Čo je to atmosférický front v definícii geografie. Atmosférický predok
Pojem atmosférický front sa zvyčajne chápe ako prechodová zóna, v ktorej sa stretávajú susedné vzduchové hmoty s rôznymi charakteristikami. K vzniku atmosférických frontov dochádza pri zrážke teplých a studených vzduchových hmôt. Môžu sa pretiahnuť na desiatky kilometrov.
Vzduchové hmoty a atmosférické fronty
Atmosférická cirkulácia nastáva v dôsledku tvorby rôznych prúdov vzduchu. Vzduchové hmoty nachádzajúce sa v nižších vrstvách atmosféry sú schopné sa navzájom kombinovať. Dôvodom sú spoločné vlastnosti týchto hmôt alebo rovnaký pôvod.
K zmenám poveternostných podmienok dochádza práve v dôsledku pohybu vzdušných hmôt. Teplé spôsobujú otepľovanie a studené ochladzovanie.
Existuje niekoľko typov vzdušných hmôt. Rozlišujú sa podľa zdroja ich výskytu. Takéto hmotnosti sú: arktické, polárne, tropické a rovníkové vzdušné hmoty.
Atmosférické fronty vznikajú pri zrážke rôznych vzduchových hmôt. Kolízne oblasti sa nazývajú čelné alebo prechodné. Tieto zóny sa okamžite objavia a tiež sa rýchlo zrútia - všetko závisí od teploty kolidujúcich hmôt.
Vietor generovaný takouto zrážkou môže dosiahnuť rýchlosť 200 km/k vo výške 10 km od zemského povrchu. Cyklóny a anticyklóny sú výsledkom zrážok vzdušných hmôt.
Teplý a studený front
Za teplé fronty sa považujú fronty smerujúce k studenému vzduchu. Spolu s nimi sa pohybuje aj teplá vzduchová hmota.
S približovaním teplých frontov dochádza k zmenšovaniu tlaku, zahusťovaniu oblačnosti a výdatným zrážkam. Po prechode frontu sa mení smer vetra, jeho rýchlosť klesá, začína postupne stúpať tlak a ustávajú zrážky.
Teplý front je charakterizovaný prúdením teplých vzduchových hmôt na studené, čo spôsobuje ich ochladzovanie.
Pomerne často ju sprevádzajú aj výdatné zrážky a búrky. Ale keď nie je dostatok vlhkosti vo vzduchu, zrážky neklesajú.
Studené fronty sú vzduchové masy, ktoré sa pohybujú a vytláčajú teplé. Existujú studené fronty prvého druhu a studené fronty druhého druhu.
Prvý typ sa vyznačuje pomalým prenikaním jeho vzduchových hmôt pod teplý vzduch. Tento proces vytvára mraky za frontovou líniou aj v nej.
Hornú časť frontálnej plochy tvorí rovnomerná pokrývka stratusovej oblačnosti. Trvanie vzniku a rozpadu studeného frontu je asi 10 hodín.
Druhým typom sú studené fronty pohybujúce sa vysokou rýchlosťou. Teplý vzduch je okamžite nahradený studeným vzduchom. To vedie k vytvoreniu oblasti cumulonimbus.
Prvými signálmi približovania sa takéhoto frontu sú vysoké oblaky, ktoré vizuálne pripomínajú lentilky. K ich formovaniu dochádza dlho pred jeho príchodom. Studený front sa nachádza dvesto kilometrov od miesta, kde sa tieto oblaky objavujú.
Studený front 2. typu je v lete sprevádzaný výdatnými zrážkami vo forme dažďa, krúp a búrlivého vetra. Takéto počasie sa môže pretiahnuť na desiatky kilometrov.
V zime studený front 2. typu spôsobuje snehovú búrku, silný vietor a drsnosť.
Atmosférické fronty Ruska
Klímu Ruska ovplyvňuje najmä Severný ľadový oceán, Atlantik a Tichomorie.
V lete prechádzajú antarktické vzdušné masy cez Rusko, čo ovplyvňuje klímu Ciscaucasia.
Celé územie Ruska je náchylné na cyklóny. Najčastejšie sa tvoria nad morom Kara, Barents a Okhotsk.
Najčastejšie sú u nás dva fronty – arktický a polárny. Pohybujú sa na juh alebo na sever počas rôznych klimatických období.
Južná časť Ďalekého východu je ovplyvnená tropickým frontom. Výdatné zrážky v strednom Rusku sú spôsobené vplyvom polárneho dandyho, ktorý pôsobí v júli.
Atmosférický predok– rozdelenie medzi dve rôzne vzduchové hmoty. Prechodová zóna medzi vzduchovými hmotami na povrchu zeme sa nazýva predná línia. Vzduchové hmoty, ktoré sa líšia svojimi fyzikálnymi vlastnosťami, sú od seba oddelené vrstvou vzduchu nazývanou čelná plocha. Predná plocha je vždy naklonená smerom k studenému vzduchu. Uhol sklonu čelnej plochy k horizontu je veľmi malý a v priemere dosahuje približne jeden stupeň. Veľkosť uhla sklonu závisí od pomeru teplôt a rýchlostí vetra vo vzduchových hmotách ležiacich na oboch stranách atmosferického frontu (AF). Čelná plocha zvyčajne predstavuje inverznú vrstvu, ktorá je retardačnou vrstvou pre všetky vertikálne pohyby v studenom vzduchu umiestnenom pod ňou.
