Атмосферный фронт
Атмосфе́рный фронт (от. др.-греч. ατμός — пар, σφαῖρα — шар и лат. frontis — лоб, передняя сторона), фронты тропосферные — переходная зона в тропосфере между смежными воздушными массами с разными физическими свойствами.
Атмосферный фронт возникает при сближении и встрече масс холодного и тёплого воздуха в нижних слоях атмосферы или во всей тропосфере, охватывая слой мощностью до нескольких километров, с образованием между ними наклонной поверхности раздела.
Различают:
Основными атмосферными фронтами являются:
- арктические,
- умеренные,
- полярные,
- тропические.
Если бы воздушные массы были неподвижны, поверхность атмосферного фронта была бы горизонтальной, с холодным воздухом внизу и тёплым над ним, но поскольку обе массы движутся, она располагается наклонно к земной поверхности. При этом в среднем угол наклона составляет около 1° к поверхности Земли. Теплый фронт наклонен в ту же сторону, в которую движется, а холодный — в противоположную. Наклон фронта в идеальной модели может быть выражен через формулу Маргулеса.
Зона атмосферного фронта очень узка по сравнению с разделяемыми ею воздушными массами, поэтому для целей теоретического исследования её приближённо рассматривают как поверхность раздела двух воздушных масс разной температуры и называемой фронтальной поверхностью. По этой причине на синоптических картах фронты изображают в виде линии (линия фронта). В пересечении с земной поверхностью зона фронта имеет ширину порядка десятков километров, горизонтальные же размеры самих воздушных масс — порядка тысяч километров.
При сближении воздушных масс, имеющих различные характеристики, в зоне между ними образуется тангенциальный разрыв, то есть:
- Увеличиваются горизонтальные градиенты температуры воздуха, влажности.
- Поле давления имеет ложбину или «скрытую ложбину».
- Касательная к линии разрыва скорость ветра имеет скачок.
Наоборот, при удалении воздушных масс друг от друга градиенты метеорологических величин и скорости ветра уменьшаются. Переходные зоны в тропосфере, в которых происходит сближение воздушных масс с различными характеристиками, называются фронтальными зонами.
В горизонтальном направлении протяжённость фронтов, как и воздушных масс, имеет тысячи километров, по вертикали — около 5 км, ширина фронтальной зоны у поверхности Земли — порядка сотни километров, на высотах — несколько сотен километров. Фронтальные зоны характеризуются значительными изменениями температуры воздуха и влажности, направлений ветра вдоль горизонтальной поверхности, как на уровне Земли, так и выше.
Сечение фронтальной поверхностью поверхности Земли называется атмосферным фронтом и наносится на приземную синоптическую карту. На карты барической топографии наносятся высотные фронтальные зоны (ВФЗ) — сечения фронтальной поверхностью изобарических поверхностей.
«Фронтальная поверхность» — зона перехода, разделяющая воздушные массы с различными свойствами. В том числе, с различной плотностью воздуха. Непрерывность давления накладывает определённые условия на пространственную ориентацию фронтальной поверхности. При отсутствии движения любой разрыв в поле плотностей (или зона быстрого перехода из одной воздушной массы в другую) должен быть горизонтальным. При наличии движения поверхность перехода становится наклонной, при этом более плотный воздух (холодный) образует клин под менее плотным (тёплым), а тёплый воздух совершает восходящее скольжение вдоль этого клина.
Толщина фронтальной поверхности по вертикали очень мала — несколько сотен метров, это гораздо меньше, чем ширина воздушных масс, которые она разделяет. В пределах тропосферы одна воздушная масса перекрывает другую. Ширина зоны фронта на картах погоды составляет несколько десятков километров, но при анализе синоптических карт фронт проводят в виде одной линии. Лишь на вертикальных разрезах атмосферы крупного масштаба удается выявить верхнюю и нижнюю границы переходного слоя.
На фронтах большое развитие получают восходящие движения воздуха, поэтому вблизи фронтов имеются благоприятные условия для образования облаков и выпадения осадков. Их появлению способствует, во-первых, сходимость ветра к линии фронта в приземном слое (отрицательная дивергенция горизонтальной компоненты ветра). Кроме того, в системе фронтов происходит подъём тёплого воздуха (восходящее скольжение) по клину холодного воздуха. Восходящие движения воздуха возникают и вследствие разности скоростей зафронтального и предфронтального воздуха, то есть когда зафронтальный воздух движется быстрее, чем предфронтальный. Подъём воздуха происходит на тех участках фронта, где наблюдается нестационарность движения. Восходящим движениям на ранней стадии развития циклона способствует также динамическое падение давления. При подъёме воздуха происходит его адиабатическое охлаждение, формирование облачности и осадков.
