Атмосферный фронт: что это, признаки теплого и холодного фронта, схема циклона и антициклона, характеристики движения

Фронты. Циклоны и антициклоны

Длина таких зон — тысячи километров, ширина — лишь десятки километров. Вверх фронты распространяются на несколько километров, нередко до самой стратосферы. При этом теплая масса лежит над холодной.

Фронты разделяющие основные воздушные массы, называют главными фронтами.

К ним относятся арктический (антарктический) — между арктическим (антарктическим) воздухом и воздухом умеренных широт;

полярный — между воздухом умеренных широт и тропическим;

тропический — между тропическим и экваториальным воздухом.

Кроме главных фронтов, существуют вторичные фронты, разделяющие несколько различающиеся объемы воздуха внутри одной и той же воздушной массы.

Если более теплая воздушная масса натекает на более холодную, то фронт между ними называют теплым. Если же наоборот, холодный воздух клином продвигается под теплый, то фронт называют холодным.

С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию крупномасштабных атмосферных возмущений вихревого характера с пониженным и повышенным давлением — циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и другие особенности погоды (рис. 2.1 в конце).

Интенсивная циклоническая деятельность является основной особенностью атмосферной циркуляции во внетропических и особенно в средних широтах.

Циклонической деятельностьюназывают постоянное возникновение, развитие и перемещение в атмосфере внетропических широт циклонов и антициклонов.

Циклономназывают область пониженного давления. Минимальное давление наблюдается в центре циклона, а к его периферии оно возрастает.

Циклоны возникают на атмосферных фронтах. В циклон вовлекаются обе воздушные массы, разделяемые фронтом. На поверхности фронта возникают волны, причем более теплая масса, вторгаясь в более холодную область, двигается вперед и наступает на холодный воздух, образуя теплый фронт. В тылу теплой массы наступает холодный воздух, вытесняя теплый воздух вверх — создается холодный фронт.

Постепенно волна развивается и вокруг центра циклона возникает вращательное движение воздуха, направленное в северном полушарии против часовой стрелки. В центре циклона вследствие развития восходящих движений воздуха давление все более понижается.

При прохождении теплого и холодного фронтов наблюдается определенная смена форм облаков. Приближение теплого фронта обнаруживается по появлению нитевидных перистых облаков, которые затем переходят в перисто-слоистые, высокослоистые и, наконец, в слоисто-дождевые, дающие обложные осадки. На холодном фронте образуется кучево-дождевые облака, выпадают ливневые осадки, усиливается ветер. Между двумя фронтами в циклоне находится сектор теплого воздуха. Обычно холодный фронт движется быстрее теплого и через несколько дней догоняет его, образуя сложный фронт окклюзии (смыкания). Процесс развития циклона на этом заканчивается. Диаметр развитого циклона может достигать 1000-1500 км (рис. 2.2 в конце).

Циклон перемещается примерно в направлении движения теплой воздушной массы. В умеренных широтах северного полушария это движение обычно происходит на восток или северо-восток. Летом циклоны движутся со скоростью 400-800 км в сутки, а зимой — до 1000 км в сутки.

Область повышенного давления называется антициклоном. Максимум давления находится в центре антициклона, к периферии давление понижается. Антициклон охватывает территории диаметром 2-3 тыс. км и более. В связи с нисходящими движениями воздуха, развивающимися в центральной части антициклона, здесь создается сухая, ясная или малооблачная погода. Ветер в центральной части антициклона обычно слабый. В северном полушарии воздух у земной поверхности в антициклоне движется по часовой стрелке (рис 2.3, 2.4).

Читайте также:
Что такое социальная мобильность: примеры, факторы и типы

Рисунок 2.3 – Движение масс воздуха в области, занятой циклоном. Рисунок 2.4 – Движение масс воздуха в области, занятой антициклоном.

Различают подвижные и стационарные антициклоны. Первые образуются в Арктике и перемещаются в умеренные широты, принося сюда сухой холодный воздух. Вторые образуются преимущественно над океанами и зимой в умеренных широтах над материками. Они могут удерживаться в одной и той же области по несколько недель и долгие месяцы.

Области пониженного и повышенного давления, на которые постоянно расчленяется барическое поле атмосферы, называют барическими системами.

Барические системы основных типов — циклон и антициклон — на синоптических картах показываются замкнутыми концентрическими изобарами (линиями равных давлений) неправильной формы.

Различают также барические системы с незамкнутыми изобарами. К ним относятся ложбина, гребень и седловина. Ложбина — это полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Гребень представляет полосу повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Седловина — участок барического поля между двумя циклонами и двумя антициклонами (или ложбинами и гребнями), расположенными накрест.

Крупномасштабную барическую структуру, которая характеризуется определенной формой циркуляции (гребень, ложбина, циклон, антициклон) и продолжительностью существования или устойчивостью называют режимом атмосферной циркуляции (рис. 2.5 в конце).