Hlavným dôvodom vzniku frontov je konvergencia vzdušných hmôt. Front sa považuje za dynamicky vyjadrený, ak na vzdialenosť 1000 km je teplotný rozdiel medzi teplým a studeným vzduchom 8-10°C.
Atmosférické fronty sa vyznačujú geografickými charakteristikami, ich dĺžkou, charakteristikami pohybu, vertikálnou a horizontálnou štruktúrou a poveternostnými podmienkami.
Geograficky rozlišujú fronty, ktoré oddeľujú hlavné geografické typy vzdušných más, sú tzv Hlavná fronty:
– arktický front oddeľujúci arktický vzduch od mierneho vzduchu;
– polárny predná časť oddeľujúca mierny a tropický vzduch;
– tropický front ležiaci medzi tropickým a rovníkovým vzduchom.
V horizontálnom a vertikálnom rozsahu Rozlišujú sa tieto fronty:
– základné alebo vysoké(majú veľký horizontálny a vertikálny rozsah, sú zvyčajne vysledované v celej hrúbke troposféry a oddelené EM, ktoré sa výrazne líšia svojimi vlastnosťami);
– sekundárne(fronty v rámci rovnakého geografického typu VM, oddeľujúce jednotlivé časti tejto masy, napr. morský a kontinentálny vzduch alebo sviežejší od vyhrievaných);
– zem(čelá trasované vo vrstve od zeme do výšky 1 - 2 km);
– horný(fronty, ktoré sa tvoria v určitej nadmorskej výške v troposfére, nie sú detekované na povrchu zeme, ale sú dobre vyjadrené v strednej a hornej vrstve troposféry).
Vysoké a horné fronty zvyčajne tvoria širokú prechodovú zónu v hornej polovici troposféry, tzv vysokohorská frontálna zóna(VFZ) (obr. 39).
Niekedy sa v horných vrstvách troposféry spájajú dva dobre ohraničené fronty dole a tvoria jeden široký WFZ (obr. 40).
Obr.39. Výšková frontálna zóna Obr.40. Výšková frontálna zóna
(vertikálny rez) (vertikálny rez)
jeden atmosferický front dva atmosferické fronty
WFZ sa vyznačujú veľkými horizontálnymi teplotnými gradientmi. Prúdové prúdy sa zvyčajne pozorujú pozdĺž WFZ.
V závislosti od poveternostných podmienok a cestovných vlastností Rozlišujú sa tieto typy atmosférických frontov (obr. 41):
- teplý(úsek hlavného frontu smerujúci k studenému vzduchu);
- chladný (časť hlavného frontu smerujúca k teplému vzduchu);
- oklúzne fronty ( front vzniknutý v dôsledku splynutia teplého a studeného frontu);
- stacionárny(ich priemerná rýchlosť je 5-10 km/h).
Ryža. 41. Typy atmosférických frontov
Teplý front (TF) je úsek hlavného frontu, ktorý sa pohybuje smerom k studenému vzduchu za týmto frontom sa pohybuje teplý vzduch, ktorý je menej hustý a prúdi na studený vzduch. Jeho priemerná rýchlosť je 20-30 km/h.
Sklon čelnej plochy je od 1/100 do 1/200. Pred prednou líniou sa nachádza oblasť poklesu tlaku, ktorý je spôsobený nahradením studeného vzduchu teplým vzduchom. Pokles tlaku je spojený so zvýšeným vetrom na povrchu zeme. Maximálnu rýchlosť dosiahne pred prechodom cez TF a potom rýchlosť vetra slabne. Pred TF prevládajú vetry z juhovýchodnej štvrti, ktoré sa za frontom menia na južné a juhozápadné. Pomalý vzostup teplého vzduchu po FP vedie k jeho adiabatickému ochladzovaniu a vytváraniu oblačnosti a veľkej zrážkovej zóny (obr. 42).
Obr.42. Schéma oblačného systému teplého frontu
Pod hlavným systémom frontálnej oblačnosti je pozorovaná zóna plošných zrážok. Leží pred povrchovou frontovou líniou (v kline studeného vzduchu) a má dĺžku od frontu až 200-300 km v lete a až 400 km v zime. Pri silnom vetre v zime prechod TF sprevádzajú všeobecné snehové búrky.
V zrážkovom pásme sa v dôsledku vysokej nasýtenosti vzduchu vodnou parou a jej mierneho stúpania tvorí nízka členitá nimbová oblačnosť (Fr nb) s výškou spodného okraja 50-100 m zóna, splývajúca s nadložnou oblačnosťou. Šírka zóny hmly je 150 - 200 km. Keď je teplota vzduchu od 0°C do -3°C, pozoruje sa ľad.
V lete môže TF zaznamenať vrecká cumulonimbus (Cb) s prehánkami a búrkami. Zvyčajne sa pozorujú v noci. Výskyt búrok na TF v noci sa vysvetľuje silným nočným radiačným ochladzovaním hornej vrstvy oblačnosti pri relatívne konštantnej teplote spodnej vrstvy. Dochádza k zvýšeniu teplotného kontrastu medzi hornou a dolnou hranicou oblakov a následne k zvýšeniu vertikálneho teplotného gradientu, čo je dôvodom rozvoja vertikálnych prúdov vzduchu vo vnútri stratusových oblakov TF. Tieto prúdy vedú k vzniku Cb, ktorý je maskovaný TF oblakmi. Dolná hranica Cb je 1500 - 2000 m a vrcholy môžu výrazne vystúpiť nad oblačnosť TF.
