แบบฟอร์มบรรยากาศด้านหน้า โซนด้านหน้าของโทรโพสเฟียร์
ปรากฎว่าอากาศอุ่นถูกดึงเข้าสู่พายุไซโคลนไม่ทั่วทั้งครึ่งทางตะวันออก (ขวา) แต่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างจำกัดซึ่งตั้งอยู่ทางตอนใต้และตะวันออกเฉียงใต้ของพายุไซโคลนระหว่างเส้นบรรจบกันสองเส้น ความขุ่นมัวและการตกตะกอนมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอในพายุไซโคลน ฝนที่ปกคลุมส่วนใหญ่จะตกที่ด้านหน้าเส้นแรก (ตะวันออก) ของการบรรจบกันของการไหลของอากาศ เช่นเดียวกับที่ใจกลางของพายุไซโคลน ฝนและพายุฝนฟ้าคะนองกระจุกตัวเป็นแถบแคบๆ ตามแนวเส้นบรรจบกันที่สอง (ตะวันตก) เส้นเหล่านี้ถูกเรียกว่าแนวหน้าบรรยากาศ เนื่องจากพายุไซโคลนมักเคลื่อนที่จากตะวันตกไปตะวันออกในละติจูดพอสมควร แนวรบด้านตะวันออกของพายุไซโคลนจะผ่านจุดสังเกตก่อน ตามด้วยอากาศอุ่น แนวหน้าบรรยากาศนี้เรียกว่าแนวรบอบอุ่น ในบริเวณใกล้เคียงกับแนวหน้าที่มีบรรยากาศอบอุ่น อากาศอุ่นจะเคลื่อนตัวไปในแนวหน้าอย่างแข็งขัน เคลื่อนที่เกือบจะตั้งฉากกับมัน และอากาศเย็นจะถูกขนส่งเกือบจะขนานกับเส้นนี้ กล่าวคือ ค่อย ๆ ถอยห่างจากเธอ เป็นผลให้มวลอากาศร้อนจับตัวขึ้นและแซงหน้ามวลอากาศเย็น จากนั้นทางทิศตะวันตก (เย็น) ของพายุไซโคลนจะเข้าใกล้จุดชมวิว เนื่องจากอุณหภูมิของอากาศผ่านไปอย่างรวดเร็ว เมื่อใกล้กับด้านหน้าที่มีบรรยากาศเย็น ไดนามิกจะแตกต่างออกไป: อากาศเย็นจะจับกับอากาศอุ่นและเคลื่อนตัวขึ้นไปอย่างรวดเร็ว
การเลื่อนขึ้นด้านบนครอบคลุมชั้นอากาศอุ่นหนาปกคลุมพื้นผิวด้านหน้าทั้งหมด และระบบเมฆชั้นสูงที่กว้างขวางซึ่งมีฝนตกมากเกินไปเกิดขึ้น แนวต้านลมร้อนมีความโค้งแบบแอนติไซโคลนและเคลื่อนเข้าหาอากาศเย็น ในแผนที่สภาพอากาศ แนวรบอุ่นจะถูกทำเครื่องหมายด้วยสีแดงหรือมีครึ่งวงกลมสีดำกำกับไปในทิศทางการเคลื่อนที่ของแนวรบ (รูปที่ 1) เมื่อแนวหน้าอันอบอุ่นเข้าใกล้ ความกดอากาศเริ่มลดลง เมฆหนาขึ้น และฝนตกหนักเริ่มลดลง ในฤดูหนาว เมฆชั้นต่ำมักปรากฏขึ้นเมื่อมีส่วนหน้าผ่านไป อุณหภูมิและความชื้นเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อส่วนหน้าผ่านไป อุณหภูมิและความชื้นมักจะสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและลมพัดแรง หลังจากที่ด้านหน้าผ่านไป ทิศทางของลมจะเปลี่ยน (ลมหมุนตามเข็มนาฬิกา) ความเร็วลดลง ความดันลดลงหยุดลงและเริ่มเพิ่มขึ้นเล็กน้อย เมฆกระจายตัว และฝนหยุดลง ขอบเขตของแนวโน้มแรงกดดันมีดังนี้: ด้านหน้าของแนวอบอุ่นจะมีพื้นที่ความดันตกคร่อมแบบปิด ด้านหลังด้านหน้ามีความกดดันเพิ่มขึ้นหรือเพิ่มขึ้นแบบสัมพัทธ์ (ลดลง แต่น้อยกว่าด้านหน้า ของด้านหน้า) การเคลื่อนผ่านของแนวหน้าที่อบอุ่นมักจะมาพร้อมกับชั้นฝนอันทรงพลังที่ปกคลุมทั่วทั้งท้องฟ้าด้วยฝนตกหนัก สัญญาณแรกของแนวรบอบอุ่นคือเมฆเซอร์รัส พวกมันค่อยๆ กลายเป็นม่านสีขาวต่อเนื่องของเมฆเซอร์โรสเตรตัส อากาศอุ่นกำลังเคลื่อนตัวอยู่ในชั้นบรรยากาศชั้นบนแล้ว ความดันลดลง ยิ่งแนวหน้าอยู่ใกล้เรา เมฆก็จะยิ่งหนาแน่นมากขึ้นเท่านั้น แสงอาทิตย์ส่องผ่านเป็นจุดสลัวๆ จากนั้นเมฆก็ลดต่ำลงและดวงอาทิตย์ก็หายไปจนหมด ลมแรงขึ้นและเปลี่ยนทิศทางตามเข็มนาฬิกา (เช่น ในตอนแรกลมพัดไปทางทิศตะวันออก จากนั้นจึงพัดไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้และทิศตะวันตกเฉียงใต้ประมาณ 300-400 กม. ก่อนถึงแนวหน้า เมฆจะหนาขึ้น เริ่มมีฝนตกหรือหิมะต่อเนื่องเล็กน้อย แต่แนวหน้าอันอบอุ่นก็ผ่านไปแล้ว ฝนหรือหิมะหยุดแล้ว เมฆกำลังสลายไป ภาวะโลกร้อนกำลังมา - มวลอากาศที่อุ่นขึ้นได้มาถึงแล้ว ส่วนหน้าอุ่นในส่วนแนวตั้งแสดงไว้ในรูปที่ 1 2.
