4. Атмосферные фронты.

Атмосферный фронт АФ (фронтальная зона) - слой воздуха, который разделяет две ВМ, отличающиеся друг от друга физическими свойствами.

Причина образования - сближение двух разнородных ВМ. Во фронтальных зонах происходят скачкообразные изменения: температуры, влажности, прозрачности, плотности воздуха; направления и скорости ветра; характера облаков; осадков и т. д. Толщина АФ составляет: несколько сот метров в приземном слое; 1 - 2 км в верхних слоях тропосферы. Фронтальная зона/поверхность (ФП) наклонена в сторону холодного воздуха. Над ФП располагается теплый воздух, как менее плотный и легкий, а под ней холодный (в виде клина). ФП обычно представляет слой инверсии, который является задерживающим слоем для всех вертикальных движений в холодном воздухе, расположенном внизу.

Место пересечения ФП с землей (уровнем моря) - линия фронта/фронт. Здесь фронт образует полосу шириной несколько десятков км.

Фронты, возникающие на разделах географических ВМ, называются главными фронтами. К ним относятся: арктические, полярные и тропические.

По скорости движения эти фронты могут быть: стационарными, медленно движущимися и быстро движущимися;

По температуре: теплыми, холодными и фронтами окклюзии;

По высоте развития: приземными, тропосферными и высотными.

Кроме главных фронтов, могут наблюдаться вторичные фронты внутри одного и того же географического типа ВМ, разделяющие отдельные части этой массы, например морской и континентальный воздух или более свежие от прогретых.

Приземные фронты прослеживаются в слое от земли до высоты 1 - 2 км. Верхние фронты не обнаруживаются у поверхности земли, но бывают хорошо выражены в средних и верхних слоях тропосферы.

ФП высоких и верхних фронтов обычно образует в верхней половине тропосферы широкую переходную зону, называемую высотной фронтальной зоной (ВФЗ).

В ысотная фронтальная зона (вертикальный разрез) одного атмосферного фронта

Иногда два хорошо выраженных внизу фронта сливаются в верхних слоях тропосферы, образуя одну широкую ВФЗ.

В ысотная фронтальная зона (вертикальный разрез) двух атмосферных фронтов

ВФЗ характеризуются большими горизонтальными градиентами температуры. Обычно вдоль ВФЗ наблюдаются струйные течения.

В виду большой горизонтальной протяженности главные фронты не бывают однородными по своим свойствам на всем протяжении. Отдельные участки главного фронта в зависимости от активности и движения ВМ, лежащих по обеим его сторонам, могут принимать характер теплого (ТФ) или холодного (ХФ) фронтов.

4.1. Теплые фронты.

Теплый фронт (ТФ) - участок главного фронта, перемещающийся в сторону холодного воздуха. За таким фронтом движется теплый воздух, который, будучи менее плотным, натекает на холодный, расположенный в виде клина внизу.

Наклон фронтальной поверхности от 1/100 до 1/200. Перед линией фронта наблюдается область падения давления, которая обусловлена заменой холодного воздуха теплым. С падением давления происходит усиление ветра. Максимальной скорости он достигает перед прохождением ТФ, а затем скорость ветра ослабевает. Перед ТФ преобладают ветры юго-восточной четверти, переходящие за фронтом на южные и юго-западные. Медленное восхождение теплого воздуха вдоль ФП приводит к его адиабатическому охлаждению и образованию облаков и зоны осадков большого протяжения.

Под основной фронтальной облачной системой наблюдается зона обложных осадков. Она лежит впереди приземной линии фронта (в клину холодного воздуха) и имеет протяженность от фронта до 200-300 км летом и до 400 км зимой. При сильных ветрах зимой прохождение ТФ сопровождается общими метелями.

В зоне осадков, благодаря большому насыщению воздуха водяным паром и некоторому подъему его вверх, образуются низкие Fr nb с высотой нижней кромки 50-100 м. Иногда в этой же зоне возникает фронтальный туман, сливающийся с вышележащими облаками. Ширина зоны тумана - 150 - 200 км. При t° от 0 до - 3° наблюдается гололед.

Летом на ТФ могут возникать очаги Cb с ливнями и грозами. Обычно они наблюдаются в ночное время. Возникновение гроз на ТФ ночью объясняется сильным ночным радиационным выхолаживанием верхнего слоя облаков при относительно неизменной t° нижнего слоя. Происходит возрастание контраста температур между верхним и нижним краем облаков и, следовательно, к увеличению вертикального температурного градиента, который и является причиной развития вертикальных токов воздуха внутри слоистообразных облаков ТФ. Эти токи приводят к образованию Cb, которые бывают замаскированы облачностью ТФ. Нижняя граница Cb - 1500 - 2000 м, а вершины могут значительно приподниматься над облаками ТФ.

В полете наиболее сложные условия погоды встречаются в тыловой части ТФ, где облака имеют низкую границу до 50 м и большую вертикальную мощность. В передней зоне ТФ на больших высотах можно встретить сильный ветровой поток - струйное течение.