Počas letu sú najťažšie poveternostné podmienky v zadnej časti TF, kde má oblačnosť nízku hranicu do 50 m a veľkú vertikálnu hrúbku. V prednej zóne TF sa vo vysokých nadmorských výškach možno stretnúť so silným prúdením vetra - jet stream.
Studený front nazývaný úsek hlavného frontu smerujúci k teplému vzduchu. Za týmto frontom sa pohybuje studený vzduch, ktorý je hustejší a zaklinuje sa pod teplý vzduch.
V závislosti od rýchlosti pohybu, charakteru vzostupných pohybov teplého vzduchu, ako aj polohy oblačnosti a zrážkových zón vzhľadom na FP sa studené fronty delia studený front 1. typu (pomaly sa pohybujúci) A studený front 2. typu (rýchlo sa pohybujúci).
Studený front 1. druhu– pomaly sa pohybujúci front, ktorý sa pohybuje rýchlosťou najviac 30 km za hodinu. Má usporiadaný vzostup teplého vzduchu cez invázny klin studeného vzduchu (obr. 43). V chladnej polovici roka nie je proces kondenzácie v stúpajúcom teplom vzduchu násilný.
Obr.43. Diagram studeného frontu typu 1
Počas tejto sezóny je oblačný systém frontu veľmi podobný oblačnému systému teplého frontu, ktorý sa nachádza v opačnom poradí – najprv sa v blízkosti frontovej línie pozorujú oblaky nimbostratus, potom oblaky altostratus. Oblaky vyššej úrovne (cirrus a cirrostratus) sa nachádzajú za povrchovou frontovou líniou a môžu byť oddelené od hlavného systému oblakov bezoblačnou vrstvou. Horná hranica oblakov nimbostratus a altostratus sa nachádza v nadmorskej výške 4-5 km a je trochu vyvýšená v blízkosti prednej línie.
V teplej polovici roka sa pred naznačenou frontálnou oblačnosťou tvoria kumulonimby veľkej vertikálnej mohutnosti, z ktorých padajú zrážky často sprevádzané búrkami. Tieto oblaky sa nachádzajú v hrebeňoch pozdĺž frontu so šírkou hrebeňa 50-100 km. Vrchol oblakov cumulonimbus môže dosiahnuť tropopauzu. Pod mrakmi sú pozorované zrážky, búrky a búrky.
Frontálny systém oblakov studeného frontu typu 1 je približne 2-krát užší ako systém oblakov TF, v dôsledku čoho sa oblačnosť pri tomto type zmeny HF rýchlo vytvára. Zrážkové pásmo je široké asi 150-200 km a leží prevažne za povrchovou frontovou líniou. V zrážkovom pásme, podobne ako v prípade TF, sa môže vytvárať nízka rozbitá-nimbová oblačnosť.
Studený front 2. typu- rýchlo sa pohybujúci studený front je najnebezpečnejší zo všetkých typov atmosférických frontov. Vďaka vysokej rýchlosti pohybu (40-50 km/h) studený vzduch s veľkou energiou vytláča teplý vzduch až do vysokých nadmorských výšok. V lete v dôsledku tejto silnej dynamickej konvekcie teplého vzduchu vznikajú oblaky cumulonimbus veľkej vertikálnej mohutnosti, ktoré sa nachádzajú prevažne pred frontom a sú zvyčajne široké niekoľko desiatok kilometrov, niekedy prerazia aj tropopauzu (obr. 44). ).
Oblaky Cumulonimbus sú vo vysokých nadmorských výškach 100 – 300 km od frontovej línie tlačené dopredu v smere vetra. Predzvesťou približovania sa takéhoto frontu sú šošovkovité oblaky altocumulus (Ac), ktoré sa objavujú 200 km pred povrchovou frontovou líniou. Na úplnej prednej línii sú kupovité oblaky sprevádzané víchricami s ničivou rýchlosťou vetra a búrkami. Šírka oblačnosti dosahuje niekoľko desiatok kilometrov, spodná hranica býva vo výške 300-400 m, v zrážkovom pásme môže klesnúť až na 100-200 m.
Obr.44. Vzor studeného frontu typu 2
V oblačnosti sú veľkým nebezpečenstvom stúpavé prúdy s rýchlosťou do 30 m/s a viac a zostupné prúdy s rýchlosťou do 15 m/s a viac. Okrem toho sa môžu vyskytnúť búrky, v oblakoch výdatné zrážky a v pásme pod nulou aj intenzívna námraza. Šírka tejto nebezpečnej zóny je však malá, približne 50 km.
V blízkosti zeme je prechod tohto frontu sprevádzaný búrkami, prehánkami a búrkami. Šírka dažďovej zóny je niekoľko desiatok kilometrov a táto zóna sa zvyčajne pozoruje pred povrchovou frontovou líniou. Prítlak pred predkom prudko klesá, za predkom rýchlo stúpa. Po prechode frontu vietor prudko mení smer a zosilňuje. Teplota za frontom prudko klesá. Počasie na tomto fronte je najvýraznejšie v letných popoludňajších hodinách.
V zime pri prechode frontu sú pozorované silné snehové zrážky a fujavice, ktoré znižujú viditeľnosť na niekoľko desiatok metrov. Hlavné oblaky sú cumulonimbus (Cb) s vrcholom 4-5 km.
Front vzniknutý v dôsledku splynutia teplého a studeného frontu sa nazýva tzv oklúzia predná .
