Билет. Вторичные фронты. Циклоны умеренных широт, погода в них.

 

Вторичные фронты

 

Раздел внутри одной и той же воздушной массы, но между разными по температуре областями воздуха, называют вторичным фронтом.

Обычно наблюдаются холодные вторичные фронты, которые бывают в арктическом или умеренном воздухе, при движении к югу.

 

Вторичных холодных фронтов может быть несколько, и каждый отделяет холодный воздух от более холодного воздуха. Погода на вторичном холодном фронте аналогична погоде на холодном, но из-за меньших контрастов температур, все явления погоды выражены слабее, т.е. облака менее развиты, как по вертикали, так и по горизонтали. Зона осадков, 5-10 км.

 

Летом на вторичных холодных фронтах преобладают кучево-дождевые облака с грозами, градом, шквалам, сильной болтанкой и обледенением, а зимой общие метели, снежные заряды, ухудшающие видимость менее 1 км. По вертикали фронт летом развит до 6 км, зимой до 1-2 км.

 

Циклоны умеренных широт, погода

 

Атмосфера является чрезвычайно подвижной средой, где постоянно формируются и разрушаются вихри различных размеров.

Наиболее крупные атмосферные вихри – внетропические циклоны и антициклоны, имеющие различные размеры и достигающие в диаметре нескольких тысяч километров.

 

Циклон – область пониженного давления. Циклоны образуются на фронтах, разделяющих воздушные массы различного географического происхождения (например арктического воздуха и воздуха умеренных широт), возникают мощные завихрения воздуха, подобного тому, как при встрече двух потоков воды возникают водовороты. Эти завихрения имеют в поперечнике несколько сотен километров, а иногда 2000-3000 км. Ветры в циклоне дуют к центру от периферии, отклоняясь влево и направляясь по движению против часовой стрелки.

 

Обычно с прохождением циклона связывают ненастную погоду с осадками и сильными ветрами. Но циклон состоит из нескольких разнородных воздушных масс, различающихся по характеристикам погоды. В циклоне может быть и ненастная и солнечная погода – в зависимости от свойств воздушных масс в передней и тыловой его частях.

 

В жизни циклона и антициклона выделяют несколько стадий развития:

1. Начальная стадия (стадия волны),

2. Стадия молодого циклона,

3. Стадия максимального развития,

4. Стадия заполнения циклона.

 

Для начальной стадии развития циклона, длящейся примерно сутки, характерен процесс от первых признаков возникновения – от деформации фронтальной поверхности (стадия волны), до появления первой замкнутой изобары на приземной карте погоды. Разность давления между центром и периферией составляет не более 5-10 гПа. На высотах вихри в начальной стадии не прослеживаются.

 

Возникновение волны на фронте сопровождается деформацией термобарического поля тропосферы. Тёплый воздух получает тенденцию движения в сторону холодного и впереди волны в результате восходящего скольжения тёплого воздуха формируются мощные слоистые облака Ns-As-Cs.

 

В молодом циклоне проходят два фронта: теплый в юго-восточной части и холодный в северо-западной. Оба фронта смыкаются в центра циклона, а между ними располагается область, занятая теплой воздушной массой (теплым воздухом), – так называемый теплый сектор циклона. Остальная часть циклона заполнена холодной воздушной массой (холодным воздухом).

 

В этой стадии развития, продолжительность которой также обычно не более суток, циклоны имеют уже не менее 2-х замкнутых изобар.

Термобарическое поле деформируется, циклон углубляется, превращается в мощный атмосферный вихрь со значительными скоростями ветра. Циклоническая циркуляция распространяется в верхние слои атмосферы.

 

В молодом циклоне можно выделить три зоны резко отличающиеся по условиям погоды.

Зона I – передняя и центральная части холодного сектора циклона перед тёплым фронтом. В этой зоне характер погоды определяется свойствами тёплого фронта. Чем ближе к центру циклона и к линии фронта, тем мощнее система облаков и тем вероятнее выпадение обложных осадков.

 

Зона II – тыловая часть холодного сектора циклона за холодным фронтом. Здесь погода определяется свойствами холодной воздушной массы. При достаточной влажности и значительной неустойчивости в этой зоне выпадают ливневые осадки.

 

Зона III – тёплый сектор между теплым и холодным фронтом. Зимой в теплом секторе молодого циклона отмечаются сплошные облака St, Sc, а иногда наблюдаются адвективные туманы и морось. Летом в теплом секторе циклона в зависимости от от влажности воздушной массы может наблюдаться малооблачная погода, так и облачная погода, а иногда даже грозы. Днем отмечаются преимущественно кучевые облака.

 

Третья стадия характеризуется наименьшим давлением в центре циклона. Продолжительность стадии не более 12-24 ч. В последней стадии циклон заполняется. У поверхности Земли в центре циклона давление повышается. Горизонтальные градиенты давления и скорости ветра постепенно уменьшаются. Данная стадия наиболее продолжительна – 4 суток и более.

 

В стадии развитого циклона (стадия максимального развития) облачная полоса на спутниковых снимках представляет собой обширный облачный вихрь с мощной облачной системой. Смыкание облачных спиралей холодного и тёплого фронтов приводит к образованию единой спирали фронта окклюзии. Процесс смыкания начинается в центре циклона и постепенно сдвигается к периферии циклона.

 

Вторая половина жизни циклона характеризуется уменьшением его поступательной скорости, значительным преобразованием термобарического поля тропосферы – циклон становится высоким, термически симметричным (холодным) барическим образованием. В случае окклюдированного циклона погода различается в зависимости от характеристик воздушных масс по обе стороны от фронта окклюзии. На фронте окклюзии имеет место сочетание облачных систем холодного и тёплого фронтов – образуется общая полоса осадков из слоистых облаков восходящего скольжения (As-Ns) и конвективных кучево-дождевых облаков (Cb), которые будут выпадать как перед линией фронта, так и позади него.