หากอากาศร้อนถอยออกไปและอากาศเย็นกระจายออกไปหลังจากนั้น แสดงว่าลมหนาวกำลังใกล้เข้ามา การมาถึงของเขาทำให้เกิดความหนาวเย็นเสมอ แต่เมื่อเคลื่อนที่ ชั้นอากาศแต่ละชั้นจะมีความเร็วไม่เท่ากัน ผลจากการเสียดสีกับพื้นผิวโลก ชั้นต่ำสุดจึงล่าช้าเล็กน้อย ในขณะที่ชั้นที่สูงกว่าจะถูกดึงไปข้างหน้า ดังนั้นอากาศเย็นจึงตกกระทบกับอากาศอุ่นในรูปของปล่อง อากาศอุ่นถูกบังคับขึ้นอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดกองเมฆคิวมูลัสและคิวมูโลนิมบัสอันทรงพลัง หมู่เมฆบริเวณหน้าหนาวทำให้เกิดฝนฟ้าคะนอง ตามมาด้วยลมกระโชกแรง พวกมันสามารถเข้าถึงระดับความสูงที่สูงมาก แต่ในแนวนอนนั้นจะขยายได้เพียง 20...30 กม. และเนื่องจากหน้าหนาวมักจะเคลื่อนตัวเร็ว สภาพอากาศที่มีพายุจึงอยู่ได้ไม่นาน - จาก 15...20 นาที นานถึง 2...3 ชั่วโมง อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ของอากาศเย็นกับพื้นผิวที่อบอุ่นทำให้เกิดเมฆคิวมูลัสที่มีช่องว่างเกิดขึ้น แล้วมาซึ่งความชัดเจนที่สมบูรณ์
ในกรณีของแนวหน้าเย็น การเคลื่อนตัวของอากาศอุ่นขึ้นด้านบนจะถูกจำกัดอยู่ในโซนที่แคบกว่า และรุนแรงเป็นพิเศษที่ด้านหน้าของลิ่มเย็น ซึ่งอากาศอุ่นจะถูกแทนที่ด้วยอากาศเย็น เมฆที่นี่ส่วนใหญ่จะเป็นเมฆคิวมูโลนิมบัส โดยมีฝนตก และมีพายุฝนฟ้าคะนอง (รูปที่ 3, รูปที่ 4) แนวหน้าหนาวมีความโค้งแบบไซโคลน (นูนไปทางอากาศอุ่น) และเคลื่อนไปทางอากาศอุ่น ในแผนที่สภาพอากาศ แนวรบเย็นจะมีเครื่องหมายสีน้ำเงินหรือมีรูปสามเหลี่ยมสีดำกำกับในทิศทางที่แนวรบกำลังเคลื่อนที่ (รูปที่ 1) การไหลของอากาศเย็นมีส่วนประกอบมุ่งตรงไปยังแนวหน้า ดังนั้น เมื่อเคลื่อนไปข้างหน้า อากาศเย็นจะครอบครองพื้นที่ซึ่งก่อนหน้านี้มีอากาศอุ่น ซึ่งเพิ่มความไม่มั่นคง
เมื่อข้ามแนวหน้าอุ่น ลมจะเลี้ยวไปทางขวาเช่นเดียวกับในกรณีหน้าอุ่น แต่การเลี้ยวมีความสำคัญและคมกว่า - จากตะวันตกเฉียงใต้, ใต้ (ด้านหน้าด้านหน้า) ไปทางทิศตะวันตก , ตะวันตกเฉียงเหนือ (ด้านหลังด้านหน้า). ขณะเดียวกันความเร็วลมก็เพิ่มขึ้น ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ข้างหน้า มันอาจจะล้มแต่ก็ขึ้นได้เช่นกัน เมื่อผ่านแนวหน้าหนาว ความกดดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วก็เริ่มขึ้น ด้านหลังแนวปะทะอากาศเย็นจะมีบริเวณความดันไอแอลโลบาริกแบบปิด และสามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 3-5 hPa/3ชม. การเปลี่ยนแปลงของแรงกดดันในทิศทางที่เพิ่มขึ้น (จากการลดลงเป็นการเพิ่มขึ้นจากการเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆไปสู่ความแรงมากขึ้น) บ่งบอกถึงเส้นทางของเส้นแนวหน้าของพื้นผิว
พายุฝนฟ้าคะนองและพายุฝนฟ้าคะนองเป็นเรื่องปกติที่ด้านหน้า หลังจากที่ด้านหน้าผ่านไป อุณหภูมิของอากาศจะลดลง มักจะอย่างรวดเร็วและรุนแรง - 10 °C หรือมากกว่านั้นใน 1-2 ชั่วโมง สัดส่วนมวลของไอน้ำจะลดลงพร้อมกับอุณหภูมิของอากาศ โดยทั่วไปทัศนวิสัยจะดีขึ้นเมื่ออากาศขั้วโลกหรืออาร์คติกเคลื่อนที่ไปด้านหลังแนวปะทะอากาศเย็น นอกจากนี้ความไม่แน่นอนของมวลอากาศยังป้องกันการควบแน่นใกล้พื้นผิวโลกอีกด้วย
ลักษณะของสภาพอากาศบนแนวหน้าหนาวจะแปรผันอย่างเห็นได้ชัดขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของแนวหน้า คุณสมบัติของอากาศอุ่นที่อยู่ด้านหน้า และลักษณะของการเคลื่อนที่ขึ้นของอากาศอุ่นเหนือลิ่มเย็น ส่วนหน้าหนาวของประเภทที่ 1 ถูกครอบงำด้วยอากาศอุ่นที่เพิ่มขึ้นอย่างเป็นระเบียบเหนือลิ่มอากาศเย็น หน้าเย็นแบบที่ 1 เป็นพื้นผิวเลื่อนขึ้นแบบพาสซีฟ การเคลื่อนตัวอย่างช้าๆ หรือชะลอความเร็วของส่วนหน้านั้นเป็นของประเภทนี้ โดยส่วนใหญ่อยู่บริเวณรอบนอกของบริเวณพายุไซโคลนในร่องบาริกลึก ในกรณีนี้ เมฆจะอยู่ด้านหลังแนวหน้าเป็นหลัก ยังคงมีความแตกต่างจากความขุ่นมัวของแนวรบอันอบอุ่น เนื่องจากการเสียดสีทำให้พื้นผิวส่วนหน้าเย็นในชั้นล่างมีความชัน ดังนั้น ก่อนแนวหน้า แทนที่จะเลื่อนขึ้นอย่างสงบและอ่อนโยน กลับสังเกตเห็นอากาศอุ่นที่เพิ่มขึ้น (การพาความร้อน) ที่สูงขึ้น (รูปที่ 3) ด้วยเหตุนี้ เมฆคิวมูลัสและคิวมูโลนิมบัสที่ทรงพลังบางครั้งจึงปรากฏขึ้นที่ส่วนหน้าของระบบเมฆ โดยทอดยาวไปหลายร้อยกิโลเมตรทางด้านหน้า โดยมีฝนตกในฤดูร้อน หิมะตกในฤดูหนาว พายุฝนฟ้าคะนอง ลูกเห็บและพายุหิมะ เหนือส่วนที่อยู่ด้านบนของพื้นผิวด้านหน้าที่มีความลาดเอียงปกติอันเป็นผลมาจากการเลื่อนของอากาศอุ่นขึ้น ระบบเมฆแสดงถึงการปกคลุมของเมฆสเตรตัสที่สม่ำเสมอ ปริมาณฝนที่อยู่ข้างหน้าด้านหน้าหลังจากทางเดินด้านหน้าถูกแทนที่ด้วยการตกตะกอนแบบผ้าห่มที่สม่ำเสมอมากขึ้น ในที่สุด เมฆเซอร์โรสเตรตัสและเมฆเซอร์รัสก็ปรากฏขึ้น กำลังแนวตั้งของระบบและความกว้างของระบบคลาวด์และพื้นที่ตกตะกอนจะน้อยกว่าในกรณีแนวอบอุ่นเกือบ 2 เท่า ขอบเขตบนของระบบอยู่ที่ประมาณระดับความสูง 4-4.5 กม. เมฆที่พังทลายของชั้นเมฆอาจก่อตัวขึ้นใต้ระบบเมฆหลัก และบางครั้งอาจเกิดหมอกที่หน้าผาก ระยะเวลาในการเคลื่อนผ่านแนวหน้าหนาวประเภทที่ 1 ผ่านจุดสังเกตคือ 10 ชั่วโมงขึ้นไป