Studený front, ktorý je aktívnejší a rýchlo sa pohybuje, zvyčajne dobieha teplý front a spája sa s ním. Zároveň sa pri povrchu zeme uzatvárajú dve masy studeného vzduchu – jedna sa nachádza pred teplým frontom a druhá leží za studeným frontom. Teplý vzduch zachytený medzi prednými časťami je odrezaný od zeme a vytlačený nahor. Oblačné systémy teplého a studeného frontu sa približujú a čiastočne sa navzájom prekrývajú a sú tiež vytláčané nahor. Tento proces sa nazýva proces oklúzie a výsledná predná časť sa nazýva predná časť oklúzie (oklúzia - „oklúzia“ - uzavretie zámku).
V dôsledku oklúzie vznikajú dva typy oklúznych frontov:
– teplý front occlusion (oklúzia ako teplý front);
– studený front oklúzie (oklúzia ako studený front).
Teplá predná oklúzia nastáva, ak je studený vzduch v zadnej časti cyklóny teplejšou vzduchovou hmotou ako studený vzduch v jej prednej časti. Pri oklúzii cyklónu prúdi menej studeného vzduchu na chladnejší vzduch, vzniká viacvrstvový systém oblakov, ktorý pozostáva zo systému oblakov teplého frontu (stratus) a oblakov studeného frontu (cumulonimbus), pod ktorými sa môžu objaviť nízke rozpadavé oblaky (obr. 45).
Ryža. 45. Diagram teplej prednej oklúzie
Krycie zrážky začínajú pred frontovou líniou 300-400 km, v mieste uzáveru postupne prechádzajú do prehánok. Vietor pri zemi má ostrú pravotočivú rotáciu a zosilňuje. Tlak rýchlo klesá. Oklúzie tohto typu sa vyskytujú najmä v chladnej polovici roka. V stredných a veľkých výškach letu lietadiel sa možno stretnúť s maskovanými oblakmi cumulonimbus, ktoré spôsobujú silné turbulencie a námrazu. Šírka takejto zóny kolmo spredu je 50 km. Pri lietaní v malých výškach sa vždy stretnete s nízkou oblačnosťou, ktorá sa na letisku mení na hmlu, námrazu a ľad.
Studená predná oklúzia nastáva, keď chladnejší vzduch v zadnej časti cyklónu prúdi pod menej studený vzduch v prednej časti cyklónu. Vytvára sa viacvrstvový oblakový systém, ktorý siaha až do tropopauzy. Na tomto fronte sa v nízkych a stredných výškach vymýva oblačnosť teplého frontu, vychádzajúc z nižších vrstiev, prevláda oblačnosť cumulonimbus, ktorej vrcholy dosahujú tropopauzu (obr. 46).
Celý systém oblačnosti studeného frontu je mohutnejší a nebezpečnejší ako oblačnosť uzavretého teplého frontu. Zažívajú silné turbulencie, búrky a krupobitie. Uzávery tohto typu sú pozorované častejšie v lete a predstavujú väčšie nebezpečenstvo pre lety. V zime sú takéto fronty sprevádzané silným vetrom a snehovými náložami.
Ryža. 46. Diagram studenej prednej oklúzie
Pomaly sa pohybujúci alebo stacionárny front sa nazýva stacionárna predná časť. Rýchlosť pohybu stojaceho frontu je do 5-10 km/h. Nachádza sa medzi dvoma oblasťami vysokého tlaku, rovnobežne s izobarami.
Nad trecou vrstvou vietor fúka rovnobežne s izobarami. V blízkosti zeme v dôsledku trenia o nerovnosti dochádza k miernemu zbiehaniu vetrov smerom k línii stacionárneho frontu. To vedie k prúdeniu teplého vzduchu do studeného vzduchu a tvorbe mrakov. Stacionárny front sa teda rozvinul vertikálne do výšky 1-2 km (obr. 47).
Obr.47. Stacionárna predná časť
Oblačnosť je veľmi podobná oblačnosti teplého frontu, avšak s nízkou vertikálnou hrúbkou a horizontálnym rozsahom. V zime môže oblačnosť klesnúť veľmi nízko a zrážky sú súvislé a súvislé. V prednej zóne sa môže vyskytnúť hmla, poľadovica a námraza. V lete sú vytvorené priaznivé podmienky pre výskyt kumulonimbov s prehánkami, búrkami, víchricami, silnou poľadovicou a hrboľatosťou, s hornou hranicou do 6-9 km.
V oblasti teploty a vetra sa fronty najvýraznejšie prejavujú pri povrchu Zeme v sústave rozvíjajúcich sa cyklónov a tlakových žľabov. Tomu napomáha konvergencia prúdov vzduchu v blízkosti zemského povrchu, v dôsledku čoho sa v prednej zóne vyskytujú vzduchové hmoty s rôznymi charakteristikami vrátane rôznych teplôt. V systéme anticyklón a chrbtov sú čelá v povrchovej vrstve vymývané. K tomu dochádza, keď sa prúdy vzduchu rozchádzajú (divergencia).
11.2. Predná klasifikácia
Existuje niekoľko všeobecne uznávaných klasifikácií frontov na základe cirkulačného významu frontov a ich priestorového rozsahu, vlastností pohybu, vertikálnej štruktúry a poveternostných podmienok.