От возможности выделять и прослеживать эволюцию этих крупномасштабных возмущений атмосферной циркуляции (режимов) во многом зависит решение долгосрочных прогнозов погоды.

Циклон и антициклон

Многие полагают, что воздух – прозрачное вещество, перемещающееся в хаотичном порядке. В действительности он формирует фронты, движущиеся над земной поверхностью, образующие воздушные вихри – циклоны и антициклоны. Данные вихри взаимосвязаны, но противоположны по воздействию на погодные условия.

Что такое циклон и как он образуется?

Циклон – обширный атмосферный вихрь, в диаметре достигающий от сотни до многих тысяч километров, связанный с движением теплого фронта (наступлением теплой воздушной массы на холодную). Ветры устремлены от краев в центр, движутся в Северном полушарии против часовой стрелки, в Южном – по часовой. В центральной зоне формируется низкое давление, воздушные потоки направлены вверх.

Схема образования циклона и антициклона

Восходящие воздушные массы формируют плотную облачность. Признаки циклонального процесса – пасмурная погода, дожди, сопровождающиеся грозами, порывистым ветром. В летний сезон циклон вызывает охлаждение воздуха, в зимний – оттепель.

По области возникновения выделяют виды циклонов:

  • арктические;
  • возникающие в умеренных поясах; ;
  • южные, возникающие вне тропических широт.

Монтаж космических изображений тропического циклона

Отмечаются стадии развития циклона:

  1. Начало. Сбор воздушных потоков занимает несколько суток.
  2. Молодость. В центре падает давление. Появляется плотное облачное кольцо.
  3. Зрелость. Завершается падение давления. Скорость ветра достигает максимального значения. Стадия существует от часа до нескольких суток.
  4. Затухание. Происходит при перемещении циклона с морского пространства на сушу.

Для циклонов характерно разрушительное воздействие, его степень определяется интенсивностью вихревого потока. По силе действия выделяются типы:

  • возмущения (скорость воздушных масс не выше 15 м/с);
  • депрессия (до 20 м/с);
  • шторм (до 35 м/с);
  • ураган (выше 35 м/с).

Ураган

Наиболее опасны мощные тропические циклоны, формирующиеся в широтах 5 – 25° над прогретым морским пространством. Они отличаются от вихрей умеренных поясов меньшими размерами (не превышают сотни километров), несут невероятную разрушительную силу. В центральной зоне давление экстремально низкое, формируются ветры со штормовой скоростью. В Тихоокеанских странах тропические вихри называются тайфуны, в Атлантических – ураганы.

Обычно циклоны существуют пару суток. Но в регионах со стабильным пониженным давлением фиксируются вихри, сохраняющие активность до 10 – 12 месяцев.

Что такое антициклон и как он развивается?

Антициклон – это воздушный поток, характеризующийся высоким давлением, определенной направленностью ветра (по часовой стрелке в Северном полушарии, против – в Южном). Формируется в субтропиках и приполярных поясах в нижних атмосферных слоях при образовании холодного фронта (вторжении холодной воздушной массы в теплую). Воздух движется со скоростью 30 – 40 км/ч. Диаметр не превышает 5 тысяч километров.

Читайте также:
Главными частями биологии клеток являются эукариотическая и прокариотическая клетки

Космос

Антициклоны делятся на:

  • низкие – с преобладающими холодными потоками воздуха, замкнутыми изобарами в приземной части тропосферы, отсутствием области высокого атмосферного давления в верхнем тропосферном слое;
  • высокие – с преобладающими теплыми воздушными потоками, высоким давлением на протяжении тропосферы (возможно возникновение нескольких центров).

Антициклоны несут ясную погоду, безветренную, малооблачную и безоблачную. Зимой и осенью возможно появление слоистой облачности, ночных морозов, в теплый сезон – кучевой облачности без осадков.

Чем отличается циклон от антициклона?

Сходство циклонов и антициклонов заключается в:

  • вихреобразной форме;
  • значимости для формирования погодных условий на обширных территориях.

Разница между явлениями кардинальная, что видно в нижеприведенной таблице.

циклон антициклон
область образования обычно над океанами во всех широтах, кроме экваториальных (на экваторе сила Кориолиса не действует) над океанической поверхностью в субтропиках и приполярных областях
диаметр от сотен до многих тысяч километров несколько тысяч километров
перемещение непрерывное со скоростью до 60 км/ч (у тропических штормов скорость значительно выше) скорость невысокая, до 40 км/ч
давление центральное – низкое, повышается к краю центральное – высокое, снижается к краю
направленность вращения относительно полушарий в Северном против часовой стрелки, в Южном по часовой в Северном по часовой стрелке, в Южном против
погодные изменения пасмурность, сильный ветер, осадки низкая облачность, безветрие, отсутствие осадков
различия на синоптических картах Н – зона низкого давления В – зона высокого давления

Обозначение на карте

Циклоны имеют множество отличий от антициклонов, однако явления тесно связаны. При снижении атмосферного давления в одной области оно непременно растет в соседней. Для циклональных и антициклональных потоков един механизм возникновения: неоднородность нагревания земной поверхности при осевом вращении планеты.