ด้านหน้าของประเภทที่ 2 ในชั้นล่างของบรรยากาศเป็นพื้นผิวเลื่อนขึ้นลงแบบพาสซีฟ และด้านบนเป็นพื้นผิวเลื่อนลงที่ทำงานอยู่ แนวรบเย็นที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดในพายุไซโคลนเป็นแนวประเภทนี้ ที่นี่ อากาศอุ่นของชั้นล่างจะถูกแทนที่ด้วยเพลาเย็นที่เคลื่อนไปข้างหน้า พื้นผิวส่วนหน้าเย็นในชั้นล่างมีความชันมาก แม้จะก่อตัวเป็นป่องเป็นรูปเพลา (รูปที่ 4) การเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของลิ่มอากาศเย็นทำให้เกิดการหมุนเวียนของอากาศอุ่นที่ถูกแทนที่ในพื้นที่แคบที่ด้านหน้าของพื้นผิวด้านหน้า ที่นี่กระแสการพาความร้อนอันทรงพลังถูกสร้างขึ้นด้วยการก่อตัวของเมฆคิวมูโลนิมบัส ซึ่งมีความเข้มข้นมากขึ้นอันเป็นผลมาจากการพาความร้อน ลางสังหรณ์ทางด้านหน้าคือเมฆอัลโตคิวมูลัส เลนติฟอร์ม ซึ่งแผ่กระจายไปด้านหน้าในระยะทางสูงสุด 200 กม. ระบบคลาวด์ที่เกิดขึ้นใหม่มีความกว้างเพียงเล็กน้อย (50-100 กม.) และไม่ได้เป็นตัวแทนของเมฆที่มีการพาความร้อนเดี่ยวๆ แต่เป็นลูกโซ่ที่ต่อเนื่องกัน หรือธนาคารคลาวด์ ซึ่งบางครั้งอาจไม่ต่อเนื่องกัน ในช่วงครึ่งปีที่อบอุ่น ขอบด้านบนของเมฆคิวมูโลนิมบัสขยายไปจนถึงความสูงของโทรโพพอส บริเวณหน้าหนาวแบบที่ 2 มีฝนฟ้าคะนองรุนแรง ฝนฟ้าคะนอง อาจมีลูกเห็บตก และลมแรงเป็นบางครั้ง มีความปั่นป่วนรุนแรงและมีน้ำแข็งปกคลุมในกลุ่มเมฆ ความกว้างของเขตปรากฏการณ์สภาพอากาศอันตรายคือหลายสิบกิโลเมตร ในช่วงครึ่งปีที่หนาวเย็น ยอดเมฆคิวมูโลนิมบัสสูงถึง 4 กม. ความกว้างของเขตหิมะตกคือ 50 กม. ความขุ่นมัวนี้สัมพันธ์กับหิมะตกหนัก พายุหิมะที่ทัศนวิสัยน้อยกว่า 1,000 ม. ความเร็วลมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และความขรุขระ
เมื่อแนวรบเย็นประเภทที่ 2 ผ่านจุดสังเกต เมฆเซอร์รัสจะปรากฏขึ้นเป็นครั้งแรก (3-4 ชั่วโมงก่อนที่แนวหน้าเคลื่อนผ่านใกล้โลก) ซึ่งถูกแทนที่ด้วยอัลโตสตราตัสอย่างรวดเร็ว ซึ่งบางครั้งก็เป็นแม่และเด็ก ซึ่งถูกแทนที่ด้วยมวลอย่างรวดเร็วด้วย ฝนฟ้าคะนอง พายุฝนฟ้าคะนอง ลูกเห็บ และพายุหิมะ ระยะเวลาการเคลื่อนที่ของระบบเมฆที่มีฝนและพายุฝนฟ้าคะนองมักจะไม่เกิน 1-2 ชั่วโมง หลังจากหน้าหนาวผ่านไป ฝนก็หยุดตก ลักษณะเฉพาะของแนวรบเย็นทั้งแบบที่หนึ่งและสองคือพายุหน้า เนื่องจากในส่วนหน้าของลิ่มเย็น เนื่องจากการเสียดสี จึงสร้างความลาดชันของพื้นผิวด้านหน้าขึ้น ส่วนหนึ่งของอากาศเย็นจะปรากฏเหนืออากาศอุ่น ต่อไปมวลอากาศเย็นจะ “ยุบตัว” ลงไปที่ส่วนหน้าของเพลาเย็นที่กำลังเคลื่อนตัวเข้ามา การพังทลายของอากาศเย็นทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของอากาศอุ่นขึ้นไปด้านบน และมีลักษณะเป็นกระแสน้ำวนที่มีแกนนอนทอดยาวไปด้านหน้า พายุบนบกจะรุนแรงเป็นพิเศษในฤดูร้อน เมื่อมีความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมากระหว่างอากาศอุ่นและเย็นทั้งสองด้านของส่วนหน้า และเมื่ออากาศอุ่นไม่เสถียร ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การเคลื่อนตัวของแนวหน้าหนาวจะมาพร้อมกับความเร็วลมที่ทำลายล้าง ความเร็วลมมักจะเกิน 20-30 เมตรต่อวินาที ระยะเวลาของปรากฏการณ์มักจะเป็นเวลาหลายนาที และบางครั้งก็สังเกตเห็นลมกระโชกแรง
บังหน้า
เนื่องจากการเคลื่อนตัวลงของอากาศเย็นที่ด้านหลังของพายุไซโคลน แนวหน้าเย็นจะเคลื่อนที่เร็วกว่าแนวลมอุ่นและตามทันเมื่อเวลาผ่านไป ในขั้นตอนการเติมไซโคลน ส่วนหน้าที่ซับซ้อนจะเกิดขึ้น - ส่วนหน้าอุดซึ่งเกิดขึ้นเมื่อส่วนหน้าบรรยากาศเย็นและอบอุ่นปิด
ในระบบการบดบังด้านหน้า มวลอากาศสามมวลมีปฏิสัมพันธ์กัน โดยมวลอากาศอุ่นจะไม่สัมผัสกับพื้นผิวโลกอีกต่อไป กระบวนการไล่อากาศอุ่นเข้าสู่ชั้นบนเรียกว่าการบดเคี้ยว ในกรณีนี้ ลิ่มอากาศเย็นด้านหลังของพายุไซโคลนจะปิดด้วยลิ่มอากาศเย็นด้านหน้า อากาศอุ่นในรูปแบบของกรวยจะค่อยๆลอยขึ้นด้านบนและอากาศเย็นที่มาจากด้านข้างจะเข้ามาแทนที่ (รูปที่ 5) อินเทอร์เฟซที่เกิดขึ้นเมื่อส่วนหน้าเย็นและอุ่นมาบรรจบกัน เรียกว่าพื้นผิวด้านหน้าแบบบดเคี้ยว
ในกรณีของหน้าหนาวที่ถูกบดบัง ฝนอาจเกิดขึ้นได้ทั้งสองข้างของส่วนหน้าส่วนล่าง และการเปลี่ยนจากฝนแบบผ้าห่มเป็นฝน (หากเกิดขึ้น) จะไม่เกิดขึ้นข้างหน้าส่วนหน้าด้านล่าง แต่จะเกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงกับฝนนั้น ในกรณีของการบดบังด้านหน้าที่อบอุ่น กระแสน้ำวนของอากาศร้อนจะถูกแทนที่ด้วยอากาศอุ่นที่ไหลเข้าสู่ลิ่มของอากาศที่เย็นกว่า ลิ่มอากาศเย็นน้อยกว่าจะแซงหน้าลิ่มอากาศเย็นกว่า และส่วนหน้าเย็นซึ่งแยกออกจากพื้นผิวโลกจะลอยขึ้นตามพื้นผิวของส่วนหน้าอุ่น
การเลื่อนอากาศด้านหลังไปทางด้านหน้าอย่างอ่อนๆ ไปตามพื้นผิวการบดบังอาจทำให้เกิดการก่อตัวของเมฆ St-Sc ตามแนวนั้น ไม่ถึงระดับแกนน้ำแข็ง สิ่งเหล่านี้จะทำให้เกิดฝนตกปรอยๆ ก่อนเข้าสู่ช่วงอากาศอบอุ่นตอนล่าง
ในตอนเย็นของฤดูหนาว ขณะที่ฉันกำลังอบแพนเค้ก Sasha ลูกชายตัวน้อยของฉันและ Misha เพื่อนของเขาวิ่งมาจากถนน เด็กๆ รู้สึกยินดีกับอากาศที่อบอุ่นและเล่นสโนว์บอล ในทีวีผู้ประกาศข่าวบอกว่าบรรยากาศอบอุ่นมาถึงแล้ว น้องๆ ถามผมว่า เบื้องหน้าบรรยากาศนี้คืออะไร? ฉันต้องอธิบายทุกอย่างให้พวกเขาชัดเจน
ด้านหน้าบรรยากาศคืออะไร
ฉันบอกพวกเขาทุกสิ่งที่ฉันรู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ ชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นเมื่อมวลอากาศเย็นและอุ่นชนกัน พวกมันมาหาเราจากสถานที่ต่างๆ บนโลก ดังนั้นมวลอากาศจึงมีดังนี้:
- อาร์กติก
- ขั้วโลก
- เขตร้อน.