11.2.1. Geografická klasifikácia atmosférických frontov
Na základe geografických charakteristík, v súlade s geografickou klasifikáciou vzdušných hmôt, sa rozlišujú tieto fronty:
Arktický front(AF) - front medzi arktickými a polárnymi (miernymi) vzduchovými masami severnej pologule. Nachádza sa na južnej hranici arktickej vzduchovej hmoty. Zvyčajne sa rozlišuje niekoľko súčasne existujúcich vetiev AF, niekedy AF prechádza nepretržite po celej severnej pologuli.
Polárny front alebo mierny front je južnou hranicou miernej vzduchovej hmoty, ktorá oddeľuje vzduchové hmoty miernych zemepisných šírok a tropický vzduch.
Pasátový front 1 je front v trópoch, ktorý oddeľuje dve masy tropického vzduchu s rôznymi vlastnosťami – starú TV a novšiu TV, ktorá sa nedávno vytvorila premenou polárnej vzduchovej hmoty. Pasátový front zvyčajne prechádza pasátovým korytom medzi dvoma subtropickými anticyklónami, ktoré sú pokračovaním polárneho frontu v trópoch. Zrážky v pásme pasátov sa vyskytujú najmä v súvislosti s frontami pasátov.
Intertropická zóna konvergencie(IZK)2 je pomerne úzka a výrazná zóna konvergencie medzi severnými a južnými pasátmi (alebo medzi pasátom a monzúnom, alebo medzi pasátom a rovníkovými západnými vetrami).
11. Atmosférické fronty |
Arktický, polárny, pasátový, tropický (TTC) front sú klimatologické fronty.
i Klimatologické fronty ukazujú priemernú polohu zistených frontov
rozdeleného typu v konkrétnej oblasti. Umiestnenie klimatologických frontov úzko súvisí s centrami atmosférického diania.
Okrem geografických existujú aj iné klasifikácie atmosférických frontov -
11.2.2. Klasifikácia frontov podľa významu obehu
A priestorový rozsah
Podľa cirkulačného významu a priestorového rozsahu sa delia na: primárne (troposférický, vysoký), sekundárny (povrchový, nízky) a horný atmosférický front.
Hlavné atmosférické fronty. Medzi hlavné patria atmosférické fronty, ktoré majú veľký horizontálny (niekoľko tisíc kilometrov) a vertikálny (niekoľko kilometrov) rozsah. Hlavné fronty oddeľujú vzduchové hmoty, ktoré sa výrazne líšia svojimi vlastnosťami. Dá sa vysledovať na úrovni zeme aj vo výškach
žiadne mapy počasia. Vo výškach v troposfére a na mapách od 1000 do 500 je hlavný odrazový front
Prejavuje sa ako zóna zahusťovania izohypsu – vysokohorská frontálna zóna (AFZ).
Teplotný kontrast v zóne hlavného frontu na mape povrchového počasia presahuje 5 °C na 100 km. Vo vysokohorskej frontálnej zóne spojenej s hlavným frontom sú geopotenciálne gradienty v strednej troposfére (na mape OT 500/1000) viac ako 16 gp. priehrady/1000 km alebo viac (alebo 8 °C/100 km alebo viac).
Medzi hlavné patria fronty definované geografiou (arktický, polárny a IZC).
Vysokohorské frontálne zóny. Na tlakových topografických mapách AT500, AT300,
OD 1000 500 (t.j. v strednej a hornej troposfére) vo forme oblasti s výraznou koncentráciou izo-
sadrovec predstavuje prechodové pásma medzi vysokými studenými cyklónami a vysokými teplými anticyklónami - vysokohorské frontálne pásma (obr. 11.4, 11.5).
11. Atmosférické fronty |
||
Ryža. 11.4. Mapa absolútnej topografie a teploty pri 500 hPa
Frontálne zóny neustále vznikajú, zhoršujú sa a sú zničené. Ich intenzita závisí od teplotného rozdielu medzi vyskytujúcimi sa vzduchovými hmotami.
V týchto zónach sú sústredené obrovské zásoby energie. Pri nestálom pohybe vznikajú najväčšie atmosférické víry – cyklóny a anticyklóny. Frontálne zóny teda zohrávajú obrovskú úlohu vo vývoji procesov formovania počasia.
N Studená
Ryža. 11.5. Úsek vysokohorskej frontálnej zóny nad ázijsko-pacifickým regiónom: izohypsové pole (hore), veterné pole, teplotné pole (dole)
11. Atmosférické fronty |
Centrálna izohypsa tejto kondenzačnej zóny sa nazýva axiálna.
Časť VFZ vľavo od osi (v smere presunu) sa nazýva cyklonálna periféria VFZ a vpravo od osi - anticyklonálna periféria VFZ.
Časť VFZ, kde je pozorovaná konvergencia izohyps v smere prúdenia, sa nazýva vchod VFZ, časť, kde je pozorovaná divergencia izohyps v smere prúdenia, sa nazýva delta VFZ.
Jednotlivé VFZ, navzájom splývajúce, tvoria planetárnu vysokohorskú frontálnu zónu (PHFZ). PVFZ na veľkých plochách sa nachádza prevažne zonálne, ale môže mať vlny veľkej amplitúdy v meridionálnom smere.
Existujú dve hlavné PVFZ. Jedna oddeľuje arktické vzduchové masy a vzduchové masy miernych zemepisných šírok – obopína severnú pologuľu pozdĺž periférie polárnej panvy. Druhá rozdeľuje vzduchové masy miernych zemepisných šírok a subtrópov a vedie pozdĺž severnej periférie subtropických anticyklón.
