Атмосферные фронты и их влияние на погоду
Министерство образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Факультет транспортных коммуникаций
Кафедра
«Строительство и эксплуатация дорог»
Реферат
на тему: «Атмосферные
фронты и их влияние
на погоду»
ст. гр. 114317
Содержание
Введение
Атмосферные
фронты
Влияние
атмосферных фронтов
на погоду
Список
используемой литературы
Введение
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:
тёплые фронты,
холодные фронты,
фронты окклюзии,
стационарные
фронты.
Основными атмосферными фронтами являются:
арктические,
полярные,
тропические.
Атмосферные фронты
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, причём
холодный воздух лежит в виде очень
пологого клина под тёплым.
Зона
атмосферного фронта очень узка по
сравнению с разделяемыми ею воздушными
массами, поэтому для целей
При
сближении воздушных масс, имеющих
различные характеристики, в зоне
между ними увеличиваются горизонтальные
градиенты температуры воздуха,
влажности, давления, возрастает скорость
ветра. 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.
Проекция
фронтальной поверхности на приземную
синоптическую карту называется
атмосферным фронтом, на карты барической
топографии — высотной фронтальной зоной
(ВФЗ).
«Фронтальная
поверхность» — это поверхность
или зона перехода, разделяющая воздушные
массы с различными свойствами, в
том числе, 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. 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.
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
Подстилающая
поверхность оказывает
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.Когда
холодный воздух смешивается с горячим,
возникает атмосферный фронт, что приводит
к турбулентности. Теплые фронты ведут
себя мягче, чем холодные, они движутся
медленнее, обычно приносят сплошную облачность,
ветра, небольшие дожди и плохую видимость.
Неравномерное
нагревание земной поверхности и
нижних слоев атмосферы является
причиной возникновения горизонтальных
градиентов температуры. Особенно большие
горизонтальные градиенты температуры
воздуха создаются между высокими и низкими
широтами. Вследствие горизонтального
переноса тёплые и холодные воздушные
массы могут сближаться друг с другом
или, наоборот, удаляться друг от друга.
При сближении воздушных масс,
имеющих различные характеристики,
в зоне между ними увеличиваются горизонтальные
градиенты температуры воздуха, влажности,
давления, возрастает скорость ветра.
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.
Проекция фронтальной
"Фронтальная
поверхность" - это поверхность или
зона перехода, разделяющая воздушные
массы с различными свойствами, в том числе,
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.
Как уже говорилось, фронтальные
разделы очень хорошо
На приземной карте погоды
имеется богатая информация
Исторически
сложилась точка зрения, что над СССР (СНГ)
циркулируют три типа воздушных масс :
арктическая, умеренная и тропическая;
их, соответственно, разделяют друг от
друга два основных атмосферных фронта
- арктический (АФ) и полярный (ПФ). Нередко
выделяется и третий фронт, проходящий
по территориям заключенным между АФ и
ПФ ; этот третий фронт обычно считается
размывающимся экземпляром арктического
фронта и обозначается как прежний (старый)
арктический фронт (САФ).
Однако практика
показывает, как уже упоминалось выше,
что умеренная ВМ по своим свойствам довльно
чётко подразделяется на две вполне самостоятельные
ВМ: северную умеренную и южную умеренную.
Таким образом, выделяются арктическая,
северная умеренная, южная умеренная и
тропическая массы. Следовательно, должно
существовать не два, а три полноправных
основных атмосферных фронта : так называемый
"старый арктический фронт" не имеет
никакого отношения к арктическому фронту
и разделяет северную умеренную и южную
умеренную массы; однако, в силу малой
изученности данного фронта, специальное
название для него отсутствует, поэтому
мы условно называем его умеренным фронтом
(УФ).
Постоянное и самостоятельное существование
УФ над рассматриваемой территорией подтвердилось
в исследованиях [1]. На первый взгляд это
противоречит тому факту, что в умеренных
широтах существует обычно две планетарные
высотные фронтальные зоны (ВФЗ) и, соответственно,
два струйных течения. Однако противоречие
это только кажущееся; на самом деле УФ
бывает связан то с арктической, то с умеренной
ВФЗ (как правило с той, которая в данный
момент шире, имеет больший скачок температуры
и более мощное струйное течение), а нередко
и переходит в некотором районе из одной
ВФЗ в другую (на таком переходном участке
УФ чаще всего имеет размытый характер).
По-видимому, именно наличием в умеренных
широтах только двух ВФЗ и объясняется
бытующее до сих пор представление о существовании
лишь двух основных атмосферных фронтов
(АФ и ПФ); хотя в литературе многократно
упоминается ([2, 4] и т.д.), что с одной ПВФЗ
могут быть связаны один или два основных
фронта.
Таким образом, в соответствии с уточнённой географической классификацией воздушных масс выделяются следующие фронты:
Арктический
фронт (АФ) - фронт между арктическими
и умеренными воздушными
Умеренный фронт (УФ) - разделяет северную и южную умеренную воздушные массы.