- เส้นศูนย์สูตร
แนวหน้าที่อบอุ่นทำให้เกิดความกดอากาศต่ำและมีฝนตกหนัก และอากาศก็อุ่นขึ้นเหมือนบ้านเราตอนนี้
อากาศหนาวในฤดูร้อนจะมาพร้อมกับฝนตกหนัก ลูกเห็บ และลม ในฤดูหนาวจะมีพายุหิมะและลมแรงจัด
พวกนั้นประทับใจกับภาพถ่ายของพายุไซโคลนซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้อิทธิพลของแนวรบชั้นบรรยากาศ
แนวชั้นบรรยากาศใดที่ส่งผลต่อภูมิอากาศของรัสเซีย
ฉันบอก Sasha และ Misha ว่าบรรยากาศเป็นแบบฉบับของประเทศของเราอย่างไร โดยปกติแล้ว เรามีแนวรบอาร์กติกและขั้วโลก โดยเกิดขึ้นในทะเลคารา โอค็อตสค์ และเรนท์ส ซาช่าจำได้ว่าในเดือนกรกฎาคมโซนกลางที่เราอาศัยอยู่ฝนตกหนักซึ่งรบกวนการเก็บเชอร์รี่ในสวน ฉันแนะนำว่าสิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยอิทธิพลของแนวขั้วโลก
มิชากล่าวว่าในฟาร์อีสท์ที่พวกเขาอาศัยอยู่ก่อนหน้านี้สภาพอากาศจะอบอุ่นขึ้น ฉันอธิบายให้เด็กชายฟังว่ามีแนวรบเขตร้อนเปิดดำเนินการอยู่ที่นั่น
อิทธิพลของชั้นบรรยากาศที่มีต่อสภาพอากาศของโลกของเรา
สภาพภูมิอากาศบนโลกมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก ปัจจุบันส่วนหน้าของบรรยากาศมักมีหิมะในฤดูร้อนและความอบอุ่นในฤดูหนาว เราสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศโลกเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าในไม่ช้ามหาสมุทรอาจท่วมเกาะทั้งเกาะ
โชคดีที่ไม่มีพายุเฮอริเคนใหญ่ในพื้นที่ของฉัน แต่สภาพอากาศก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ตอนนี้ฉันพยายามคลุมมะเขือเทศบนเตียงด้วยฟิล์ม ในพื้นที่เปิดโล่งพวกมันจะหายไปเนื่องจากน้ำค้างแข็งหรือความร้อนกะทันหัน
มวลอากาศเคลื่อนที่รอบโลกเป็นหน่วยเดียว แนวรบบรรยากาศหรือแนวรบเป็นโซนเปลี่ยนผ่านระหว่างมวลอากาศที่แตกต่างกัน 2 มวล เรียกว่าโซนการเปลี่ยนผ่านระหว่างมวลอากาศข้างเคียงที่มีคุณสมบัติต่างกัน แนวหน้าบรรยากาศ- ลักษณะเฉพาะหลักของส่วนหน้าของบรรยากาศ เป็นค่าการไล่ระดับสีแนวนอนที่มีขนาดใหญ่: ความดัน อุณหภูมิ ความชื้นฯลฯ สังเกตพบความขุ่นมัวอย่างมีนัยสำคัญที่นี่ ปริมาณฝนลดลงมากที่สุด และการเปลี่ยนแปลงความกดอากาศ ความแรง และทิศทางลมที่รุนแรงที่สุดเกิดขึ้น
ด้านหน้าของชั้นบรรยากาศเกิดขึ้นเมื่อมวลของอากาศเย็นและอุ่นเข้ามาบรรจบกันในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศหรือทั่วทั้งชั้นโทรโพสเฟียร์ ซึ่งปกคลุมชั้นบรรยากาศที่หนาหลายกิโลเมตร โดยมีการก่อตัวของส่วนต่อประสานที่ลาดเอียงระหว่างทั้งสอง
คุณลักษณะหลักของด้านหน้าบรรยากาศคือค่าการไล่ระดับสีแนวนอนที่มีขนาดใหญ่: ความดัน อุณหภูมิ ความชื้น ฯลฯ โซนของด้านหน้าบรรยากาศนั้นแคบมากเมื่อเทียบกับมวลอากาศที่แยกออกจากกัน เมื่อมีการเคลื่อนไหว พื้นผิวการเปลี่ยนผ่านจะเอียง โดยอากาศที่มีความหนาแน่นมากขึ้น (เย็น) จะก่อตัวเป็นลิ่มภายใต้อากาศที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า (อุ่น) และอากาศอุ่นจะเลื่อนขึ้นด้านบนตามลิ่มนี้
ความหนาแนวตั้งของพื้นผิวด้านหน้ามีขนาดเล็กมาก - หลายร้อยเมตรซึ่งน้อยกว่าความกว้างของมวลอากาศที่แยกออกจากกันมาก ภายในชั้นโทรโพสเฟียร์ มวลอากาศหนึ่งซ้อนทับกัน ความกว้างของโซนด้านหน้าบนแผนที่สภาพอากาศคือหลายสิบกิโลเมตร แต่เมื่อวิเคราะห์แผนที่สรุป ด้านหน้าจะถูกวาดเป็นเส้นเดียว เฉพาะในส่วนแนวตั้งขนาดใหญ่ของชั้นบรรยากาศเท่านั้นที่สามารถระบุขอบเขตบนและล่างของชั้นการเปลี่ยนแปลงได้
ด้วยเหตุนี้ แนวรบจึงแสดงบนแผนที่สรุปเป็นเส้น (แนวหน้า) เมื่อถึงจุดตัดกับพื้นผิวโลก โซนด้านหน้ามีความกว้างประมาณ 10 กิโลเมตร ในขณะที่มิติมวลอากาศในแนวนอนนั้นอยู่ที่ประมาณหลายพันกิโลเมตร
ในแนวนอนความยาวของส่วนหน้าเช่นเดียวกับมวลอากาศคือหลายพันกิโลเมตรในแนวตั้ง - ประมาณ 5 กม. ความกว้างของเขตส่วนหน้าถึงพื้นผิวโลกคือประมาณหลายร้อยกิโลเมตรที่ระดับความสูง - หลายร้อยกิโลเมตร โซนด้านหน้ามีลักษณะการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญของอุณหภูมิและความชื้นของอากาศ ทิศทางลมตามแนวพื้นผิวแนวนอน ทั้งที่ระดับโลกขึ้นไป
แนวรบระหว่างมวลอากาศของประเภททางภูมิศาสตร์หลักที่ระบุไว้ข้างต้นเรียกว่าแนวรบชั้นบรรยากาศหลัก แนวรบหลัก ได้แก่ อาร์กติก (ระหว่างอากาศอาร์กติกกับอากาศขั้วโลก) ขั้วโลก (ระหว่างอากาศขั้วโลกกับอากาศเขตร้อน) และเขตร้อน (ระหว่างอากาศเส้นศูนย์สูตรเขตร้อน)
ตามคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ส่วนหน้าของชั้นบรรยากาศระหว่างมวลอากาศในประเภททางภูมิศาสตร์เดียวกันนั้นแบ่งออกเป็นแบบอบอุ่น เย็น และอยู่ประจำ (นิ่ง) ซึ่งอาจเป็นแบบปฐมภูมิ รอง และส่วนบน เช่นเดียวกับแบบเรียบง่ายและซับซ้อน (แยกออก) ตำแหน่งพิเศษถูกครอบครองโดยด้านหน้าอุด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อปิดด้านหน้าที่อบอุ่นและเย็น เสื้อผ้าปิดบังอาจเป็นได้ทั้งเสื้อผ้าเย็นหรือเสื้อผ้าอุ่น ในแผนที่สภาพอากาศ ด้านหน้าจะถูกวาดเป็นเส้นสีหรือเป็นสัญลักษณ์
ส่วนหน้าที่ซับซ้อนและซับซ้อน - ส่วนหน้าของการบดบังเกิดจากการปิดของส่วนหน้าเย็นและอุ่นระหว่างการบดบังของพายุไซโคลน ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างด้านหน้าของการปิดล้อมที่อบอุ่น เมื่ออากาศด้านหลังด้านหน้าเย็นอุ่นกว่าอากาศด้านหน้าของการปิดล้อมที่อบอุ่น กับด้านหน้าของการปิดล้อมเย็น เมื่ออากาศด้านหลังด้านหน้าเย็นเย็นกว่าอากาศใน เบื้องหน้าอันแสนอบอุ่น
