З атмосферними фронтами пов'язані особливі явища погоди. З одного боку, перехід з однієї повітряної маси в іншу супроводжується різким коливанням метеорологічних елементів (рис. 27). З іншого боку, висхідні руху повітря у фронтальних зонах призводять до утворення великих хмарних систем, з яких випадають опади на великих площах, а величезні атмосферні хвилі, що виникають в повітряних масах по обидві сторони від фронту, призводять до утворення атмосферних збурень - великомасштабних вихорів - циклонів і антициклонів.
Особливості атмосферної циркуляції складаються так, що атмосферні фронти постійно розмиваються і виникають знову. Разом з ними формуються, змінюють свої властивості (трансформуються) повітряні маси по обидва боки фронту.
Наближення атмосферних фронтів досить надійно можна простежити за деякими ознаками.
Метеопрізнакі теплого фронту
Характерне розподіл елементів
три проходженні фронту і за фронтом
Передня частина неглибокої балки
Ось улоговини, за нею ізобари зі слабким циклонічних вигином або майже прямолінійні
Велика область падіння зі зростаючою ізаллобаріческім градієнтом і різко вираженим вогнищем падіння
Зменшення ізаллобаріческого градієнта, часто падіння змінюються невеликим зростанням
Обертання вліво, зусилля, поривчастість
»Обертання за годинниковою стрілкою (вправо)
Взимку - повільне підвищення, влітку в області дощу - зниження
Підвищення, іноді значне
Різниця між температурою і точкою роси
Зменшується в області предфронтальной опадів
Зменшення різниці, часто до нуля
Хмари змінюються в порядку появи: Ci-Cs - As - Ns
При проходженні фронту і за фронтом A's - Sc - Ac
Ширина зони обложних опадів 100-200 миль (взимку до 400 миль)
Моросящие, великі зони туманів
Різко "погіршена в зоні опадів. При проясненнях поліпшується
Поза зоною опадів - відмінна
Погода на теплому фронті.
Якщо фронт рухається так, що холодне повітря відступає перед наступаючим теплим повітрям, то такий фронт називається теплим. Просуваючись вперед, тепле повітря спрямовується по клину холодного повітря вгору вздовж фронтальної перехідної зони. У міру підйому тепле повітря охолоджується в першу чергу в обсягах, безпосередньо прилеглих до холодного повітря. Інтенсивна конденсація водяної пари на кордоні фронтального розділу призведе до розвитку переважно слоістообразних хмар. На рис. 30 показані характерні погодні умови тропосферного теплого фронту.
Хмарна система теплого фронту розташовується попереду нього, тому за характером зміни облікової можна судити про наближення теплого фронту. Першою ознакою наближення теплого фронту служить поява перистих (Ci), когтевідних хмар, які можуть розвиватися за 800 км до фронту. Розвиток і ущільнення перистих хмар в перисто-шаруваті (Cs) супроводжується падінням атмосферного тиску. Високо-шаруваті хмари змінюються більш щільними високо (As), і більш швидке падіння тиску супроводжується посиленням вітру і поворотом його вліво, В холодну пору року за 400 км до фронту з високо хмар можуть випадати опади у вигляді снігу або снігової крупи. Влітку зона опадів звужується до 300 км, так як опади у вигляді слабкого дощу або мряки з As випаровуються в теплому повітрі, не доходячи до підстильної поверхні.
Високо хмари переходять в шарувато-дощові (Ns) і шаруваті (St), супроводжувані, як правило, розірвано-дощовими (Frnb) і розірвано-шаруватими (Frst). Шарувато-дощові хмари дають більш інтенсивні опади, тому видимість погіршується. Погіршення видимості може бути викликано і адвектівнимі туманами всередині області опадів. Ширина зони поганої видимості, викликаної опадами і туманами, досягає 100-200 миль. У холодну половину року умови плавання поблизу теплого фронту в помірних і високих широтах більш несприятливі внаслідок розширення зони поганої видимості і можливого обмерзання. При наближенні до фронту падіння тиску і вітер посилюються, за фронтом вітер відвертає вправо і падіння тиску припиняється або сповільнюється.
Погода на холодному фронті.
Розрізняють два типу холодних фронтів:
холодні фронти першого роду - повільно переміщаються або сповільнюються фронти, які нерідко спостерігаються на периферії циклонів або антициклонів;
холодні фронти другого роду - переміщаються з великою швидкістю або рухомі з прискоренням фронту. Вони спостерігаються у внутрішніх частинах циклонів і глибоких балок, що переміщаються з великими швидкостями.