Хорошо выраженный фронт имеет высоту несколько километров, чаще всего — 3—5 км. С основными фронтами связаны продолжительные и обильные осадки; в системе вторичных фронтов процессы облакообразования выражены слабее, осадки кратковременны и не всегда достигают Земли. Также существуют внутримассовые осадки, не связанные с фронтами.
В приземном слое вследствие сходимости воздушных потоков к оси барических ложбин здесь создаются наибольшие контрасты температуры воздуха — поэтому фронты у Земли располагаются именно вдоль осей барических ложбин. Фронты не могут располагаться вдоль осей барических гребней, где имеет место расходимость воздушных потоков, а могут лишь пересекать ось гребня под большим углом.
С высотой контрасты температур на оси барической ложбины уменьшаются — ось ложбины смещается в сторону более низких температур воздуха и стремится совместиться с осью термической ложбины, где контрасты температуры минимальны. Так с высотой фронт постепенно отходит от оси барической ложбины на её периферию, туда, где создаются наибольшие контрасты.
Подстилающая поверхность оказывает значительное влияние на перемещение и свойства фронтов. В пределах нижних сотен метров влияние трения приводит к деформации профиля фронта. Неравномерность трения, связанная с различием в характере подстилающей поверхности, также приводит к деформации профиля фронта, особенно в условиях сложного рельефа. Орографические препятствия могут влиять на перемещение фронтов и вызывать как деформации самих фронтов, так и изменения связанных с ними эффектов, или создавать новые эффекты. Переваливание фронтов через горные препятствия отражается на процессах облако- и осадкообразования. Воздух вообще стремится обтекать препятствия в горизонтальном направлении, так как при этом происходит наименьшая затрата энергии. В том случае, если воздух стратифицирован неустойчиво, он частично перетекает через хребет, особенно в центральной его части. Это перетекание в десятки раз менее интенсивно, чем боковое обтекание. Кроме того, оно имеет резко турбулентный характер, благодаря сильному трению в условиях горного рельефа.
Фронт, пересекающий горный хребет, частично разрушается, линия фронта приобретает «извилистый» характер. Даже низкие препятствия частично будут обтекаться горизонтально, а при устойчивой стратификации и высоких препятствиях единственно возможное перетекание — горизонтальное. При приближении холодного фронта к хребту происходит восходящее движение тёплого воздуха, который оказывается «зажатым» между клином холодного воздуха и хребтом, усиливаются процессы облако- и осадкообразования перед фронтом. Ветер перед фронтом также усиливается, так как сближаются линии тока в тёплом воздухе, между холодным фронтом и хребтом.
См. также
Литература
- Пальмен Э., Ньютон Ч., Циркуляционные системы атмосферы, пер. с англ., Л., 1973.
- Петерсен С., Анализ и прогнозы погоды, пер. с англ., Л., 1961.
Ссылки
- Фронт // Метеорологический словарь.
- Атмосферный фронт / Хромов С. П. // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- Воздушные массы и атмосферные фронты
Эту статью необходимо исправить в соответствии с правилами Википедии об оформлении статей. |
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Атмосферный фронт, Что такое Атмосферный фронт? Что означает Атмосферный фронт?