แนวรบที่กำหนดไว้อย่างดีมีความสูงหลายกิโลเมตร ส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่ 3-5 กม. แนวรบหลักเกี่ยวข้องกับการเกิดฝนตกหนักเป็นเวลานาน ในระบบแนวรบทุติยภูมิ กระบวนการก่อตัวเมฆไม่เด่นชัดนัก การตกตะกอนเกิดขึ้นเพียงระยะเวลาสั้นๆ และไม่ได้มาถึงโลกเสมอไป นอกจากนี้ยังมีการตกตะกอนในมวลที่ไม่เกี่ยวข้องกับแนวรบ
ในชั้นพื้นผิว เนื่องจากการบรรจบกันของอากาศที่ไหลไปยังแกนของรางแรงดัน ความแตกต่างของอุณหภูมิอากาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดจึงถูกสร้างขึ้นที่นี่ ดังนั้นส่วนหน้าใกล้โลกจึงตั้งอยู่ตามแนวแกนของร่องลึกแรงดันอย่างแม่นยำ ด้านหน้าไม่สามารถวางตามแนวแกนของสันเขาแรงดันได้ ซึ่งอากาศจะแยกออกจากกัน แต่สามารถตัดแกนสันเขาในมุมที่ใหญ่เท่านั้น
ด้วยความสูง ความแตกต่างของอุณหภูมิบนแกนของรางแรงดันจะลดลง - แกนของรางเลื่อนไปทางอุณหภูมิอากาศที่ต่ำกว่า และมีแนวโน้มที่จะสอดคล้องกับแกนของรางระบายความร้อน ซึ่งความแตกต่างของอุณหภูมิมีน้อยที่สุด ดังนั้น ด้วยความสูง ด้านหน้าจะค่อย ๆ เคลื่อนออกจากแกนของรางแรงดันไปยังบริเวณรอบนอก ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของมวลอากาศอุ่นและเย็นที่อยู่ทั้งสองด้านของเขตเปลี่ยนผ่าน ด้านหน้าจะแบ่งออกเป็นอุ่นและเย็น แนวรบที่เปลี่ยนตำแหน่งเพียงเล็กน้อยเรียกว่าอยู่ประจำ ตำแหน่งพิเศษถูกครอบครองโดยด้านหน้าอุด ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อปิดด้านหน้าที่อบอุ่นและเย็น เสื้อผ้าปิดบังอาจเป็นได้ทั้งเสื้อผ้าเย็นหรือเสื้อผ้าอุ่น ในแผนที่สภาพอากาศ ด้านหน้าจะถูกวาดเป็นเส้นสีหรือเป็นสัญลักษณ์
บรรยากาศด้านหน้า(บรรยากาศกรีก - ไอน้ำ และ Lat. ด้านหน้าคือ - หน้าผาก, ด้านข้าง)
เมื่อองค์ประกอบที่ต่างกันมารวมกันโซนเปลี่ยนผ่านหรือส่วนหน้าจะเกิดขึ้นซึ่งเคลื่อนที่และเบลออย่างต่อเนื่อง ความเร็วและความแรงของกระบวนการเหล่านี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างมวลการประชุม ในบริเวณส่วนหน้าจะทวีความรุนแรงขึ้น โดยมีความเร็วถึง 200 กม./ชม. ที่ระดับความสูง 9-12 กม. เกิดกระแสน้ำวนขนาดใหญ่ในชั้นบรรยากาศ และเผยให้เห็นรอยต่อระหว่างมวลอากาศเย็นและมวลอากาศอุ่น พื้นผิวพาร์ติชันเหล่านี้เรียกว่า แนวหน้าบรรยากาศ- ความกว้างไม่มีนัยสำคัญ - หลายสิบกิโลเมตร, ความหนาแนวตั้ง - หลายร้อยเมตร ความเอียงของชั้นบรรยากาศด้านหน้าโลกมีน้อยมาก น้อยกว่า 1°
หากด้านหน้าเคลื่อนไปทางอุณหภูมิที่อุ่นขึ้น แสดงว่าอากาศเย็นเคลื่อนเข้ามา แนวหน้าดังกล่าวเรียกว่าแนวหน้าเย็น เมื่อมันเกิดขึ้น มวลอากาศเย็นหนักจะแทนที่มวลอากาศอุ่นที่เบากว่าขึ้นไป ซึ่งเมื่อลอยขึ้นด้านบนจนเย็นลง ความชื้นที่มีอยู่ในนั้นจะถูกปล่อยออกมาและก่อตัวขึ้น การเข้าใกล้แนวหน้าหนาวทันทีสามารถเห็นได้จากการสะสมของเมฆคิวมูโลนิมบัสอันทรงพลังบน พวกมันเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วราวกับกำแพง และในไม่ช้าก็ยึดครองท้องฟ้าทั้งหมด ขอบล่างของมันต่ำมากจนดูเหมือนลากไปตามพื้น ยอดหยิกสีขาวพราวขึ้นไปสูงกว่า 10 กม. ในธรรมชาติมันจะเงียบและอบอ้าว ธรรมชาติก็กลายเป็นน้ำแข็ง ไม่นานลมก็เริ่มพัดแรงและเปลี่ยนทิศทางกะทันหัน กำแพงฝนตกหนักกะทันหัน มักมาพร้อมกับลูกเห็บ ท้องฟ้าที่มืดมิดเต็มไปด้วยฟ้าแลบและเสียงฟ้าร้องดังกึกก้อง สภาพอากาศเลวร้ายมักจะอยู่ได้ไม่นาน มักไม่เกินสอง หลังจากนั้นอากาศจะเย็นลงเนื่องจากพื้นที่ถูกครอบครองโดยมวลอากาศเย็น หลังจากนั้นอาจมีฝนตกหนักและจะค่อยๆ กลายเป็นฝนปรอยๆ สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปจะขึ้นอยู่กับความเร็วของแนวหน้าหนาวที่รุกคืบ
เมื่อแนวหน้าที่อบอุ่นเข้ามา อากาศอุ่นจะเคลื่อนไปสู่อุณหภูมิที่ต่ำลง และไหลเข้าสู่มวลอากาศเย็นแล้วเลื่อนไปตามมวลอากาศนั้น และลอยขึ้นด้านบนและก่อตัวเป็นเมฆ เมฆเซอร์รัสก่อตัวอยู่สูงในชั้นบรรยากาศ พวกเขาคือผู้นำแนวหน้าอันอบอุ่น ในไม่ช้า เมฆเหล่านี้ก็เริ่มละลาย และม่านเมฆเซอร์โรสเตรตัสบางๆ ที่แทบจะมองไม่เห็นก็ก่อตัวขึ้นเหนือพื้นผิวโลกในชั้นบรรยากาศ ชั้นเมฆหนาขึ้นอย่างรวดเร็วและลดลงต่ำลง ลมพัดแรงและมีฝนตกปรอยๆ (หรือเกล็ดหิมะหมุนวน) โดยจะค่อยๆ เข้มข้นขึ้น และไหลออกมาเป็นเวลาหลายชั่วโมง ฝนประเภทนี้เรียกว่าฝนตกหนัก การรุกคืบของแนวรบอบอุ่นจะมาพร้อมกับการเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ไม่นานนัก เนื่องจากอีกไม่นานแนวหนาวจะเคลื่อนเข้ามาอีกครั้ง ซึ่งโดยปกติจะเคลื่อนที่เร็วกว่า
แนวหน้าไม่เคยตรง แต่คดเคี้ยว เส้นที่โค้งไปทางเหนือมักเกิดจากลิ้นของอากาศอุ่น โค้งไปทางทิศใต้ - โดยลิ้นของอากาศเย็น เมื่อส่วนโค้งของแนวหน้าชิดกัน กระแสน้ำวนอันทรงพลังก็เกิดขึ้น -
ดังที่เราได้เห็นความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของพื้นผิวโลกและอากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์เป็นสาเหตุของการเกิดขึ้นของการไล่ระดับอุณหภูมิและความดันในแนวนอนและการก่อตัวของกระแสอากาศ เนื่องจากการขนส่ง มวลอากาศที่มีคุณสมบัติต่างกันสามารถเคลื่อนตัวเข้ามาใกล้กันหรือเคลื่อนตัวออกไปได้ เมื่อมวลอากาศที่มีคุณสมบัติทางกายภาพต่างกันเข้าใกล้กัน การไล่ระดับของอุณหภูมิ ความชื้น ความดัน และองค์ประกอบทางอุตุนิยมวิทยาอื่นๆ ในแนวนอนจะเพิ่มขึ้น และความเร็วลมก็เพิ่มขึ้น ในทางตรงกันข้าม เมื่อพวกเขาเคลื่อนตัวออกจากกัน การไล่ระดับสีจะลดลง โซนเหล่านั้นซึ่งมีมวลอากาศที่แตกต่างกัน เช่น โซนอากาศเย็นและชื้นที่ค่อนข้างแห้งมารวมกันเรียกว่าโซนเปลี่ยนผ่านหรือโซนหน้าผาก ในเขตส่วนหน้าดูเหมือนจะเกิดการแย่งชิงกันระหว่างมวลอากาศเย็นและมวลอากาศอุ่น จากการต่อสู้ครั้งนี้ มวลอากาศเย็นจะทะลุเข้าไปในบริเวณที่มีมวลอุ่นอยู่ และมวลอากาศอุ่นจะทะลุเข้าไปในบริเวณที่มีมวลเย็นอยู่ จากกระบวนการเหล่านี้ มวลอากาศทั้งสองจะค่อยๆ ได้รับคุณสมบัติที่มีอยู่ในอากาศของพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ที่กำหนด
