т е п л ы й ; , 2 — т е п л ы й в е р х н и й ; 3 — т е п л ы й в т о р и ч н ы й ; 4 — р а з м ы в а ю щ и й с я

Название главного фронта определяется названием более холодной воздушной массы.

На рис. 76 показаны условные обозначения фронтов, применяемые на фототелеграфных картах погоды.

Образование и размывание фронтов. Фронты в атмо­ сфере не существуют постоянно. Они возникают, обо­ стряются, размываются и исчезают. Процессы образо­

На рис. 77 показаны барическая ложбина и приземное поле скоростей. Ось ложбины является линией сходи-

382

мости. У этой линии под действием поля скоростей сгу­ щаются изотермы приземного слоя, т. е. происходит фронтогенез. Ось гребня является линией расходимости, так как под действием поля скоростей у нее изотермы приземного слоя расходятся, т. е. происходит фронт о - лиз. Очевидно, что циклоническая кривизна изобар спо­ собствует фронтогенезу в приземном слое. Для образо­

менее 45° к ней, то в деформационном поле происходит их сближение, и горизонтальный температурный гра­ диент увеличивается — происходит фронтогенез. Наобо­ рот, при расположении изотерм параллельно оси сжа­ тия или под углом менее 45° к ней расстояние между ними увеличивается — происходит фронтолиз. Фронты в некоторых случаях могут возникать и под непосредст­ венным тепловым влиянием подстилающей поверхности, например вдоль кромки льдов или на границе снежного покрова. Но этот механизм образования фронтов имеет малое значение по сравнению с кинематическим фронтогенезом.

Характеристика погодных условий в зонах атмо­ сферных фронтов. Условия погоды в зонах атмосфер­ ных фронтов чрезвычайно разнообразны. Они зависят от характера воздушных течений во фронтальной зоне, влажности и устойчивости взаимодействующих воздуш­

383

ных масс и многих других причин. Несмотря на это, можно выделить погодные условия, которые характер­

ный разрез хорошо развитого теплого фронта внетропического циклона. Упорядоченный подъем теплой воз­ душной массы вдоль фронтальной поверхности приво­ дит к образованию мощной системы облаков, характер­ ной именно для теплого фронта. При приближении к фронту на расстояние 800—900 км наблюдаются очень

тонкие перистые облака, имеющие вид крючков, нитей, волокон. Они не исчезают к вечеру и перемещаются под углом к наземному ветру. Ближе к линии фронта на расстоянии 600—700 км перистые облака уплотняются и переходят в тонкую пелену перисто-слоистых облаков, затягивающих весь небосвод. Далее облака располагав ются ниже, становятся плотнее и принимают" форму вы­ сокослоистых просвечивающих облаков (As trans), пе­ реходящих в высокослоистые плотные (As opacus). Вы­ сокослоистые облака, увеличивая мощность, незаметно переходят в слоисто-дождевые. Вблизи линии фронта

слоистые и разорванно-дождевые, а иногда слоисто-ку­ чевые.

384

Осадки начинают выпадать из высокослоистых об­ лаков, но они испаряются, не достигая поверхности Земли. За 600 км зимой и 400 км летом до фронта из слоисто-дождевых облаков выпадают обложные осадки. При прохождении фронта осадки могут прекратиться, но во многих случаях они лишь ослабевают. Влажность воздуха как абсолютная, так и относительная при при­ ближении фронта увеличивается.

Внутри области осадков часто наблюдается туман, обусловленный притоком водяного пара в холодный воз­ дух за счет испарения осадков, а также адиабатическим охлаждением воздуха в связи с падением давления. Ширина зоны туманов может достигать 100 миль и более.

Ветер по мере приближения к фронту постепенно те­ ряет суточный ход (не стихает ночью), усиливается и достигает максимум-а перед прохождением фронта. При прохождении фронта ветер резко меняет направление вправо (в Южном полушарии — влево), обычно с юговостока на юго-запад, и ослабевает.

Видимость в холодном воздухе вне осадков обычно хорошая, в зоне осадков и тумана — плохая.

Температура воздуха перед фронтом в летнее время в результате расхода тепла на испарение незначительно понижается, а в зимнее время вследствие выделения тепла при образовании снега повышается. При прохо­ ждении фронта температура воздуха заметно (иногда на 3—5°) повышается.

Давление воздуха при приближении фронта мед­ ленно и равномерно падает. Максимальное падение

перемещения клина холодного воздуха, т. е. от харак­ тера подъема теплой воздушной массы, холодные фрон­ ты разделяют на фронты 1-го и 2-го рода. Следует иметь в виду, что это деление является относительным, могут наблюдаться и промежуточные формы холодных фронтов. Холодные фронты отличаются от теплых на­ правлением перемещения и большей крутизной фрон­ тальной поверхности, особенно ее нижней части. Холод­

3 8 5

ные фронты 2-го рода наблюдаются в центральной ча­

такой холодный фронт, в котором клин холодного воз­ духа движется медленно, а теплый воздух имеет воз­ можность натекать на него.