U etogo termina sushestvuyut i drugie znacheniya sm Front znacheniya Atmosfe rnyj front ot dr grech atmos par sfaῖra shar i lat frontis lob perednyaya storona fronty troposfernye perehodnaya zona v troposfere mezhdu smezhnymi vozdushnymi massami s raznymi fizicheskimi svojstvami Vysokosloistye oblaka Neredko nablyudayutsya v zonah atmosfernyh frontov Atmosfernyj front voznikaet pri sblizhenii i vstreche mass holodnogo i tyoplogo vozduha v nizhnih sloyah atmosfery ili vo vsej troposfere ohvatyvaya sloj moshnostyu do neskolkih kilometrov s obrazovaniem mezhdu nimi naklonnoj poverhnosti razdela Razlichayut tyoplye fronty holodnye fronty fronty okklyuzii stacionarnye fronty Osnovnymi atmosfernymi frontami yavlyayutsya arkticheskie umerennye polyarnye tropicheskie Esli by vozdushnye massy byli nepodvizhny poverhnost atmosfernogo fronta byla by gorizontalnoj s holodnym vozduhom vnizu i tyoplym nad nim no poskolku obe massy dvizhutsya ona raspolagaetsya naklonno k zemnoj poverhnosti Pri etom v srednem ugol naklona sostavlyaet okolo 1 k poverhnosti Zemli Teplyj front naklonen v tu zhe storonu v kotoruyu dvizhetsya a holodnyj v protivopolozhnuyu Naklon fronta v idealnoj modeli mozhet byt vyrazhen cherez formulu Margulesa Frontalnyj razdel Zona atmosfernogo fronta ochen uzka po sravneniyu s razdelyaemymi eyu vozdushnymi massami poetomu dlya celej teoreticheskogo issledovaniya eyo priblizhyonno rassmatrivayut kak poverhnost razdela dvuh vozdushnyh mass raznoj temperatury i nazyvaemoj frontalnoj poverhnostyu Po etoj prichine na sinopticheskih kartah fronty izobrazhayut v vide linii liniya fronta V peresechenii s zemnoj poverhnostyu zona fronta imeet shirinu poryadka desyatkov kilometrov gorizontalnye zhe razmery samih vozdushnyh mass poryadka tysyach kilometrov Pri sblizhenii vozdushnyh mass imeyushih razlichnye harakteristiki v zone mezhdu nimi obrazuetsya tangencialnyj razryv to est Uvelichivayutsya gorizontalnye gradienty temperatury vozduha vlazhnosti Pole davleniya imeet lozhbinu ili skrytuyu lozhbinu Kasatelnaya k linii razryva skorost vetra imeet skachok Naoborot pri udalenii vozdushnyh mass drug ot druga gradienty meteorologicheskih velichin i skorosti vetra umenshayutsya Perehodnye zony v troposfere v kotoryh proishodit sblizhenie vozdushnyh mass s razlichnymi harakteristikami nazyvayutsya frontalnymi zonami V gorizontalnom napravlenii protyazhyonnost frontov kak i vozdushnyh mass imeet tysyachi kilometrov po vertikali okolo 5 km shirina frontalnoj zony u poverhnosti Zemli poryadka sotni kilometrov na vysotah neskolko soten kilometrov Frontalnye zony harakterizuyutsya znachitelnymi izmeneniyami temperatury vozduha i vlazhnosti napravlenij vetra vdol gorizontalnoj poverhnosti kak na urovne Zemli tak i vyshe Sechenie frontalnoj poverhnostyu poverhnosti Zemli nazyvaetsya atmosfernym frontom i nanositsya na prizemnuyu sinopticheskuyu kartu Na karty baricheskoj topografii nanosyatsya vysotnye frontalnye zony VFZ secheniya frontalnoj poverhnostyu izobaricheskih poverhnostej Frontalnaya poverhnost zona perehoda razdelyayushaya vozdushnye massy s razlichnymi svojstvami V tom chisle s razlichnoj plotnostyu vozduha Nepreryvnost davleniya nakladyvaet opredelyonnye usloviya na prostranstvennuyu orientaciyu frontalnoj poverhnosti Pri otsutstvii dvizheniya lyuboj razryv v pole plotnostej ili zona bystrogo perehoda iz odnoj vozdushnoj massy v druguyu dolzhen byt gorizontalnym Pri nalichii dvizheniya poverhnost perehoda stanovitsya naklonnoj pri etom bolee plotnyj vozduh holodnyj obrazuet klin pod menee plotnym tyoplym a tyoplyj vozduh sovershaet voshodyashee skolzhenie vdol etogo klina Tolshina frontalnoj poverhnosti po vertikali ochen mala neskolko soten metrov eto gorazdo menshe chem shirina vozdushnyh mass kotorye ona razdelyaet V predelah troposfery odna vozdushnaya massa perekryvaet druguyu Shirina zony fronta na kartah pogody sostavlyaet neskolko desyatkov kilometrov no pri analize sinopticheskih kart front provodyat v vide odnoj linii Lish na vertikalnyh razrezah atmosfery krupnogo masshtaba udaetsya vyyavit verhnyuyu i nizhnyuyu granicy perehodnogo sloya Na frontah bolshoe razvitie poluchayut voshodyashie dvizheniya vozduha poetomu vblizi frontov imeyutsya blagopriyatnye