โซนส่วนหน้าของโทรโพสเฟียร์สามารถตรวจพบได้ทุกวันในด้านอุณหภูมิและความดัน โดยส่วนใหญ่อยู่ในละติจูดนอกเขตร้อน ซึ่งการหลั่งไหลเข้ามาของพลังงานแสงอาทิตย์จะแตกต่างกันในภาคเหนือและภาคใต้ของเขตอบอุ่น ขนาดของอุณหภูมิแนวนอนและการไล่ระดับความดันที่นี่มากกว่าที่อื่นๆ ในโลก แนวหน้าเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง รุนแรงขึ้น และถูกทำลายไป อย่างไรก็ตาม ความเข้มต่างกันไป ซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างมวลอากาศที่กำลังเข้าใกล้
ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ เมื่อข้ามโซนส่วนหน้าในทิศทางจากอากาศอุ่นไปอากาศเย็น ตามการไล่ระดับแนวนอนขนาดใหญ่ อุณหภูมิ ความดัน และความชื้นจะลดลงอย่างรวดเร็ว และสังเกตกระแสลมที่มีความเร็วสูง ในละติจูดกลางที่ระดับความสูง 10-12 กม. ในเขตเหล่านี้ ลมมักจะพัดไปถึงกำลังพายุเฮอริเคน นั่นคือ 200 กม./ชม. หรือมากกว่า ดังที่เราจะเห็นด้านล่าง โซนด้านหน้ามีบทบาทสำคัญในการพัฒนากระบวนการบรรยากาศ
เนื่องจากมวลอากาศเย็นและอุ่นมีความหนาแน่นต่างกัน มวลอากาศทั้งสองจึงมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ไม่ใช่ในแนวตั้ง แต่อยู่ในแนวเฉียง อากาศเย็นซึ่งมีความหนาแน่นและหนักกว่าจะอยู่ใต้อากาศที่อบอุ่นและเบากว่า ในเขตชายแดนระหว่างมวลอากาศที่มีคุณสมบัติต่างกัน พายุไซโคลนและแอนติไซโคลนมักเกิดขึ้น ทำให้เกิดสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวยและยุติธรรม
ขนาดของเขตเปลี่ยนผ่านมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับมวลอากาศ ในโซนด้านหน้า จุดเชื่อมต่อระหว่างมวลอากาศเย็นและอุ่นจะปรากฏขึ้น ซึ่งเรียกว่าส่วนหน้าของชั้นบรรยากาศ พื้นผิวด้านหน้าเอียงไปทางอากาศเย็นเสมอซึ่งอยู่ใต้อากาศอุ่นในรูปแบบของลิ่มแคบ (รูปที่ 52) มุมเอียงของพื้นผิวส่วนหน้าถึงขอบฟ้ามีขนาดเล็กมาก: น้อยกว่า 1° และค่าแทนเจนต์ของมุมอยู่ในช่วง 0.01-0.02 ซึ่งหมายความว่าหากคุณเคลื่อนที่ห่างจากแนวหน้าบนพื้นผิวโลกไปทางอากาศเย็น 200 กม. พื้นผิวด้านหน้าจะอยู่ที่ระดับความสูง 1-2 กม. เมื่อถอดออกในแนวนอนเป็นระยะทาง 500 กม. พื้นผิวด้านหน้าจะอยู่ที่ระดับความสูง 2.5-5.0 กม. เนื่องจากมุมเอียงของส่วนหน้ามีขนาดเล็กมาก เพื่อให้แสดงส่วนหน้าในระนาบแนวตั้งได้ชัดเจนยิ่งขึ้น ระดับแนวนอนจึงมักจะมีขนาดเล็กกว่าแนวตั้งหลายเท่า ในแผนภาพด้านหน้าที่นำเสนอ สเกลแนวตั้งจะเพิ่มขึ้นเกือบ 50 เท่า
ความยาวของส่วนหน้าที่สูงที่สุดในละติจูดกลางคือ 8-12 กม. พวกเขามักจะไปถึงโทรโพพอส จากการวิจัยของ E. Palmen, G. D. Zubyan และคนอื่น ๆ พบว่าส่วนหน้ายังอยู่ในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์ด้วย
ที่แนวเขตโทรโพสสเฟียร์ มักมีเมฆหลายชั้นเกิดขึ้นซึ่งทำให้มีฝนตกลงมา แนวรบจะเด่นชัดที่สุดในพายุไซโคลน โดยที่อากาศจะเคลื่อนตัวขึ้นด้านบน ในแอนติไซโคลน เมฆด้านหน้ากระจายตัวเนื่องจากการเคลื่อนที่ลง
ส่วนหน้าของบรรยากาศแบ่งออกเป็นแบบเย็นและแบบอุ่น
หน้าหนาวคือส่วนหน้าที่เคลื่อนไปสู่อุณหภูมิที่สูงขึ้น หลังจากผ่านแนวหน้าหนาวไปแล้ว จะเกิดอาการหนาวเย็นขึ้น แนวอุ่นคือส่วนหน้าที่เคลื่อนไปทางอุณหภูมิต่ำ หลังจากที่แนวรบอบอุ่นผ่านไป ภาวะโลกร้อนก็เกิดขึ้น
ในด้านอุณหภูมิและลม ด้านหน้าจะเด่นชัดที่สุดที่พื้นผิวโลกในระบบการพัฒนาพายุไซโคลนและร่องแรงดัน สิ่งนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการบรรจบกันของกระแสอากาศในโซนด้านหน้าใกล้กับพื้นผิวโลกเนื่องจากการบรรจบกันในโซนด้านหน้านี้จึงมีมวลอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำและสูง ในรูป 53a แสดงสนามความดัน ลม และอุณหภูมิในรางพายุไซโคลนที่พื้นผิวโลก แนวรบกำลังทวีความรุนแรงขึ้น เนื่องจากทางเหนือมีมวลอากาศเย็นโดยมีอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ 1-2° และทางใต้มีมวลอากาศอุ่นโดยมีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์ถึง 10-12°
ในแอนติไซโคลน ด้านหน้าใกล้พื้นผิวโลกจะถูกชะล้างออกไป เนื่องจากระบบกระแสลมแตกต่างออกไป (รูปที่ 53 6) ที่นี่ในส่วนแรกของสันเขา ส่วนที่เย็นของส่วนหน้าใกล้กับพื้นผิวโลกจะถูกพัดพาออกไป เนื่องจากกระแสน้ำไม่ได้พุ่งตรงไปทางด้านหน้า แต่อยู่ห่างจากด้านหน้า ในระบบของพายุไซโคลนที่กำลังพัฒนา อากาศมีแนวโน้มที่จะลอยสูงขึ้น และเป็นผลจากการระบายความร้อนและการควบแน่นแบบไดนามิก เมฆจึงปรากฏขึ้นและเกิดฝนตก ในระบบของแอนติไซโคลนที่กำลังพัฒนานั้นตรงกันข้ามมีการเคลื่อนที่ของอากาศลดลงและเป็นผลมาจากการให้ความร้อนแบบไดนามิกอากาศจึงเคลื่อนออกจากสถานะอิ่มตัวเมฆกระจายตัวและการตกตะกอนหยุดลง
ความเร็วส่วนหน้าขึ้นอยู่กับขนาดขององค์ประกอบลมปกติซึ่งแตกต่างกันอย่างมาก ในยุโรป ในช่วงฤดูเปลี่ยนผ่านของปี ความเร็วเฉลี่ยในการเคลื่อนที่ของแนวรบจะอยู่ที่ประมาณ 30 กม./ชม. หรือประมาณ 700 กม. ต่อวัน แต่บ่อยครั้งอยู่ในระบบพายุไซโคลน แนวหน้าเดินทางได้ไกลกว่า 1,200-1,500 กม. ต่อวัน ในกรณีเหล่านี้ แนวรบซึ่งตั้งอยู่ในยุโรปตะวันตก ปรากฏว่าอยู่ในพื้นที่ตอนกลางของดินแดนยุโรปของสหภาพโซเวียตภายในหนึ่งวัน หากกระแสลมมีทิศทางขนานกับด้านหน้า ส่วนหน้าก็จะไม่ทำงาน เนื่องจากการไล่ระดับของอุณหภูมิและความดันในฤดูหนาวมีมากกว่าในฤดูร้อนมาก กิจกรรมของแนวรบในฤดูหนาวจึงมีความเข้มข้นมากกว่า