Вертикальный разрез холодного фронта 1-го рода показан на рис. 79. При медленном подъеме теплого воздуха над клином холодного формируется облачная

система почти такая же, как и в теплом фронте. Однако ее горизонтальные размеры значительно меньше и рас­ положена она позади линии фронта. При приближении к пункту наблюдения и прохождении через него холод­ ного фронта 1-го рода появление облачности и осадков происходит в обратной последовательности.

Вначале появляется сплошной массив с низким осно­ ванием слоисто-дождевых облаков, под которыми иногда наблюдаются слоистые облака. После прохождения фронта слоисто-дождевые облака переходят в плотные высокослоистые, а затем в просвечивающие, которые сменяются перисто-слоистыми и перистыми. Иногда в передней части холодного клина за 10—20 км до фрон­ та в результате динамической конвекции образуются кучевые или даже кучево-дождевые облака, имеющие вид стены. В этих случаях впереди фронта на расстоя­ нии 50—100 км можно наблюдать высококучевые и пе­ ристо-кучевые облака. Подфронтальная облачность в зоне осадков, как и в теплом фронте, может состоять

3 8 6

из слоисто-кучевых, разорвашю-слоистых и разорваннодождевых облаков.

Если в передней части холодного фронта имеются кучево-дождевые облака, то из них в узкой полосе пе­ ред фронтом выпадают ливневые осадки, которые из-за медленного перемещения фронта могут продолжаться довольно долго. Ливневые осадки за фронтом незаметно переходят в обложные, выпадающие из слоисто-дожде­ вых облаков в зоне шириной менее 200 км. На линии фронта часто образуются фронтальные туманы.

Х о л о д н ы м ф р о н т о м 2-го р о д а называется та­ кой холодный фронт, в котором клин холодного воздуха движется быстро, а теплый воздух не успевает оттекать и вынужден бурно подниматься вверх. Структура хо­ лодного фронта 2-го рода показана на рис. 80.

Непосредственно у фронта в результате бурного подъема теплого воздуха образуются мощные кучево­ дождевые облака (СЬ), надвигающиеся стеной и часто закрывающие все небо. Эти облака имеют большую вертикальную протяженность, часто достигают уровня облаков верхнего яруса. Мощный поток теплого возду­ ха, поднявшись над клином холодного, поворачивает вперед и вместе с ним увлекает облачные массы, имею­ щие вид перисто-слоистых (Cs), высокослоистых (As), слоисто-дождевых (Ns) облаков, а также облака, яв­ ляющиеся продуктом их распада,— высококучевые че­ чевицеобразные (Ac lent), перисто-кучевые (Сс). Появ­ ление этих облаков и особенно Ac lent является одним

3 8 7

из признаков приближения холодного фронта. После прохождения холодного фронта обычно наступает бы­ строе прояснение вплоть до полного, что связано с нис­ ходящими потоками холодного воздуха, которые осо­ бенно интенсивно происходят в зоне фронта. Но номере удаления фронта фронтальная поверхность приподни­ мается, нисходящие потоки ослабевают, начинают раз­ виваться облака кучевых форм.

Ветер по мере приближения холодного фронта уси­ ливается, а в зоне фронта носит порывистый, часто шквалистый характер. После прохождения фронта ве­ тер резко разворачивается вправо и сохраняет штор­ мовой характер (в Северном полушарии).

Осадки выпадают как в зоне самого фр01|та, так и на значительном расстоянии за фронтом, носят ливне­ вой характер, отличаются внезапностью и большой ин­ тенсивностью.

Температура воздуха при приближении холодного фронта меняется незначительно, при прохождении его заметно понижается.

Ф р о н т ы о к к л ю з и и . В области циклона холод­ ный фронт перемещается несколько быстрее теплого вследствие большего угла наклона холодного воздуха и меньшего трения его с земной поверхностью. При этом теплый сектор циклона на карте погоды постепенно су­ жается, теплый воздух от земной поверхности вытес­ няется вверх, происходит сближение, а затем слияние холодного и теплого фронтов. Такой процесс называется процессом окклюдирования циклона, а в результате смыкания холодного и теплого фронтов образуется вблизи центра циклона новый фронт — фронт окклюзии.

По мере вытеснения теплого воздуха удаляется от земной поверхности и граница смыкания прежних хо­ лодного и теплого фронтов, называемая линией фронта окклюзии. Этот процесс связан со смещением точки ок­ клюзии от центра на периферию циклона и увеличе­ нием горизонтальной протяженности линии фронта ок­ клюзии.

Фронты окклюзии характерны для поздней стадии развития циклонов, они соединяют в себе черты теплого и холодного фронтов. В системе фронтов окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых наи­ более теплая уже не соприкасается с поверхностью Зем­

3 8 8