usloviya dlya obrazovaniya oblakov i vypadeniya osadkov Ih poyavleniyu sposobstvuet vo pervyh shodimost vetra k linii fronta v prizemnom sloe otricatelnaya divergenciya gorizontalnoj komponenty vetra Krome togo v sisteme frontov proishodit podyom tyoplogo vozduha voshodyashee skolzhenie po klinu holodnogo vozduha Voshodyashie dvizheniya vozduha voznikayut i vsledstvie raznosti skorostej zafrontalnogo i predfrontalnogo vozduha to est kogda zafrontalnyj vozduh dvizhetsya bystree chem predfrontalnyj Podyom vozduha proishodit na teh uchastkah fronta gde nablyudaetsya nestacionarnost dvizheniya Voshodyashim dvizheniyam na rannej stadii razvitiya ciklona sposobstvuet takzhe dinamicheskoe padenie davleniya Pri podyome vozduha proishodit ego adiabaticheskoe ohlazhdenie formirovanie oblachnosti i osadkov Horosho vyrazhennyj front imeet vysotu neskolko kilometrov chashe vsego 3 5 km S osnovnymi frontami svyazany prodolzhitelnye i obilnye osadki v sisteme vtorichnyh frontov processy oblakoobrazovaniya vyrazheny slabee osadki kratkovremenny i ne vsegda dostigayut Zemli Takzhe sushestvuyut vnutrimassovye osadki ne svyazannye s frontami V prizemnom sloe vsledstvie shodimosti vozdushnyh potokov k osi baricheskih lozhbin zdes sozdayutsya naibolshie kontrasty temperatury vozduha poetomu fronty u Zemli raspolagayutsya imenno vdol osej baricheskih lozhbin Fronty ne mogut raspolagatsya vdol osej baricheskih grebnej gde imeet mesto rashodimost vozdushnyh potokov a mogut lish peresekat os grebnya pod bolshim uglom S vysotoj kontrasty temperatur na osi baricheskoj lozhbiny umenshayutsya os lozhbiny smeshaetsya v storonu bolee nizkih temperatur vozduha i stremitsya sovmestitsya s osyu termicheskoj lozhbiny gde kontrasty temperatury minimalny Tak s vysotoj front postepenno othodit ot osi baricheskoj lozhbiny na eyo periferiyu tuda gde sozdayutsya naibolshie kontrasty Podstilayushaya poverhnost okazyvaet znachitelnoe vliyanie na peremeshenie i svojstva frontov V predelah nizhnih soten metrov vliyanie treniya privodit k deformacii profilya fronta Neravnomernost treniya svyazannaya s razlichiem v haraktere podstilayushej poverhnosti takzhe privodit k deformacii profilya fronta osobenno v usloviyah slozhnogo relefa Orograficheskie prepyatstviya mogut vliyat na peremeshenie frontov i vyzyvat kak deformacii samih frontov tak i izmeneniya svyazannyh s nimi effektov ili sozdavat novye effekty Perevalivanie frontov cherez gornye prepyatstviya otrazhaetsya na processah oblako i osadkoobrazovaniya Vozduh voobshe stremitsya obtekat prepyatstviya v gorizontalnom napravlenii tak kak pri etom proishodit naimenshaya zatrata energii V tom sluchae esli vozduh stratificirovan neustojchivo on chastichno peretekaet cherez hrebet osobenno v centralnoj ego chasti Eto peretekanie v desyatki raz menee intensivno chem bokovoe obtekanie Krome togo ono imeet rezko turbulentnyj harakter blagodarya silnomu treniyu v usloviyah gornogo relefa Front peresekayushij gornyj hrebet chastichno razrushaetsya liniya fronta priobretaet izvilistyj harakter Dazhe nizkie prepyatstviya chastichno budut obtekatsya gorizontalno a pri ustojchivoj stratifikacii i vysokih prepyatstviyah edinstvenno vozmozhnoe peretekanie gorizontalnoe Pri priblizhenii holodnogo fronta k hrebtu proishodit voshodyashee dvizhenie tyoplogo vozduha kotoryj okazyvaetsya zazhatym mezhdu klinom holodnogo vozduha i hrebtom usilivayutsya processy oblako i osadkoobrazovaniya pered frontom Veter pered frontom takzhe usilivaetsya tak kak sblizhayutsya linii toka v tyoplom vozduhe mezhdu holodnym frontom i hrebtom Sm takzheCiklon Klimatologicheskie fronty Tyoplyj front Holodnyj front Front okklyuzii Arkticheskij front Polyarnyj front Tropicheskij front Vozdushnaya massaLiteraturaPalmen E Nyuton Ch Cirkulyacionnye sistemy atmosfery per s angl L 1973 Petersen S Analiz i prognozy pogody per s angl L 1961 SsylkiFront Meteorologicheskij slovar Atmosfernyj front Hromov S P Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t gl red A M Prohorov 3 e izd M Sovetskaya enciklopediya 1969 1978 Vozdushnye massy i atmosfernye frontyEtu statyu neobhodimo ispravit v sootvetstvii s pravilami Vikipedii ob oformlenii statej Pozhalujsta pomogite uluchshit etu statyu 13 avgusta 2009