Medzi vysokohorskými frontálnymi zónami a atmosférickými frontami neexistuje jednoznačná súvislosť. Často sa dva približne rovnobežné fronty, dobre definované nižšie, spájajú vo vyšších vrstvách atmosféry do jednej širokej frontálnej zóny. Zároveň v prítomnosti frontálnej zóny vo výškach blízko Zeme front nie vždy existuje. Front v spodnej atmosfére nastáva, keď dochádza k povrchovej trecej konvergencii. Keď sa vietor rozchádza, zvyčajne nie sú žiadne známky existencie frontu. VFZ. Súvislý VFZ na veľkú vzdialenosť v spodnej vrstve troposféry je často rozdelený na samostatné úseky - existuje v cyklónach a chýba v anticyklónach.
4 Sekundárne atmosférické fronty. Fronty, ktoré existujú iba v nižších vrstvách atmosféry - blízko povrchu Zeme alebo blízko Zeme a nie nad AT850 a nie sú detekované v teplotnom poli vo výškach, sú klasifikované ako sekundárne (povrchové, nízke). Sú to spravidla fronty v rámci heterogénnej vzduchovej hmoty, ktorá ju rozdeľuje na dve vzduchové hmoty rovnakého pôvodu.
Najčastejším prípadom sekundárneho frontu je front v rámci horizontálne heterogénnej studenej vzduchovej masy (arktický alebo polárny vzduch), po ktorom nasleduje vniknutie „čerstvejšej“ a chladnejšej časti tej istej vzduchovej hmoty. Sekundárne fronty sú často pozorované v zadnej časti cyklónu za hlavným frontom. Sekundárne fronty existujú nie dlhšie ako 1-2 dni, nie sú spojené s WFZ a zvyčajne nepresahujú cyklón, s ktorým sú spojené.
11. Atmosférické fronty |
Horné atmosférické fronty. Horné fronty sú tie, ktoré chýbajú na zemskom povrchu, ale sú výrazné vo výškach. Môžu sa tvoriť v dôsledku erózie prednej časti v blízkosti zemského povrchu, ale zostávajú vo výškach. Fronty sa môžu vytvárať aj nezávisle vo výškach bez toho, aby dosiahli Zem. Keď sa front v zime pohybuje nad prízemnou vrstvou veľmi ochladeného vzduchu, stáva sa maskovaný a nie je viditeľný v teplotnom poli na zemskom povrchu. Za horný front možno považovať aj UFZ, ktoré nie sú spojené s atmosférickými frontami v blízkosti Zeme.
11.2.3. Klasifikácia frontov podľa vlastností pohybu, vertikálnej štruktúry a poveternostných podmienok
IN Podľa tejto klasifikácie sa atmosférické fronty delia na teplé, studené, sedavé a oklúzne fronty (posledné patria medzi komplexné fronty a môžu byť teplé, studené a neutrálne).
Teplé fronty sú tie, ktoré sa pohybujú smerom k chladnejšiemu vzduchu. Za teplým frontom sa pohybuje teplá vzduchová hmota.
Studené fronty sú tie, ktoré sa pohybujú smerom k teplejšej vzduchovej mase. Za studeným frontom sa pohybuje masa studeného vzduchu.
Takýto pohyb frontov je determinovaný podmienkami atmosférickej cirkulácie – v prípade teplého frontu je zložka vektora vetra normálna k frontovej línii nasmerovaná v studenej hmote preč od frontovej línie, v teplej hmote – smerom predná línia. V prípade studeného frontu je vzťah opačný.
V 20. rokoch nórski meteorológovia navrhli rozdelenie atmosférických frontov na povrch vzostupného (anafronty) a zostupného (catafronts) zosuvu teplého vzduchu. Anafronty zahŕňajú všetky teplé fronty a pomaly sa pohybujúce studené fronty, zatiaľ čo katafronty zahŕňajú rýchlo sa pohybujúce studené fronty.
Fronty spolu so vzduchovými masami sa pohybujú rýchlosťou 30-35 km/h. Za deň dokážu prejsť 600-800 km. Za určitých podmienok môžu atmosférické fronty zostať na svojom mieste po dlhú dobu. Ak sa predná časť z času na čas prakticky nepohne, potom sa nazýva sedavý (kvázistacionárny).
Pri zmene cirkulačných podmienok sa môže zmeniť smer pohybu frontu (znak frontu): časť teplého frontu sa môže zmeniť na časť horúceho frontu.
Pozreli sme sa na typy atmosférických frontov. Pri predpovedaní počasia v jachtingu by sa však malo pamätať na to, že zvažované typy atmosférických frontov odrážajú iba hlavné črty vývoja cyklónu. V skutočnosti môžu existovať významné odchýlky od tohto vzoru.
Známky atmosferického frontu akéhokoľvek typu môžu byť v niektorých prípadoch výrazné alebo zhoršené,
v iných prípadoch - slabo vyjadrené alebo rozmazané.
Ak je typ atmosferického frontu zhoršený, tak pri prechode jeho líniou sa prudko mení teplota vzduchu a ostatné meteorologické prvky, ak je rozmazaný, teplota a ďalšie meteorologické prvky sa menia postupne;
Procesy formovania a zhoršovania atmosférických frontov sa nazývajú frontogenéza a procesy erózie sa nazývajú frontolýza. Tieto procesy sú pozorované nepretržite, rovnako ako sa nepretržite tvoria a premieňajú vzduchové hmoty. Na to treba pamätať pri predpovedaní počasia v jachtingu.