Атмосферный фронт – описание, признаки и особенности формирования погоды

Формирование атмосферного фронта и погоды зависит от движения воздуха в нижних слоях атмосферы. Воздушные потоки разной температуры при встрече образуют пограничные зоны, которые называются фронты. Сформированные полосы располагаются над огромными территориями Земли и тянутся вверх до конца тропосферы. В этих местах наблюдается изменение погодных условий.

  • Процесс образования
  • Типы фронтов
  • Циклоны и антициклоны
  • География движения воздуха

Атмосферный фронт погода

Процесс образования

В процессе перемещения воздушных масс происходит встреча теплых и холодных течений. Скорость их прохождения может колебаться в широких пределах. Временами она достигает величины 30−35 км/час. Полоса соприкосновения потоков воздуха называется атмосферным фронтом. Его плоскость по отношению к Земле наклонена под углом. Ширина фронта колеблется в пределах 500−900 км, а длина может достигать 2000−3000 км.

Читайте также:
Строение пищеварительной системы человека: отделы ЖКТ, функции, схема расположения кишечника

Граница фронтов неровная, она изменяется в зависимости от текучести воздушных потоков. При столкновении масс теплый воздух вытесняется холодным и поднимается. В местах столкновения двух потоков из-за конденсации паров образуются облака. Вот почему здесь начинается активное выпадение осадков.

Типы фронтов

В зависимости от температуры воздушных масс фронты бывают нескольких видов. Каждый из них отличается своими характеристиками. Их название и краткое описание представлено в таблице:

Название Краткая характеристика
Теплый Формируется в месте преобладания теплого воздуха над холодным
Холодный Устанавливается в том районе, где холодный воздух располагается снизу под теплым
Малоподвижные и стационарные Так называются воздушные массы, которые стоят неподвижно и не смещаются в стороны
Фронт окклюзии Это явление, наблюдаемое при столкновении теплых и холодных воздушных масс. При этом первые потоки поднимаются

Формирование атмосферных фронтов происходит из-за неустойчивости погоды. Они могут устанавливаться в любой точке земного шара, в том числе и России.

Теплая полоса

Наблюдается в том районе, где холодный воздушный поток смещается, уступая место теплому. Нагретые воздушные массы занимают большую территорию. Со временем они поднимаются. Какова бы ни была температура воздуха, она постепенно снижается. В результате начинается конденсация водяного пара. Это приводит к формированию облаков.

Признаки образования теплого фронта носят следующий характер:

Теплая полоса воздуха

  1. Резкое уменьшение давления в сторону понижения.
  2. Повышение температуры окружающей среды.
  3. Появление перистых облаков.
  4. Усиление ветра.
  5. Начинаются выпадение осадков разной степени интенсивности.

Как только дождь заканчивается, наступает недолгое потепление. Затем холодные массы приносят холод.

Агрессивный холодный

Холодный воздух, двигаясь в направлении теплого потока, занимает его место, располагаясь под ним. Это может происходить медленно или с высокой скоростью. С холодным атмосферным фронтом связана погода. Его приближение сопровождается следующими признаками:

  1. Наблюдается резкое понижение давления.
  2. На небе начинается образование кучевых облаков.
  3. Ощущаются порывы сильного ветра, который постоянно меняет свое направление.
  4. Начинается продолжительный дождь, часто с градом и грозой.
  5. Температура окружающего воздуха резко падает.

В этот момент может начаться настоящая буря с сильным ветром и шквальным дождем. Наблюдая за атмосферным фронтом, можно увидеть, что за этой полосой идет прояснение.

Малоподвижные стационарные

Образование облаков

Воздушные потоки, которые стоят на месте и не смещаются в сторону, называются стационарными. Обычно они формируются в местах глубоких ложбин. Образование облаков идет примерно такое же, как и при приближении теплой полосы. Часто наблюдается выпадение осадков. Атмосферное давление практически остается без изменений, а ветер не меняет своего направления.

При этом возможны волновые возмущения. Проходят они быстро вдоль всего фронта. В этот момент времени возможно образование циклона. Когда это происходит в осенний и весенний периоды, то наблюдается усиление грозовой активности. Реже ливневые шквалы налетают летом.

Явление окклюзии

Чтобы разъяснить понятие окклюзии, нужно знать, что в этом процессе участвуют 2 холодные массы и 1 теплая. При их столкновении теплые воздушные потоки поднимаются. В зависимости от того, в какой последовательности располагаются 2 холодные массы, окклюзии разделяются на 2 типа:

  1. Теплая. Происходит в том случае, когда заднее холодное течение имеет более высокую температуру, чем второе — низкотемпературное, находящееся перед теплым воздушным потоком. В соответствии с законами физики теплый поток воздуха вытесняется вверх. При этом заднее холодное течение натекает на переднюю воздушную массу.
  2. Холодное. Происходит тогда, когда холодное течение, расположенное сзади, имеет более низкую температуру, чем стоящая впереди него первая низкотемпературная масса. Теперь теплый воздушный поток снова поднимается, а заднее холодное течение заходит под переднюю холодную массу.
Читайте также:
Единицы измерения атмосферного давления: атмосферы, паскали и мегапаскали, сколько атмосфер в 1 МПа

Ухудшение погоды начинается во время смыкания потоков. В это время происходят ливневые дожди и сильный ветер, который постепенно ослабевает.