เราได้กล่าวไปแล้วว่าในเขตด้านหน้าบรรยากาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบของพายุไซโคลนที่กำลังพัฒนา การเพิ่มขึ้นของอากาศ การระบายความร้อนแบบอะเดียแบติก และการก่อตัวของเมฆและการตกตะกอนเกิดขึ้น การเพิ่มขึ้นของอากาศเกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในชั้นพื้นดินเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นที่ระดับความสูงด้วย แต่หากในชั้นผิวดินเกิดจากการบรรจบกันของลมผิวดิน สาเหตุของการเพิ่มขึ้นของอากาศที่ระดับความสูงก็คือการเคลื่อนไหวที่ไม่อยู่กับที่ และความเร็วการเคลื่อนที่ของอากาศข้ามหน้าและอากาศส่วนหน้าต่างกัน
ในกรณีหน้าหนาว ลมเย็นเคลื่อนที่เร็วทางด้านหลังหน้า ไหลใต้ลมอุ่น ไล่ขึ้นไปด้านบน ผลที่ตามมาคือ หากสภาวะไดนามิกทำให้อากาศสูงขึ้นโดยทั่วไป อากาศอุ่นจะเริ่มเลื่อนขึ้นด้านบนไปตามพื้นผิวเอียงของด้านหน้าและเย็นลงแบบอะเดียแบติก
ในกรณีของแนวรบอุ่น ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน ยังมีการเคลื่อนตัวของอากาศอุ่นขึ้นเหนือลิ่มของอากาศเย็นด้วย ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างอากาศเย็นและอากาศอุ่นมีมากขึ้น กล่าวคือ ด้านหน้าไม่เพียงแต่ที่พื้นผิวโลกเท่านั้น แต่ยังอยู่ที่ระดับความสูงด้วย ยิ่งมีความรุนแรงมากขึ้นภายใต้สภาวะเดียวกัน การเคลื่อนที่ขึ้นของอากาศอุ่น การควบแน่น และ การก่อตัวของเมฆและการตกตะกอนเกิดขึ้น
ในแนวรบที่กำหนดไว้อย่างดี จะแสดงเมฆทุกระดับ เมฆบริเวณแนวรบอบอุ่นอาจมีกำลังมาก โดยมักจะขยายในแนวตั้งฉากกับแนวหน้าเป็นระยะทาง 500-700 กม. และในแนวตั้งสูงถึง 6-8 กม. หรือมากกว่านั้น ยิ่งกว่านั้นความยาวของด้านหน้าสามารถเข้าถึง 1,000-2,000 กม. ส่วนบนของเมฆหน้าผากที่ทรงพลังแม้ในฤดูร้อน ตั้งอยู่ในโซนอุณหภูมิติดลบ ดังนั้นจึงมักประกอบด้วยผลึกน้ำแข็ง ในรูป ตัวเลข 54 ในส่วนแนวตั้งที่ตั้งฉากกับด้านหน้า แสดงลักษณะระบบคลาวด์ของแนวรบที่อบอุ่น เมฆเหล่านี้แบ่งชั้นและส่วนใหญ่ตั้งอยู่ในอากาศอุ่นเหนือพื้นผิวด้านหน้า เมฆชั้นบนสุด (เซอร์รัสและเซอร์โรสเตรตัส) ตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 6-8 กม. พวกเขาคือผู้นำแนวหน้าอันอบอุ่น การปรากฏตัวของเมฆเหล่านี้หลายชั่วโมงก่อนถึงเขตฝนที่ใกล้เข้ามาบ่งบอกถึงสภาพอากาศที่เลวร้ายลง เมฆเซอร์โรสตราตัสถูกแทนที่ด้วยเมฆอัลโตสเตรตัส ซึ่งดวงอาทิตย์ยังคงส่องผ่านอยู่ อย่างไรก็ตาม เมฆเหล่านี้มีพลังในแนวตั้งมากกว่า ตามมาด้วยเมฆนิมโบสเตรตัสที่หนาแน่นขึ้น ทำให้เกิดการตกตะกอนที่ปกคลุมพื้น ด้านล่างนี้คือเมฆสเตรตัสและเมฆแฟรคตัส-นิมบัส ความสูงของขอบเขตล่างซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณความชื้นอาจมีตั้งแต่ศูนย์ถึงหลายร้อยเมตร ในเวลาเดียวกัน ดังที่เห็นในรูป 54 เมฆระดับต่ำไม่เพียงก่อตัวในอากาศอุ่นเหนือหน้าผากเท่านั้น แต่ยังก่อตัวบางส่วนในอากาศเย็นในบริเวณใกล้กับพื้นผิวส่วนหน้าด้วย ลูกศรในรูปนี้แสดงทิศทางการไหลของอากาศในอากาศอุ่นและอากาศเย็น โดยมีการถ่ายเททั่วไปจากซ้ายไปขวาในระนาบของแผนภาพที่แสดงไว้ที่นี่
ระบบคลาวด์ของแนวต้านความเย็นอันทรงพลังแสดงไว้ในรูปที่ 1 55. ตามที่เห็นได้ง่าย โปรไฟล์ของส่วนหน้าแบบอบอุ่น (รูปที่ 54) และส่วนหน้าแบบเย็น (รูปที่ 55) นั้นแตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะในขณะเคลื่อนที่ อากาศอุ่นในชั้นล่างเนื่องจากการเสียดสีกับพื้นผิวโลกถูกยืดออกไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเคลื่อนที่ ส่วนหน้าหนาวจะมีความสูงชันมากขึ้นเนื่องจากการเสียดสีบริเวณชั้นล่างอีก 1-2 กม.
แสดงในรูปที่. ระบบเมฆ 54 และ 55 ของแนวร้อนและเย็น หมายถึงกรณีที่แนวดิ่งของแนวหน้ามีขนาดใหญ่ ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ด้านหน้ามีนัยสำคัญ และมีการเคลื่อนที่ของอากาศขึ้นอย่างรุนแรง มวลอากาศด้านหน้าทั้งสองด้านมีเสถียรภาพ ภายใต้สภาวะทั้งหมดนี้ หากอากาศเย็นถูกแบ่งชั้นไม่เสถียร แนวหน้าหนาวจะไม่ได้ตามมาด้วยเมฆสเตรโตคิวมูลัส แต่ตามมาด้วยเมฆคิวมูลัสและคิวมูโลนิมบัสที่ทรงพลัง หากในเวลาเดียวกันทั้งอากาศเย็นและอากาศอุ่นถูกแบ่งชั้นไม่เสถียร เมฆพายุอันทรงพลังก็ก่อตัวขึ้นด้านหน้า (รูปที่ 56) ทำให้เกิดฝนตกหนัก มาพร้อมกับพายุฝนฟ้าคะนองและแม้แต่ลูกเห็บ
ระบบเมฆของแนวรบอุ่นก็มีการเปลี่ยนแปลงเช่นกัน เมื่ออากาศอุ่นไม่คงที่ เมฆหมุนเวียนจะก่อตัวและมีฝนตก ถือว่ามีความชื้นในอากาศเพียงพอ
อย่างไรก็ตาม แนวดิ่งของแนวชั้นบรรยากาศไม่ได้สำคัญเสมอไป โดยมักจะไม่เกิน 1-3 กม. ด้วยเหตุนี้ ความขุ่นมัวของหน้าผากจึงได้รับการพัฒนาอย่างจำกัด ยกเว้นในกรณีที่เกิดความขุ่นมัวของการพาความร้อนขึ้นถึงความสูง 5-6 กม. หรือมากกว่านั้น เนื่องจากความไม่แน่นอน แม้จะมีขอบเขตแนวตั้งขนาดใหญ่ของส่วนหน้า เมฆส่วนหน้าก็ไม่ได้แสดงถึงตัวกลางที่ต่อเนื่องกัน ดังแสดงในรูป 54 และ 55 แต่ประกอบด้วยชั้นจำนวนหนึ่งซึ่งมีช่องว่างไร้เมฆระหว่างชั้นเหล่านั้น (รูปที่ 57 ก) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในหลายกรณี การเพิ่มขึ้นโดยทั่วไปของอากาศอุ่นจะหยุดชะงัก และชั้นที่มีการเคลื่อนที่ของอากาศขึ้นและลงสลับกันในโซนด้านหน้า ในกรณีนี้อย่างหลังทำให้เกิดการทำลายระบบเมฆด้านหน้าจนกระจายเมฆจนหมด เมื่ออากาศแห้งมาก การก่อตัวของเมฆด้านหน้าจะไม่เกิดขึ้นเลย หรือเมฆพลังงานต่ำที่ชั้นกลางและชั้นบนจะปรากฏขึ้นโดยไม่ก่อให้เกิดฝน (รูปที่ 57 6)