Pre vznik atmosferického frontu musí existovať existencia aspoň malého horizontálneho teplotného gradientu a také veterné pole, pod vplyvom ktorého by sa tento gradient v určitom úzkom pásme výrazne zvýšil.
Osobitnú úlohu pri vzniku a erózii rôznych typov atmosférických frontov zohrávajú tlakové sedlá a s nimi spojené polia deformácie vetra. Ak sú izotermy v prechodovej zóne medzi susednými vzduchovými hmotami umiestnené rovnobežne s osou ťahu alebo pod uhlom menším ako 45° k nej, potom sa v deformačnom poli približujú a horizontálny teplotný gradient sa zvyšuje. Naopak, keď sú izotermy umiestnené rovnobežne s osou kompresie alebo v uhle menšom ako 45° k nej, vzdialenosť medzi nimi sa zväčšuje a ak pod takéto pole spadne už vytvorený atmosférický front, dôjde k jeho vymytiu.
Profil povrchu atmosferického frontu.
Uhol sklonu profilu povrchu atmosferického frontu závisí od rozdielu teplôt a rýchlosti vetra teplých a studených vzduchových hmôt. Na rovníku sa atmosférické fronty nepretínajú so zemským povrchom, ale prechádzajú do horizontálnych inverzných vrstiev. Treba poznamenať, že veľkosť sklonu povrchu teplého a studeného atmosférického frontu je do istej miery ovplyvnená trením vzduchu o zemský povrch. V rámci trecej vrstvy sa rýchlosť pohybu čelnej plochy zvyšuje s výškou a nad úrovňou trenia zostáva takmer nezmenená. To ovplyvňuje profil povrchu teplého a studeného atmosférického frontu rozdielne.
Keď sa atmosferický front začal pohybovať ako teplý front, vo vrstve, kde s výškou narastá rýchlosť pohybu, sa čelná plocha zväčšuje. Podobná konštrukcia pre studený atmosferický front ukazuje, že pod vplyvom trenia sa spodná časť jeho povrchu stáva strmšou ako horná a môže mať dokonca opačný sklon, takže teplý vzduch na zemskom povrchu môže byť umiestnený v forma klinu pod chladom. To sťažuje predpovedanie následných udalostí v jachtingu.
Pohyb atmosférických frontov.
Dôležitým faktorom pri jachtingu je pohyb atmosférických frontov. Línie atmosférických frontov na poveternostných mapách prebiehajú pozdĺž osí tlakových žľabov. Ako je známe, v žľabe sa prúdnice zbiehajú k osi žľabu a následne k línii atmosferického frontu. Preto pri prechode cez ňu vietor dosť prudko mení svoj smer.
Vektor vetra v každom bode pred a za atmosférickou prednou líniou možno rozložiť na dve zložky: tangenciálnu a normálnu. Pre pohyb atmosférického frontu je dôležitá len normálna zložka rýchlosti vetra, ktorej hodnota závisí od uhla medzi izobarami a prednou čiarou. Rýchlosť pohybu atmosférických frontov môže kolísať vo veľmi širokých medziach, pretože závisí nielen od rýchlosti vetra, ale aj od charakteru tlakových a tepelných polí troposféry v jej zóne, ako aj od vplyvu povrchu. trenie. Určenie rýchlosti pohybu atmosférických frontov je pri jachtingu mimoriadne dôležité pri vykonávaní nevyhnutných úkonov na zamedzenie cyklónu.
Treba poznamenať, že konvergencia vetrov k atmosferickej prednej línii v povrchovej vrstve stimuluje pohyby vzduchu smerom nahor. Preto sú v blízkosti týchto línií najpriaznivejšie podmienky pre tvorbu oblačnosti a zrážok a najmenej priaznivé pre jachting.
V prípade ostrého typu atmosférického frontu je nad ním a rovnobežne s ním v hornej troposfére a spodnej stratosfére pozorovaný tryskový prúd, ktorý sa chápe ako úzke prúdenie vzduchu s vysokou rýchlosťou a veľkým horizontálnym rozsahom. Maximálna rýchlosť sa pozoruje pozdĺž mierne naklonenej horizontálnej osi prúdového prúdu. Dĺžka sa meria v tisícoch, šírka - v stovkách, hrúbka - niekoľko kilometrov. Maximálna rýchlosť vetra pozdĺž osi prúdového prúdu je 30 m/s alebo viac.
Vznik tryskových prúdov je spojený s tvorbou veľkých horizontálnych teplotných gradientov vo vysokohorských frontálnych zónach, ktoré, ako je známe, spôsobujú termický vietor.
Stupeň mladého cyklónu pokračuje dovtedy, kým teplý vzduch zostáva v strede cyklónu blízko zemského povrchu. Trvanie tejto fázy je v priemere 12-24 hodín.
Zóny atmosférických frontov mladého cyklónu.
Ešte raz si všimnime, že ako v počiatočnom štádiu vývoja mladej cyklóny, teplý a studený front predstavujú dva úseky vlnovo zakriveného povrchu hlavného atmosférického frontu, na ktorom sa cyklóna vyvíja. V mladom cyklóne možno rozlíšiť tri zóny, ktoré sa výrazne líšia v poveternostných podmienkach, a teda v podmienkach pre jachting.