Циклоны и антициклоны

Циклоны и антициклоны

В результате неравномерности распределения воздуха формируются зоны высокого и низкого давления. Если на участке наблюдается избыточное количество воздуха, то в этой зоне присутствует высокое давление. Те места, где воздуха меньше, называются зонами низкого давления. По законам природы происходит перетекание воздушных масс из мест с высоким давлением в зоны низкого. Выражается это в возникновении ветра.

Отсюда появилось такое понятие, как циклон. Его можно охарактеризовать как воронку с низким давлением, куда затягивается воздух из мест, где его в избытке.

Как следствие, существует определение антициклона. Это ветер, возникающий по причине вытеснения воздуха из зоны высокого давления в места с низким его содержанием.

География движения воздуха

В соответствии с существующими климатическими зонами наука сумела установить, какие существуют разновидности атмосферных фронтов на каждой из территорий. По географическому признаку они разделяются на:

География движения воздуха

  1. Арктический. Он отделяет холодный воздух Арктики от умеренного на рядом лежащих территориях.
  2. Полярный. Находится между умеренными воздушными потоками и тропическими.
  3. Тропический. Располагается между воздушными тропическими массами и экваториальными.

В зависимости от географии земной поверхности изменяется конфигурация линии атмосферного фронта. Например, происходит его деформация во время переваливания через высокие горные хребты.

Составление прогноза погоды — очень сложная процедура. Вызвано это изменчивостью поведения воздушных масс. Только кропотливым трудом синоптикам удается правильно составлять графики воздушных течений.

Атмосферные фронты. Циклоны. Антициклоны

В пограничной полосе 2-х соседних воздушных масс формируется атмосферные фронты. Атмосферный фронт – переходная зона между двумя воздушными массами с различными физическими свойствами. Атмосферный фронт между движущимися воздушными массами пересекается с плоскостью горизонта под углом менее 1º, имеет ширину в горизонтальной плоскости в десятки километров и толщину по вертикали порядка сотен метров. Длина атмосферного фронта достигает тысяч километров.

С фронтами связаны особые явления погоды. Восходящие движения воздуха в зонах фронтов приводят к образованию обширных облачных систем, из которых выпадают осадки на больших площадях. Огромные атмосферные волны, возникающие в воздушных массах по обе стороны от фронта, приводят к образованию атмосферных возмущений вихревого характера – циклонов и антициклонов, определяющих режим ветра и других элементов погоды.

Главные климатические фронты:

Арктический (антарктический) – на границе АВ и УВ.

Полярный – на границе УВ и ТВ.

Внутритропический – на границе ТВ и ЭВ.

Как и для любой контактной, граничащей поверхности, для линии атмосферного фронта характерны бурные, активные процессы перемешивания атмосферы, формирования атмосферных вихрей, развития конвективного подъема воздуха.

Читайте также:
Соленость мирового океана: исследования состава воды, отличие ее от пресной

По линиям арктического и особенно полярного фронтов происходит формирование циклонов. Этот процесс получил название циклогенеза.

Циклон. Циклон (от греческого kyklon – кружащийся) – крупномасштабное атмосферное возмущение вихревого характера, связанное с областью пониженного атмосферного давления. Минимальное атмосферное давление приходится на центр циклона. Ветры в циклоне северного полушария направлены против часовой стрелки, отклоняясь в нижнем слое к центру; в южном полушарии – по часовой стрелке, с таким же отклонением в нижнем слое.

Z

Схема циклона (Z).

Антициклон. Антициклон – область повышенного атмосферного давления с замкнутыми концентрическими изобарами на уровне моря. Максимальное давление в центре антициклона, к периферии оно убывает. Воздух в антициклоне движется в северном полушарии, огибая центр по часовой стрелке (т.е. отклоняясь вправо), в южном полушарии – против часовой стрелки. В нижнем слое линии тока воздуха имеют форму спиралей, расходящихся от центра. Расходимость воздушных течений в нижних слоях влечет за собой преобладание в антициклоне нисходящих движений (оседания) воздуха с вертикальной составляющей порядка десятков и сотен метров в сутки.

Az

Схема антициклона (Az).

циклон

Циклоны (А) и антициклоны (Б) (в северном полушарии)

Фронты постоянно возникают и исчезают (размываются) вследствие определенных особенностей атмосферной циркуляции. Вместе с ними формируются, меняют свойства воздушные массы.