Полярный
фронт (ПФ) - является южной границей
умеренной воздушной массы,
Пассатный фронт - фронт в тропиках, разделяющий две массы тропического воздуха с различными свойствами - старый ТВ и более свежий ТВ, который недавно образовался путем трансформации массы умеренного воздуха. Пассатный фронт обычно проходит в пассатной ложбине между двумя субтропическими антициклонами, являясь продолжением в тропиках полярного фронта. Осадки в пассатной зоне выпадают главным образом, в связи с пассатными фронтами.
Внутритропическая
зона конвергенции (ВЗК) - достаточно
узкая и выраженная зона сходимости
между северным и южным пассатами (либо
между пассатом и муссоном, или между пассатом
и экваториальными западными ветрами).
Атмосферные
фронты на их значительном протяжении
практически параллельны изотермам на
картах АТ-850. Конкретный фронт в данный
день на всем его протяжении по рассматриваемой
территории идет вдоль одной и той же изотермы
Т850, отклоняясь от нее не более чем на
1° (реже - на 2°); особенно четко такая зависимость
прослеживается у активных, хорошо выраженных
(в ветре, явлениях и облачности) фронтов.
Значение изотермы Т850, соответствующей
данному фронту, является достаточно постоянным,
медленно и планомерно меняясь от сезона
к сезону в течение года. Более того, эти
значения остаются постоянными из года
в год (+-1°) и зависят только от сезона (даты),
имея правильный годовой ход. Обращает
на себя внимание своеобразная "зеркальность"
значений фронтальных изотерм Т850 зимой
и летом: -16, -8,0 и 0, +8, +16 соответственно
. Все это, вместе с достаточно высокой
временной и пространственной устойчивостью
связи фронтов с определенными значениями
изотерм Т850, приводит к необходимости
переосмысления всей системы взглядов
на фронтальные процессы в атмосфере и
создания нового теоретического их обоснования.
Тёплый фронт движется в
В случае тёплого фронта
При приближении к пункту тёплого фронта
с хорошо развитой облачностью сначала
появляются перистые облака в виде параллельных
полос с когтевидными образованиями в
передней части (предвестники тёплого
фронта), вытянутые в направлении воздушных
течений на их уровне (Ci uncinus). Первые перистые
облака наблюдаются на расстоянии многих
сотен километров от линии фронта у поверхности
Земли (около 800-900 км). Перистые облака
переходят затем в перисто-слоистые облака
(Cirrostratus). Для этих облаков характерны
явления гало. Облака верхнего яруса -
перисто-слоистые и перистые (Ci и Cs) состоят
из ледяных кристаллов, и осадки из них
не выпадают. Чаще всего облака Ci-Cs представляют
собой самостоятельный слой, верхняя граница
которого совпадает с осью струйного течения,
т.е. близка к тропопаузе.
Затем облака становятся всё
плотнее: высоко-слоистые
Облака Ns простираются до высот
3...7 км, т.е. имеют весьма
В ночное время радиационное
выхолаживание верхней границы
облачной системы As-Ns и понижение
температуры в облаках, а
В случае очень пологого
Летом в дневные часы в
Облачность старых тёплых
Холодный
фронт движется в сторону тёплого
воздуха. На карте погоды холодный фронт
отмечается синим цветом или зачернёнными
треугольниками, направленными в сторону
перемещения фронта. При переходе через
линию холодного фронта ветер, как и в
случае тёплого фронта, поворачивает вправо,
но поворот более значительный и резкий
- от юго-западного, южного (перед фронтом)
к западному, северо-западному (за фронтом).
При этом усиливается скорость ветра.
Атмосферное давление перед фронтом меняется
медленно. Оно может падать, но может и
расти. С прохождением холодного фронта
начинается быстрый рост давления. За
холодным фронтом рост давления может
достигать 3-5 гПа/3 ч., а иногда 6-8 гПа/3 ч.
и даже более. Изменение барической тенденции
(от падения к росту, от медленного роста
к более сильному) свидетельствует о прохождении
линии приземного фронта.
Перед фронтом часто
Характер погоды на холодном
фронте заметно различается в зависимости
от скорости смещения фронта, свойств
тёплого воздуха перед фронтом, характера
восходящих движений тёплого воздуха
над клином холодного.
На холодных фронтах 1-го рода
(медленнодвижущихся) преобладает упорядоченное
поднятие тёплого воздуха над клином
холодного воздуха. Холодный фронт 1-го
рода является пассивной поверхностью
восходящего скольжения. К этому типу
принадлежат медленно движущиеся или
замедляющие свое движение фронты в глубоких
барических ложбинах или вблизи центра
циклона.
Облачность холодного фронта 1-го
рода, образующаяся вследствие

- Атмосферный воздух
- Атмосферный воздух
- Атмосферный воздух
- Атмосферный воздух
- Атмосферный воздух и проблемы, связанные с его загрязнением
- Атмосферный воздух как объект правовой охраны
- Атмосферный воздух как объект правовой охраны
- Атмосферные катастрофы
- Атмосферные катастрофы
- Атмосферные опасности
- Атмосферные осадки
- Атмосферные осадки
- Атмосферные осадки
- Атмосферные фронты в общих чертах