Атмосферні фронти - це що? Якими вони бувають?

Спостерігати за змінами погоди дуже захоплююче. Сонце змінюється дощем, дощ - снігом, і над усім цим розмаїттям віють рвучкі вітру. У дитинстві це викликає захоплення і подив, у людей старшого віку - бажання зрозуміти механізм процесу. Давайте спробуємо зрозуміти, що формує погоду і як з цим пов'язані атмосферні фронти.

Кордон повітряних мас

У звичному сприйнятті "фронт" - термін військовий. Це грань, на якій відбувається зіткнення ворожих сил. А поняття атмосферні фронти - це межі зіткнення двох повітряних мас, які формуються над величезними площами поверхні Землі.

З волі природи людина отримала можливість жити, еволюціонувати і заселяти все більші території. Тропосфера - нижня частина атмосфери Землі - забезпечує нас киснем і знаходиться в безперервному русі. Вся вона складається з окремих повітряних мас, об'єднаних спільним виникненням і схожими показниками. Серед основних показників цих мас визначають обсяг, температуру, тиск і вологість. Під час руху різні маси можуть зближуватися і стикатися. Однак вони ніколи не втрачають своїх кордонів і не змішуються між собою. Атмосферні фронти - це ділянки, де сопрікосаються повітряні маси і відбуваються різкі погодні скачки.

Трохи історії

Поняття «атмосферний фронт» і «фронтальна поверхня» виникли не самі по собі. Їх ввів в метеорологію норвезький учений Я. Бьеркнес. Сталося це в 1918 році. Бьеркнес довів, що атмосферні фронти - це основні ланки кругообігу атмосфери у високих і середніх шарах. Проте до досліджень норвежця, ще в 1863 році, адмірал Фіцрой припустив, що заповзяті атмосферні процеси починаються в місцях зустрічей мас повітря, що з різних сторін світу. Але в той момент наукове співтовариство не звернуло уваги на ці спостереження.

Бергенському школа, представником якої був Бьеркнес, не тільки проводила власні спостереження, але і звела воєдино всі знання і припущення, висловлені більш ранніми спостерігачами та вченими, і виклала їх у вигляді послідовної наукової системи.

За визначенням, похилу поверхню, що представляє собою область переходу між різними повітряними потоками, називають фронтальною поверхнею. А ось атмосферні фронти - це відображення фронтальних поверхонь на метеорологічну карту. Зазвичай перехідна область атмосферного фронту зав'язується біля поверхні Землі і піднімається вгору до тих висот, на яких розмиваються відмінності між повітряними масами. Найчастіше поріг цієї висоти становить від 9 до 12 км.

Теплий фронт

Атмосферні фронти бувають різні. Вони залежать від спрямованості пересування теплих і холодних масивів. Виділяють три типи фронтів: холодний, теплий і оклюзій, утворений в місці змикання різних фронтів. Розглянемо докладніше, що являють собою теплі і холодні атмосферні фронти.

Теплий фронт - такий рух повітряних мас, при якому холодне повітря поступається місцем теплому. Тобто повітря більш високої температури, просуваючись, розташовується на території, де панували холодні повітряні маси. Крім цього, він піднімається вгору уздовж перехідної зони. При цьому температура повітря поступово знижується, через що відбувається конденсація знаходиться в ньому водяної пари. Так утворюються хмари.

Основні ознаки, за якими можна визначити теплий атмосферний фронт:

• різко падає атмосферний тиск;
• зростає точка роси;
• підвищується температура повітря;
• з'являються перисті, потім перисто-шаруваті, а після - високо-шаруваті хмари;
• вітер трохи повертає вліво і стає більш сильним;
• хмари стають шарувато-дощовими;
• випадають опади різної інтенсивності.

Зазвичай після припинення опадів теплішає, але це триває недовго, оскільки холодний фронт рухається дуже швидко і наганяє теплий атмосферний фронт.