Фронты по характеру перемещения воздушных масс делят на теплые и холодные. Фронт смещается в сторону менее активной воздушной массы. Более активная воздушная масса вытесняет с территории менее активную. Более активной является та масса, где больше барический градиент.

tepl_front

Теплым является фронт, который перемещается в сторону холодного воздуха, т.к. теплый воздух является более активным. Он натекает на отступающий холодный воздух, спокойно поднимаясь вверх по фронтальной поверхности. Происходит адиабатическое охлаждение, сопровождающееся конденсацией влаги и образованием мощной облачной системы, что приводит к выпадению осадков. Длина зоны дождей достигает 600- 700 км . В месте подъема теплого воздуха, т.е. на линии фронта формируется зона низкого давления. Холодный воздух медленно отступает. В целом теплый фронт приносит тепло и влагу.

Холодный фронт возникает, когда холодный воздух оттесняет с территории теплый воздух. Теплая воздушная масса оттесняется вверх клином холодного воздуха. Прохождение фронта приводит к смене теплой воздушной массы на холодную, а следовательно, понижению температуры и резким изменениям других метеорологических элементов. Фронтальная поверхность круче, чем у теплого фронта.

hol_front

В зависимости от степени устойчивости теплого воздуха различают холодные фронты 1-го и 2-го родов.

Холодный фронт 1-го рода движется относительно медленно, теплый воздух перед ним поднимается спокойно. Наклон фронта несколько больше, чем у теплого фронта, а зона осадков меньше. В облачной системе преобладают слоисто-дождевые (Ns), затем высокослоистые (As) и далее перисто-слоистые (Cs) облака. Перед фронтом наблюдаются кучево-дождевые облака (Cb). Предвестником фронта являются высококучевые облака (Ac).

Холодный фронт 2-го рода выделяют, когда холодный воздух быстро вторгается и активно оттесняет теплую воздушную массу. Восходящее движение теплого воздуха перед фронтом в нижней части, встречается с нисходящим по фронтальной поверхности. Перед фронтом на высоте возникает инверсия. Также перед фронтом образуется мощная облачная система, в основном из кучево-дождевых облаков (Cb), характерны шквалистые ветры, ливни с грозами, нередко с градом. Но фронт быстро проходит и погода улучшается.

Читайте также:
Список стран Южной Америки: политическая карта, столицы и города, кто открыл материк

В атмосфере при эволюции циклонов возникают и более сложные комплексные фронты, представляющие собой объединение двух или нескольких фронтальных поверхностей. Смыкание фронтов происходит потому, что холодный фронт, перемещаясь быстрее теплого, может догнать его. Тогда, теплый воздух, оказавшись между двумя фронтами, начинает вытесняться вверх, а холодные массы двух фронтов соединяются. Такие фронты называют фронтом окклюзии.

Атмосферный фронт: что это, признаки теплого и холодного фронта, схема циклона и антициклона, характеристики движения

Циклоны Антициклоны
Атмосферный вихрь с низким давлением в центре Атмосферный вихрь с высоким давлением в центре
Движение воздуха от окраин к центру против часовой стрелки Движение воздуха от центра к окраинам по часовой стрелке
В центре—восходящее движение воздуха В центре—нисходящее движение воздуха
Погода изменчивая, ветреная, облачная, с осадками. Погода устойчивая, безветренная, безоблачная, без осадков. Летом – тёплая, зимой – морозная.

В тропосфере постоянно возникают, развиваются и исчезают вихри разных размеров – от небольших, до гигантских по площади циклонов и антициклонов .

Циклон – это область с пониженным давлением в центре. Поэтому воздух в циклоне перемещается по спирали от периферии (из областей высокого давления) к центру (в область низкого давления) и затем поднимается вверх, образуя восходящие потоки . В циклоне воздух движется по криволинейному пути и направлен против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке – в Южном. С циклонами связаны обширные области облаков и осадков, значительные изменения температуры, сильные ветры. Однако известны и циклоны, которые существуют в течение всего года в постоянных областях пониженного давления: Исландский циклон (минимум), расположенный в Северной Атлантике в районе о. Исландия, и Алеутский циклон (минимум) в районе Алеутских островов на севере Тихого океана. Кроме умеренных широт циклоны наблюдаются в тропическом поясе.

Тропические циклоны возникают только над морем, между 10-15 ° с. и ю.ш. При переходе на сушу они быстро затухают. Это, как правило, небольшие циклоны, их диаметр около 250 км но с очень низким давлением в центре.

Тропические циклоны перемещаются со скоростью 10-20 км/ч в основном с востока на запад, но их траектория отклоняется в сторону высоких широт (например, в Северном полушарии они движутся к северо-западу). Это очень мощные вихри с исключительно сильными ветрами (20-30 м/с, в порывах до 100 м/с и более), которые вызывают сильнейшее волнение на море и большие разрушения на суше. На земном шаре в среднем за год отмечается более 70 случаев тропических циклонов. Они наиболее известны в районе Антильских островов, у юго-восточного побережья Азии, в Аравийском море, Бенгальском заливе, восточнее о. Мадагаскар. В различных районах они имеют местные названия ( циклон – в Индийском океане; ураган – в Северной и Центральной Америке; тайфун – в Восточной Азии). Циклоны особенно характерны для территории Европы, где они перемещаются с Атлантики на восток и существуют до 5-7 суток, т.е. пока не выровняется атмосферное давление.