มีแนวรบประเภทอื่นที่เกิดขึ้นเมื่อแนวรบเย็นและแนวอุ่นมาบรรจบกัน การปิดส่วนหน้าเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนตัวด้วยความเร็วที่ต่างกัน ในระบบไซโคลน แนวปะทะความเย็นมักจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าแนวอบอุ่น ดังนั้นแนวหน้าเย็นไล่ทันหน้าแบบอุ่นปิดด้วยหน้าปิดหรือที่มักเรียกว่าหน้าปิด ในตอนแรก ระบบเมฆของทั้งสองด้าน เมื่อปิดตัวลงแล้ว ยังคงมีอยู่และให้ปริมาณฝนปกคลุมอย่างหนาแน่นเป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม ความเข้มของส่วนหน้าการบดเคี้ยวจะค่อยๆ ลดลงเนื่องจากกระบวนการทำให้เบลอที่มีอยู่แล้ว ในเวลาเดียวกัน ระบบเมฆอันทรงพลังเริ่มสลายไป และส่วนที่เหลือของเมฆตรวจพบด้านหน้าในสนามลมพื้นผิว ในรูป แผนผัง 58 แสดงการปิดแนวรบเย็นและแนวอุ่นเมื่อเคลื่อนจากซ้ายไปขวา อากาศเย็นมีความหนาแน่นมากขึ้น ลิ่มอยู่ใต้อากาศอุ่น
ส่วนหน้าทุกประเภทเมื่อพบกับสิ่งกีดขวางบนภูเขา จะทำให้มีความชื้นจำนวนมากที่ด้านรับลม อย่างไรก็ตาม เมื่อเอาชนะสิ่งกีดขวางบนภูเขาสูง ระบบเมฆด้านหน้าก็หยุดชะงัก และเมฆกระจายออกไปทางด้านใต้ลมของภูเขา และฝนมักจะหยุดลง หลังจากที่เอาชนะสิ่งกีดขวางได้แล้ว ระบบคลาวด์ส่วนหน้าก็จะกลับมาอีกครั้ง
การศึกษาแนวรบชั้นบรรยากาศถูกกำหนดโดยความจำเป็นในการขยายความรู้ในพื้นที่นี้ซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อกำหนดของการปฏิบัติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบิน เนื่องจากเมฆที่ทรงพลัง เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศอย่างกะทันหัน เกี่ยวข้องกับแนวรบ ดังนั้นการศึกษาของพวกเขาจึงเป็นหนึ่งในงานที่สำคัญที่สุดของนักอุตุนิยมวิทยา
แม้จะมีความสำคัญของงานศึกษาแนวหน้า แต่ความรู้เกี่ยวกับเงื่อนไขของการเกิดขึ้นก็ยังไม่เพียงพอ สิ่งนี้ใช้ได้กับการก่อตัวและวิวัฒนาการของเมฆส่วนหน้าเป็นหลัก แผนภาพด้านบนเป็นเพียงแนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับเมฆหน้าผากเท่านั้น ในความเป็นจริง เมฆในเขตชั้นบรรยากาศชั้นบรรยากาศประกอบด้วยชั้นกลางต่อเนื่องและหนาโดยไม่มีช่องว่างระหว่างชั้นบรรยากาศ
ความยากลำบากในการศึกษาฟิสิกส์ของการก่อตัวของเมฆที่แนวหน้านั้นเกี่ยวข้องกับการขาดวิธีการในการศึกษาคุณลักษณะทั้งหมดของการพัฒนาคลาวด์อย่างละเอียดและมีขนาดใหญ่ภายใต้เงื่อนไขสรุปบางประการ เนื่องจากต้องใช้เวลาอยู่ที่ระดับความสูงนาน ซึ่งเป็นการยากที่จะนำไปใช้ในทางเทคนิค .
เครื่องบินที่ทันสมัยจริงๆ บินด้วยความเร็วสูง ทำให้สามารถสังเกตและวัดต่างๆ ตลอดเส้นทางการบินได้ ลูกโป่งสะดวกที่สุดสำหรับการศึกษาเมฆ แต่พวกเขาไม่สามารถเข้าสู่กลุ่มเมฆที่เราสนใจได้เสมอไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง บอลลูนไม่สามารถเข้าไปในเมฆฝนฟ้าคะนองได้ เนื่องจากอาจจุดประกายด้วยแสงแฟลชได้
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้นว่าการก่อตัวของเมฆเกิดจากการควบแน่นของไอน้ำเนื่องจากการลอยตัวของอากาศและการระบายความร้อนแบบอะเดียแบติก เพื่อจินตนาการถึงความยากลำบากในการศึกษาวิวัฒนาการของความขุ่นมัว ก็เพียงพอที่จะกล่าวได้ว่าการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวดิ่งที่ก่อให้เกิดการก่อตัวและการทำลายเมฆยังไม่สามารถคล้อยตามการวัดโดยตรงได้ ปัจจุบันการคำนวณการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งโดยประมาณนั้นส่วนใหญ่มาจากสถานที่ทางทฤษฎีของการเปลี่ยนแปลงความดันและสนามลมที่ระดับความสูงต่างๆ
การศึกษาแนวชั้นบรรยากาศและระบบเมฆดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากทั้งในสหภาพโซเวียตและต่างประเทศ บ่อยครั้งที่พวกเขาเสี่ยงชีวิตพวกเขาบินไปในเมฆฝนฟ้าคะนองและขยายความรู้เกี่ยวกับกิจกรรมด้านหน้าทีละขั้นตอน บทบัญญัติเกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างของแนวรบ ซึ่งพัฒนาโดยนักอุตุนิยมวิทยาชาวนอร์เวย์เป็นหลัก (T. Bergeron, S. Petersen ฯลฯ) ได้รับการแก้ไขและชี้แจงโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต ต้องขอบคุณผลงานของ A.F. Dyubyuk, N. L. Taborovsky, E. G. Zak, E. K. Fedorov, G. D. Zubyan, E. S. Selezneva และคนอื่น ๆ ความรู้ของเราเกี่ยวกับการเกิดขึ้นและการพังทลายของแนวรบ ธรรมชาติของการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวดิ่งและการก่อตัวของเมฆ รวมถึงปัญหาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับแนวรบ ได้รับการเสริมแต่งอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม คุณลักษณะที่สำคัญหลายประการของการก่อตัวของเมฆและการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบเมฆระหว่างวิวัฒนาการของแนวรบยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด
ไม่มีความเห็นที่เป็นเอกภาพในประเด็นขอบเขตแนวดิ่งของแนวรบในโทรโพสเฟียร์และแนวรบแนวหน้าในสตราโตสเฟียร์ อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้ข้อสรุปว่าส่วนหน้าชั้นโทรโพสเฟียร์ในกรณีส่วนใหญ่ไปถึงชั้นโทรโพพอส สูงกว่า - ในสตราโตสเฟียร์ - พวกมันก็มีอยู่เช่นกัน (G.D. Zubyan, R. Bergren) แต่เนื่องจากมีความชื้นในอากาศเล็กน้อย เมฆจึงไม่ก่อตัวที่ด้านหน้าของสตราโตสเฟียร์
- สวัสดีผู้อ่านที่รักของบล็อกไซต์ คำจำกัดความของการเช่าซื้อนั้นค่อนข้างง่าย - คือ...
- Isaev I.F., Mishchenko A.I., Shiyanov E.N. การสอน - ไฟล์ n1.doc สลาสเทนิน วี.เอ. วิธีการทำงานด้านการศึกษา - ไฟล์ n1.doc Slastenin ในสถาบันการศึกษา m การสอน
- การบัญชีภาษีของสถาบันของรัฐ ขั้นตอนการคำนวณภาษีและการชำระล่วงหน้า
- การกลับเข้าทำงานตามคำสั่งของพนักงานตรวจแรงงาน