Холодний фронт

Спостерігається така особливість: теплий фронт завжди нахилений у бік руху, а холодний - в протилежну. Коли відбувається рух фронтів, холодне повітря вклинюється в теплий, виштовхуючи його вгору. Холодні атмосферні фронти ведуть до зниження температури і похолодання на значній території. У міру остигання піднялися теплих повітряних мас волога конденсується в хмарність.

Основні ознаки, за якими можна визначити холодний фронт:

• перед фронтом тиск падає, за лінією атмосферного фронту різко підвищується;
• утворюються купчасті хмари;
• з'являється поривчастий вітер, з різкою зміною напрямку за годинниковою стрілкою;
• починається злива з грозою або градом, тривалість опадів близько двох годин;
• різко падає температура, іноді на 10 ° С відразу;
• за атмосферним фронтом спостерігаються численні прояснення.

Для мандрівників пройти через холодний фронт - випробування не з легких. Іноді доводиться долати вихори і шквали в умовах поганої видимості.

Фронт оклюзій

Вже говорилося, що атмосферні фронти бувають різні, якщо з теплими і холодними більш-менш все зрозуміло, то фронт оклюзій викликає масу питань. Формування подібних ефектів відбувається в місцях змикання холодного і теплого фронтів. Більш тепле повітря при цьому витісняється вгору. Основна дія відбувається в циклонах в момент, коли більш стрімкий холодний фронт наганяє теплий. У результаті відбувається рух атмосферних фронтів і зіткнення трьох повітряних мас, двох холодних і однієї теплої.

Основні ознаки, за якими можна визначити фронт оклюзій:

• хмари й опади буря типу;
• різкі зміни напрямку вітру без сильного зміни швидкості;
• плавну зміну тиску;
• відсутність різких перепадів температур;
• циклони.

Фронт оклюзій залежить від температури холодних повітряних мас перед ним і за його лінією. Розрізняють холодний і теплий фронти оклюзій. Найскладніші умови спостерігаються в момент безпосереднього змикання фронтів. У міру витіснення теплого повітря фронт розмивається, погодні умови поліпшуються.

Циклон і антициклон

Оскільки в описі фронту оклюзій було вжито поняття "циклон", то треба розповісти, що ж це за явище.

Внаслідок нерівномірного розподілу повітря в поверхневих шарах утворюються зони високого і низького тиску. Зони високого тиску характеризуються надмірною кількістю повітря, низького - недостатнім його кількістю. У результаті перетікання повітря між зонами (з надлишкової в недостатню) утворюється вітер. Циклон - ділянка низького тиску, який затягує, як у воронку, бракуючий повітря і хмари з зон, де вони в надлишку.

Антициклон - ділянка з підвищеним тиском, який витісняє надлишок повітря в зони низького тиску. Основна характеристика - ясна погода, оскільки хмари з цієї зони також витісняються.

Географічне поділ атмосферних фронтів

Залежно від кліматичних зон, над якими формуються атмосферні фронти, їх розділяють за географічною ознакою на:

1. Арктичний, що відокремлює холодні арктичні повітряні маси від помірних.
2. Полярний, розташований між помірною і тропічної масами.
3. Тропічний (пасатний), що розмежовує тропічну і екваторіальну зони.

Вплив підстилаючої поверхні

На фізичні властивості повітряних мас впливає радіація і вид підстильної поверхні Землі. Оскільки характер такої поверхні може бути різним, то і тертя об неї відбувається нерівномірно. Складний географічний рельєф може деформувати лінію атмосферного фронту і змінити його ефекти. Наприклад, відомі випадки руйнування атмосферних фронтів при перевалювання через гірські хребти.

Повітряні маси і атмосферні фронти приносять синоптикам безліч сюрпризів. Зіставляючи і вивчаючи напрямки руху мас і капризи циклонів (антициклонів), вони складають графіки і прогнози, якими люди щодня користуються, навіть не замислюючись над тим, наскільки велика праця за цим стоїть.