Антициклон – это область с повышенным давлением в центре. Благодаря этому движение воздуха в антициклоне направлено от центра (из области более высокого давления) к периферии (в области более низкого давления). В центре антициклона воздух опускается, образуя нисходящие потоки, и растекается во все стороны, т.е. от центра к периферии. При этом он также вращается, но направление вращения противоположно циклоническому – оно происходит по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки – в Южном.

Читайте также:
Великие озёра Северной Америки: названия, где находятся на карте большие озера

Антициклоны в умеренных широтах чаще всего следуют за циклонами, нередко они принимают малоподвижное (стационарное) состояние и также существуют до тех пор, пока давление не выровняется (6-9 суток). В связи с нисходящими движениями в антициклоне воздух не насыщается влагой, облакообразование не происходит и преобладает малооблачная и сухая погода со слабыми ветрами и штилями. Кроме умеренных широт антициклоны в самой большей степени распространены в субтропических широтах – в поясах высокого давления. Здесь это постоянные, существующие в течение всего года атмосферные вихри (области высокого давления): Северо-Атлантический (Азорский) антициклон (максимум) а районе Азорских островов и Южно-Атлантический антициклон; Северо-Тихоокеанский антициклон в Тихом океане и Южно-Тихоокеанский; Индийский антициклон (максимум) в Индийском океане. Как видим, все они расположены над океанами. Единственный мощный антициклон над сушей возникает зимой в Азии с центром над Монголией – Азиатский (Сибирский) антициклон.

Размеры циклонов и антициклонов сопоставимы: диаметр их может достигать 3-4 тыс. км, а высота – максимум 18-20 км, т.е. они представляют собой плоские вихри с сильно наклонной осью вращения. Перемещаются они обычно с запада на восток со скоростью 20-40 км/ч (кроме стационарных).

Воздушные массы, имея различные физические свойства (особенно температуру воздуха), разделяются между собой довольно узкими переходными зонами, которые сильно наклонены к земной поверхности (меньше 1 °).

Атмосферным фронтом называется раздел между воздушными массами, обладающими разными физическими свойствами. Пересечение фронта с земной поверхностью называется линией фронта.

Теплый фронт перемещается в сторону холодного воздуха и означает наступление теплого воздуха. Он медленно оттесняет холодный воздух. Как более легкий он натекает на клин холодного воздуха, полого поднимаясь вверх по поверхности раздела. При этом перед фронтом образуется обширная зона облаков, из которых выпадают обложные осадки. Полоса осадков перед теплым фронтом достигает 300, а в холодное время даже 400 км. За линией фронта осадки прекращаются. Постепенная смена холодного воздуха теплым приводит к понижению давления и усилению ветра. После прохождения фронта наблюдается резкое изменение погоды: повышается температура воздуха, ветер изменяет направление примерно на 90 ° и ослабевает, ухудшается видимость, образуются туманы, могут выпадать моросящие осадки.

Холодный фронт перемещается в сторону теплого воздуха. В этом случае холодный воздух – как более плотный и тяжелый – движется по земной поверхности в виде клина, движется быстрее, чем теплый и, как бы приподнимает впереди себя теплый воздух, энергично выталкивая его вверх. Над линией фронта и впереди его образуются большие кучево-дождевые облака, из которых выпадают ливневые дожди, возникают грозы, наблюдаются сильные ветры. После прохождения фронта осадки и облачность значительно уменьшаются, ветер изменяет направление примерно на 90 ° и несколько ослабевает, температура понижается, уменьшается влажность воздуха, увеличивается его прозрачность и видимость; давление растет.

Читайте также:
Удивительный остров полумесяца: интересные факты о субантарктическом архипелаге

Климатические фронты – фронты глобального масштаба, являющиеся разделами между главными (зональными) типами воздушных масс.

Таких фронтов пять: арктический, антарктический, два умеренных (полярных) и тропический. Арктический (антарктический) фронт отделяет арктический (антарктический) воздух от воздуха умеренных широт, два умеренных (полярных) фронта разделяют воздух умеренных широт и тропический воздух. Тропический фронт образуется там, где встречаются тропический и экваториальный воздух, отличающиеся по влажности, а не по температуре.

Все фронты вместе с границами поясов смещаются летом к полюсам, а зимой к экватору. Нередко они образуют отдельные ветви, распространяющиеся на большие расстояния от климатических зон. Тропический фронт всегда находится в том полушарии, где лето.