На холодному фронті першого роду тепле повітря досить повільно сходить вгору по клину холодного (рис. 31, а). Над зоною розділу повітряних мас утворюються спочатку шарувато-дощові (Ns) хмари, що переходять на деякій відстані за фронтом в високо-шаруваті (As) і перисто-шаруваті (Cs) хмари. Опади випадають безпосередньо на лінії фронту і за фронтом. Ширина зони опадів зазвичай не перевищує 50-120 миль. Влітку над океанами в особливо глибоких циклони і взимку в передній частині холодного фронту першого роду утворюються потужні купчасто-дощові (Сb) хмари, з яких випадають зливові опади, що супроводжуються грозами. Атмосферний тиск перед фронтом різко падає, а за фронтом - зростає. Одночасно з цим спостерігається поворот вітру вліво перед фронтом і різкий його поворот вправо за фронтом. Особливо різко змінює вітер свій напрямок (іноді на 180 °) тоді, коли фронт розташовується поблизу осі вузької улоговини.
На холодному фронті другого роду швидкий рух холодного повітря призводить до розвитку інтенсивного конвективного руху предфронтальной теплового вологого повітря і, отже, до потужного розвитку купчастих (Сі) і купчасто-дощі-вих (сь) хмар (рис. 31, б).
На великих висотах (у Тропопауза) купчасто-дощові хмари витягуються вперед на 50-80 миль від лінії фронту. Передня частина хмарної системи холодного фронту другого роду спостерігається у вигляді купчасто-дощових хмар (Cs), високо-шаруватих (Сс), а також сочевицеподібних Високо (Ас) хмар. Корисну і досить своєчасну інформацію про наближення холодному фронті можна отримати за допомогою суднових РЛС.
Атмосферний тиск перед холодним фронтом другого роду падає повільно, а за лінією фронту швидко зростає. Вітер повертає вліво, а за фронтом різко відвертається вправо і нерідко посилюється до штормового. Перед фронтом і на фронті випадають зливові опади, можливі грози. У теплу пору року на деякому віддаленні від фронту (в холодній повітряній масі) можливе утворення вторинного холодного фронту з зливовими опадами і грозами.
Швидко переміщаються холодні фронти викликають різке зниження температури повітря, іноді на 10 ° С за 1-2 год. За фронтом при проясненні і припинення опадів видимість поліпшується і може бути значною, особливо у високих (полярних) широтах в холодну пору року.
Погода на фронтах оклюзії.
Вище було показано, що складні (комплексні) фронти утворюються шляхом змикання холодного і теплого фронтів при оклюзії циклону. В освіті фронту оклюзії беруть участь три повітряні маси - тепла і дві холодних. У разі коли холодна повітряна маса за холодним фронтом тепліше, ніж холодна маса перед фронтом, вона, витісняючи тепле повітря вгору, одночасно сама буде натекает на передню, більш холодну масу. Такий фронт називається фронтом теплою оклюзії (рис. 32, а). Навпаки, якщо повітряна маса за холодним фронтом холодніше повітряної маси перед теплим фронтом, то це повітря буде підтікати як під теплу, так і під передню холодну (відносно теплу) повітряну масу. Утворився фронт носить назву фронту холодної оклюзії (рис. 32,6).
У своєму розвитку фронти оклюзії проходять три стадії. Особливо складні погодні умови на фронтах спостерігаються в момент змикання теплого і холодного фронтів. Як видно з рис. 32, хмарна система являє собою складне поєднання хмар, характерних як для теплого, так і для холодного фронтів. Предфронтовие обложні опади з шарувато-дощових і купчасто-дощових хмар переходять в зливові безпосередньо в зоні фронту. Напрямок та швидкість вітру при проходженні фронтів оклюзії змінюються так само, як на простих фронтах. З плином часу тепле повітря витісняється вгору (рис. 32) і фронт оклюзії поступово розмивається, вертикальна потужність хмарної системи зменшується і в хмарному покриві з'являються просвіти. При цьому шарувато-дощова хмарність поступово переходить в шарувату, високо-- в Високо-а перисто-шарувата, в свою чергу, - в перисто-купчасті. Ця перебудова хмарних систем призводить до припинення опадів.
Гідрометеорологічні умови плавання в зонах фронтів оклюзії незначно відрізняються від умов плавання при проходженні простих фронтів: холодного або теплого.
Питання для самоконтролю
1. Що таке погода?
2. У чому полягають особливості формування повітряних мас і які зміни їх особливостей при трансформації?
3. Які особливості географічного і термодинамічної класифікації повітряних мас?
4. Дати поняття атмосферного фронту. Які особливості формування атмосферних фронтів?
5. Яку погоду несе теплий фронт?
6. У чому полягають особливості погоди холодних фронтів?
7. Які особливості погоди при формуванні фронтів оклюзії?