Zóna I je predná a centrálna časť studeného sektora cyklóny pred teplým atmosférickým frontom. Tu je charakter počasia určený vlastnosťami teplého frontu. Čím bližšie k jej čiare a k stredu cyklónu, tým výkonnejší je systém oblakov a tým je pravdepodobnejšie, že padnú výdatné zrážky a pozoruje sa pokles tlaku.
Zóna II je zadná časť studeného sektora cyklóny za studeným atmosférickým frontom. Tu počasie určujú vlastnosti studeného atmosférického frontu a studenej nestabilnej vzduchovej hmoty. Pri dostatočnej vlhkosti a výraznej nestabilite vzdušnej hmoty dochádza k zrážkam. Atmosférický tlak za jeho čiarou sa zvyšuje.
Zóna III - teplý sektor. Pretože teplá vzduchová hmota je prevažne vlhká a stabilná, jej poveternostné podmienky vo všeobecnosti zodpovedajú poveternostným podmienkam stabilnej vzduchovej hmoty.
Obrázok hore a dole ukazuje dva vertikálne rezy cez oblasť cyklónu. Horný je vytvorený severne od stredu cyklónu, spodný je vyrobený na juh a prechádza všetkými tromi uvažovanými zónami. V spodnej časti je znázornený vzostup teplého vzduchu v prednej časti cyklóny nad povrch teplého atmosférického frontu a vznik charakteristickej oblačnosti, ako aj rozloženie prúdenia a oblačnosti v blízkosti studeného atmosférického frontu v zadnej časti. cyklónu. Horný úsek pretína povrch hlavného frontu len vo voľnej atmosfére; Pri zemskom povrchu je len studený vzduch, nad ním prúdi teplý vzduch. Úsek prechádza severným okrajom oblasti frontálnych zrážok.
Zmenu smeru vetra pri pohybe atmosferického frontu je možné vidieť z obrázku, ktorý znázorňuje čiary prúdenia studeného a teplého vzduchu.
Teplý vzduch v mladom cyklóne sa pohybuje rýchlejšie ako samotná porucha. Preto cez kompenzáciu prúdi stále viac teplého vzduchu, ktorý klesá pozdĺž studeného klina v zadnej časti cyklónu a stúpa v jeho prednej časti.
So zväčšujúcou sa amplitúdou poruchy sa teplý sektor cyklóny zužuje: studený atmosférický front postupne dobieha pomaly sa pohybujúci teplý a prichádza moment, keď sa teplý a studený atmosférický front cyklóny zblížia.
Centrálna oblasť cyklónu pri zemskom povrchu je úplne vyplnená studeným vzduchom a teplý vzduch je tlačený do vyšších vrstiev.
V jeden zimný večer, keď som piekla palacinky, pribehol z ulice môj synček Sasha s kamarátkou Miškou. Chlapci boli nadšení z teplého počasia a hrali snehové gule. V televízii hlásateľ povedal, že prišiel teplý atmosférický front. Chlapci sa ma pýtali, čo je to za atmosférický front? Musel som im všetko jasne vysvetliť.
Čo je to atmosférický front
Povedal som chalanom všetko, čo som o tomto fenoméne vedel. Atmosférické fronty vznikajú pri zrážke studených a teplých vzduchových hmôt. Prichádzajú k nám z rôznych miest na Zemi, takže vzduchové hmoty sú:
- Arktída.
- Polar.
- Tropické.
- Rovníkový.
Teplý front prináša tlakovú níž a výdatné zrážky. A vzduch sa otepľuje, ako teraz u nás.
Studené fronty v lete sprevádzajú silné dažde, krupobitie a vietor. V zime prináša snehové búrky a víchrica.
![](https://i1.wp.com/s2.travelask.ru/system/images/files/001/190/649/wysiwyg/sneg.jpg)
Na chalanov zapôsobila fotka cyklónu, ktorý môže vzniknúť aj vplyvom atmosférických frontov.
![](https://i1.wp.com/s3.travelask.ru/system/images/files/001/190/652/wysiwyg/3_1.jpg)
Aké atmosférické fronty ovplyvňujú klímu Ruska
Povedal som Sašovi a Mišovi, aké atmosférické fronty sú pre našu krajinu typické. Zvyčajne máme arktický a polárny front, vznikajú v Karskom, Ochotskom a Barentsovom mori. Saša si spomenula, že v júli v strednom pásme, kde bývame, husto prší, čo prekáža pri zbere čerešní v záhrade. Navrhol som, že by sa to dalo vysvetliť vplyvom polárneho frontu.
![](https://i0.wp.com/s1.travelask.ru/system/images/files/001/190/653/wysiwyg/Nature___Seasons___Summer_Cherry_wet_from_a_summer_rain_078386_.jpg)
Vplyv atmosférických frontov na klímu našej planéty
Klíma na Zemi sa dramaticky mení. Atmosférické fronty teraz často prinášajú v lete sneh a v zime teplo. Dokážeme sa prispôsobiť iba globálnym zmenám počasia. Vedci naznačujú, že oceán môže čoskoro zaplaviť celé ostrovy.
![](https://i0.wp.com/s2.travelask.ru/system/images/files/001/190/654/wysiwyg/mayak_more_okean_shtorm_volny_udary_veter_nepogoda_55025_1400x1050.jpg)
Našťastie v mojej oblasti nie sú žiadne veľké hurikány. Ale zmenila sa aj klíma. Teraz sa snažím zakryť paradajky na lôžkach filmom. Na otvorenom priestranstve miznú v dôsledku náhlych mrazov alebo tepla.