Атмосферный фронт: что это такое, основные признаки и разновидности, особенности в центральной России

Погода — очень изменчивая субстанция. Нередко приходится наблюдать, как постепенные, предсказуемые, так и резкие, неестественные изменения погодных условий. Среди механизмов, связанных с подобными переменами, большое место занимает такое явление, как атмосферные (воздушные) фронты (АФ).

atmosfernyj_front_chto_ehto_1

Что такое атмосферный фронт

Это переходная полоса между двумя различными воздушными массами. Образуется высоко над поверхностью Земли в атмосфере, а точнее, в самом нижнем из ее слоев — тропосфере. Воздушные массы при этом должны обладать противоположными свойствами. Соприкасаясь друг с другом, они вступают во взаимодействие, чем побуждают возникновение резких изменений в погоде.

Причины образования

Тропосферу, нижнюю часть атмосферы, образуют неодинаковые по качествам воздушные потоки. Все они чем-то похожи и чем-то различаются. Обычно их разделяют по показателям объема, давления, влажности и температуры. Тропосфера находится в постоянном движении. Из-за этого отличные друг от друга воздушные потоки соприкасаются, и место их столкновения называют атмосферным фронтом.

Основные причины образования:

  • разная температура воздушных потоков (теплые/холодные),
  • постоянное движение тропосферы.

Что влияет на образование

Для того, чтобы возник АФ, должна произойти встреча противоположных по свойствам воздушных масс (или, для возникновения фронта окклюзий, противоположных фронтов). Для этого нужно обеспечить их движение, а также наделить различными друг от друга свойствами. Факторы, осуществляющие достижение этих целей, перечислены в следующем списке.

  1. Разные климатические пояса.
  2. Разные подстилающие поверхности.
  3. Постоянное движение тропосферы.

Объяснение первого фактора. Разные климатические пояса обладают неодинаковыми по свойствам воздушными массами. Поэтому именно на границах двух и более климатических поясов появляется высокая вероятность соприкосновения отличных друг от друга воздушных массивов.

Вторым фактором является разница в поверхностях тех областей Земли, где образовывались массивы воздуха. Такие массивы будут не похожи друг на друга.

В зависимости от подстилающих поверхностей различают в основном два вида массивов:

  1. Сухой континентальный (подстил. поверхность — континент).
  2. Влажный морской (подстил. поверхность — океан).

В результате третьей причины движения тропосферы, эти разные по свойствам воздушные потоки, имеют возможность перемещаться и сталкиваться между собой.

atmosfernyj_front_chto_ehto_2

АФ подразделяют на разновидности, каждая из которых обладает собственными особенностями и приносит с собой собственные погодные условия.

atmosfernyj_front_chto_ehto_teplyj

Теплый

Теплый АФ всегда направлен в одну общую сторону движения обоих потоков. Он образуется, когда теплая воздушная масса нагоняет холодную и занимает ее территорию.

Теплый воздух может двигаться быстро, а холодный — нет. Когда обе массы воздуха соприкасаются, холодная образует своеобразный склон, по которому теплая перемещается вверх. Теперь оба потока устремляются в направлении движения теплого воздуха. В процессе набора высоты он охлаждается и начинает формировать дождевые облака.

Читайте также:
Соленость мирового океана: исследования состава воды, отличие ее от пресной

atmosfernyj_front_chto_ehto_holodnyj

Холодный

Холодный АФ всегда направлен в сторону, противоположную направлению теплой массы воздуха. Он образуется, когда холодный воздух нагоняет теплый и занимает его территорию. Последний из-за легкости начинает быстро набирать высоту, и его температура стремительно опускается. Из влаги образуется пар, который формирует кучево-дождевые облака. Воздух продолжает двигаться туда, куда направлялся холодный поток. Начинаются ливни, и наступает резкое похолодание.

Стационарный

Это почти или полностью неподвижный АФ. Ему могут принадлежать признаки как теплого, так и холодного фронтов, так как любой из них может стать стационарным. Именно изначальный фронтальный вид определяет погоду образовавшегося стационарного. На некоторых этапах его существования погода приобретает качества погоды фронта окклюзий.

Фронт окклюзий

Это зона встречи двух других АФ, где холодный оказывается сильнейшим и перебивает теплый или стационарный.

  • сплошная облачная пелена,
  • продолжительное выпадение осадков относительно неизменной интенсивности на большой территории,
  • изменение стороны устремления ветра без увеличения его скорости,
  • постоянство атмосферного давления,
  • неизменность температуры,
  • формирование циклонов.

atmosfernyj_front_chto_ehto_3

Признаки

Если уметь различать признаки теплого и холодного атмосферных фронтов, можно предугадать погоду на ближайшее время. Чтобы различить эти два типа, нужно обратить внимание на облака, осадки, температуру, ветер и атмосферное давление.

Признаки теплого АФ:

  • понижается атмосферное давление,
  • возрастает температура воздуха, становится относительно тепло ,
  • видны перистые облака, затем переходящие в перисто-слоистые, которые, в свою очередь, постепенно переходят в высокослоистые,
  • облака становятся тяжелыми,
  • скорость ветра увеличивается, меняется его направление,
  • выпадают осадки.

Признаки холодного АФ:

  • скачет давление за и перед фронтовой границей,
  • стремительно понижается температура (на величину до 10°С за раз), становится холодно,
  • на небе кучевые облака,
  • видны области ясного неба за линией облачности,
  • дует шквалистый и быстро меняющий ориентацию ветер,
  • выпадают обильные осадки (в том числе возможны грозы и град).

Формула Маргулиса

Если бы воздушные потоки не двигались, то поверхность АФ была бы расположена параллельно поверхности Земли, то есть горизонтально. Но массы постоянно перемещаются, поэтому АФ наклонен к Земле в среднем на 1°. Теплый АФ наклонен в сторону своего движения, холодный АФ — в обратную. Просчитать угол наклона можно с помощью формулы Маргулиса.

Макс Маргулис — австрийский метеоролог, проводивший свои исследования в конце 19-начале 20 веков. Годы жизни — 1856—1920. Разработал формулу, названную впоследствии его же именем (формула Маргулиса).

atmosfernyj_front_chto_ehto_ciklon_i_anticiklon

Циклон и антициклон

Циклон — воронка воздуха с низким давлением в области центра, антициклон — с высоким. Воздушные воронки формируются в результате передвижения воздуха из областей, где его много, и давление повышено, в места, где его не хватает, и давление понижено.

Процесс в циклоне: зона с низким давлением и дефицитом воздуха (центр воронки) высасывает недостающий из областей с его избытком.

Процесс в антициклоне: зона с повышенным давлением и избытком воздуха (центром воронки) отдает лишний в участки с низким давлением.

Атмосферные фронты России

На территории страны преимущественно действуют 2 из 3 фронтов: полярный и арктический. Воздействию 3-го, тропического, подвержен юг Дальнего Востока.

Читайте также:
Главными частями биологии клеток являются эукариотическая и прокариотическая клетки

Циклоны образуются в основном над Охотским, Карским и Баренцевом морями. Большое влияние на атмосферу оказывают океаны: Северный Ледовитый, Тихий и Атлантический.

atmosfernyj_front_chto_ehto_4

Примеры

Действующий в июле на территории РФ полярный фронт вызывает обильное выпадение осадков в средней полосе страны и в центральной России.

Арктические воздушные массы возникают над Северным Ледовитым океаном и над северной частью Евразии и Северной Америки. Характеристика: низкая температура, низкая влажность, высокая прозрачность воздуха. Если арктические потоки переходят в умеренные широты, то из-за столкновения с противоположными потоками возникает стремительное похолодание с малооблачной или безоблачной погодой.

Континентальные арктические воздушные массивы образуются в центре и на востоке Арктики, а также (в зимний период) над северными берегами континентов. Характеризуются очень низкой температурой и влажностью. Приносят похолодание и безоблачную погоду.

Морские арктические массивы образуются в областях с более высокой температурой и влажностью — в европейской части Арктики, свободной ото льда. Такие потоки даже зимой приносят на материк потепление.

Место с наиболее интенсивным появлением тропических циклонов расположено в юго-западной части севера Тихого океана. В промежутке с 1940 до 1955 года здесь было зафиксировано прохождение 27 тайфунов, затем 28 в промежутке с 1955 до 1965 года, и 29 тайфунов за период с 1966 по 1975 год. В последнее время их число колеблется от 26 до 30.

atmosfernyj_front_chto_ehto_5

Влияние на жизнедеятельность человека

Резкие изменения погоды, сопровождающие наступление АФ, могут значительно повлиять на жизнедеятельность людей.

  • возникновение природных катаклизмов и опасных для человека условий (тайфуны, гололед, обильные осадки и т. д.),
  • нанесение материального ущерба, отрицательное влияние на технику,
  • негативное воздействие на самочувствие человека через атмосферное давление (особенно подвержены такому влиянию метеозависимые или метеочувствительные люди).

Обильные осадки, грозы, резкие изменения температуры и ветра могут привести к возникновению опасных ситуаций на улицах: к зимней оттепели и гололеду, мощным ветрам и падению деревьев, повреждению проводов электропередач, пожарам, сильным грозам, ударам молний по незащищенным объектам и т. п. Циклоны нередко превращаются в мощные ураганы.

Неожиданные скачки и резкие спады/повышения атмосферного давления могут негативно сказаться на людях, страдающих от проблем с собственным давлением. Кроме этого, резкая смена погодных условий оказывает негативное влияние на метеочувствительных или метеозависимых людей, может вызывать обострение хронических заболеваний, рецидивы и пр.

Интересные факты

Циклоны представляют собой гигантские вихри диаметром до нескольких тысяч километров.

Они могут существовать от нескольких дней до нескольких недель, а в определенных местах и до года. Обычно это районы с низким атмосферным давлением. Такими циклонами являются Исландский и Алеутский.

Во второй половине прошлого века антициклоны и циклоны стали называть мужскими и женскими именами. Это оказалось очень удобным для обмена информацией и позволило сократить количество ошибок.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: