Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Холодный фронт .
Не путать с Холодной волной .

Холодный фронт находится передний край более холодной массы воздуха на уровне земли , который заменяет более теплую массу воздуха и лежит в пределах выраженной поверхности желоба с низким давлением . Он часто формируется позади внетропического циклона (на западе в северном полушарии , на востоке в южном ), на переднем крае его схемы адвекции холодного воздуха, известной как сухой «конвейерный» поток циклона . Разница температур по границе может превышать 30 ° C (86 ° F) от одной стороны к другой. При наличии достаточного количества влаги вдоль границы может идти дождь. Если вдоль границы наблюдается значительная нестабильность ,по фронтальной зоне может образоваться узкая полоса гроз . Если нестабильность слабая, широкий экран от дождя может двигаться позади передней части , а охлаждение дождя за счет испарения может увеличить разницу температур на передней части. Холодные фронты сильнее в осенне-весенний переходный период и самые слабые летом.

Символ холодного фронта: синяя линия с треугольниками, указывающими по ходу движения.
Холодный фронт над восточным и центральным регионом Соединенных Штатов Америки

Развитие холодных фронтов [ править ]

Наступающий холодный фронт в северном Огайо (2016)

Холодный фронт возникает, когда масса сравнительно более холодного воздуха перемещается туда, где присутствует более теплый воздух. Более сухой и холодный воздух образует круто наклонную границу под более теплым и влажным воздухом у поверхности и поднимает этот воздух. Это часто приводит к образованию облаков с сильным вертикальным развитием, которое может проявляться в виде ливневых дождей и гроз при наличии достаточного количества влаги . [1] На погодных картах положение холодного фронта на поверхности обозначено синей линией из треугольников / шипов (точек), указывающей направление движения. Положение холодного фронта находится на переднем крае перепада температуры , который на изотермеАнализ будет проявляться как передний край градиента изотермы, и обычно он лежит в пределах резкого углубления на поверхности . [2] Холодные фронты движутся быстрее, чем теплые, и могут вызывать более резкие изменения погоды. Поскольку холодный воздух более плотный, чем теплый, он быстро заменяет теплый воздух, предшествующий границе. [3]

В северном полушарии холодный фронт обычно вызывает смещение ветра с юго-запада на северо-запад по часовой стрелке, также известное как изменение направления, а в южном полушарии - смещение с северо-запада на юго-запад (против часовой стрелки, задним ходом). Атмосферное давление неуклонно уменьшается с приближением холодного фронта; при фронтальном прохождении давление резко повышается, а затем стабилизируется. Обычно холодные фронты можно обозначить следующими характеристиками: [4] [1]

Погодное явлениеПеред переходом фронтаПока фронт проходитПосле прохождения фронта
ТемператураТеплыйВнезапное охлаждениеПостоянное охлаждение
Атмосферное давлениеНеуклонно снижаетсяСамый низкий, затем резкое увеличениеНеуклонно растет
Ветры
  • С юго-запада на юго-восток (северное полушарие)
  • С северо-запада на северо-восток (южное полушарие)
Порывистый; смена
  • С севера на запад, обычно с северо-запада (северное полушарие)
  • С юга на запад, обычно на юго-запад (южное полушарие)
Осадки / условия *Легкий пятнистый дождь может быть вызван слоисто-кучевыми или слоистыми облаками в теплом секторе. Летом иногда бывают грозы, если присутствует предшествующая линия шквала . Зимой возможны снежные шквалы или ливни. [5]Продолжительный дождь (нимбослоистые) или грозы (кучево-дождевые): в зависимости от условий.Души, затем очистка
Облака *Часто предшествуют перистые, перисто-слоистые, затем альтослоистые, как теплый фронт (но обычно с меньшим количеством этих облаков). Области перисто-кучевых и высококучевых облаков внутри перисто-слоистых и высокослоистых облаков встречаются чаще, чем на теплом фронте. Более крупные кучевые облака под более высокими типами облаков, чем на теплом фронте, где обычно встречаются слоисто-кучевые и кучевые влажные облака. Некоторые из этих кучевых облаков могут вызывать ливни перед фронтом.Кучево-дождевые и большие кучевые облака, дающие частые ливни, с листом верхнего альтослоя, через который иногда можно увидеть солнце. Реже нимбостратус возникает при непрерывном дожде.Пятнистые Перистые или кучевые и более высокие перистые облака вместе с быстро двигающимся слоистым разорванным затем в конце концов , рассеянными кучевым , а иногда и кучево - дождевым .
Видимость *От справедливого до бедного в дымкеПлохо, но улучшаетсяХорошо, кроме душа
Точка росыВысокий, устойчивыйВнезапное падениеПадение

* при наличии достаточной влажности.

Облака [ править ]

Высококучевые облака часто являются признаком наступления холодного фронта.

Если холодный фронт очень нестабилен , кучево-дождевые облака, производящие грозы, обычно образуются вдоль фронта. Перистые облака наковальни могут распространяться на значительное расстояние по ветру от грозы. [6] Другие типы облаков, связанные с холодным фронтом, зависят от атмосферных условий, таких как стабильность воздушных масс и сдвиг ветра. [7] По мере приближения фронта средний уровень уступает место высокослоистым и слоисто- кучевым облакам низкого уровня с прерывистыми небольшими осадками, если теплая воздушная масса, вытесняемая холодным фронтом, в основном стабильна. При значительной нестабильности воздушной массы вертикально развитые кучевые облака. либо кучево-дождевые облака с ливнями и грозами образуются вдоль фронта.

После прохождения холодного фронта небо обычно очищается, поскольку за системой создается высокое давление, хотя может сохраняться значительное количество кучевых или слоисто-кучевых облаков , часто в виде длинных полос, называемых облачными улицами, если воздушная масса за фронтом остается влажной. . [8] Небольшое и неизменное количество кучевых или перистых облаков при ясном небе обычно указывает на сохранение хорошей погоды, пока атмосферное давление остается сравнительно высоким.

Осадки [ править ]

Холодный фронт, как это было показано 3 апреля 2011 года на WSR-88D Национальной метеорологической службы Уичито, штат Канзас . Тонкая синяя линия с надписью «холодный фронт» - это фронт, за которым наблюдаются сильные грозы, которые развиваются позади него, который движется к внизу справа.

Холодный фронт обычно приносит с собой узкую полосу осадков, которая следует вдоль передней кромки холодного фронта. Эти полосы осадков часто очень сильные, [9] и могут вызывать сильные грозы, ливни с градом , [10] снежные шквалы [5] и / или торнадо . Весной эти холодные фронты могут быть очень сильными и приносить сильные ветры, когда градиент давления выше обычного. В зимние месяцы холодные фронты иногда проходят через районы с небольшим количеством осадков или без них. Более широкие полосы дождя могут возникать за холодными фронтами, которые, как правило, имеют более стратиформные и менее конвективные осадки. [11] Эти ливни иногда вызывают наводнения и могут двигаться очень медленно, когда шторм, управляющий им, сильный и встроен в структуру меридионального потока (с большим движением полюса к экватору, а не с запада на восток). Зимой холодные фронты могут принести похолодания, а иногда и снегопады. Весной или летом в умеренных широтах иногда может выпадать град вместе с дождем. Если влаги недостаточно, например, когда система ранее перемещалась через горный барьер, холодные фронты могут проходить без облачности.

Фронтогенетическое кровообращение [ править ]

Фронтогенез - это процесс создания или увеличения температурного градиента фронта. Во время этого процесса атмосфера реагирует, пытаясь восстановить баланс, следствием чего является круговое движение вдоль фронта, где воздух поднимается вверх, вдоль холодного фронта и опускается вниз за фронтальной границей. Это действительная сила восходящего движения вдоль фронта, ответственная за облака и осадки.

По мере того, как градиент температуры усиливается во время фронтогенеза, тепловой ветер становится несбалансированным. Для поддержания баланса геострофический ветер наверху и внизу регулируется таким образом, что образуются области расхождения / конвергенции. Непрерывность массы потребует вертикального переноса воздуха вдоль холодного фронта, где есть дивергенция (пониженное давление ). Хотя эта циркуляция описывается серией процессов, на самом деле они происходят одновременно, что можно наблюдать вдоль фронта как термически прямая циркуляция. Есть несколько факторов, которые влияют на окончательную форму и наклон циркуляции вокруг фронта, в конечном итоге определяя вид и расположение облаков и осадков. [7] [12]

Изменения температуры [ править ]

Холодные фронты - это передний край более холодных воздушных масс, отсюда и название «холодный фронт». У них более сильные перепады температур осенью (осенью), весной и в середине зимы. Температурные изменения, связанные с холодными фронтами, могут достигать 30 ° C (50 ° F). Когда возникают холодные фронты, обычно бывает быстрый, но сильный порыв ветра, который показывает, что холодный фронт проходит. При наблюдении за погодой на поверхности при этом кодируется примечание, известное как FROPA. [13] Последствия холодного фронта могут длиться от часов до дней. Воздух за передней частью холоднее, чем воздух, который он заменяет, и теплый воздух вынужден подниматься, поэтому он охлаждается. Поскольку более прохладный воздух не может удерживать столько влаги, сколько теплый воздух, образуются облака и идет дождь. [4]

Характеристики границ вокруг внетропического циклона [ править ]

Пример окклюзионного циклона . Тройная точка - это пересечение холодного, теплого и закрытого фронтов.

Холодные фронты образуются, когда более холодная воздушная масса перемещается в область более теплого воздуха вслед за развивающимся внетропическим циклоном. Более теплый воздух взаимодействует с более холодной воздушной массой вдоль границы и обычно вызывает осадки. Холодные фронты часто следуют за тёплым фронтом или линией шквала. Очень часто холодные фронты имеют впереди теплый фронт, но с перпендикулярной ориентацией. В областях, где холодные фронты догоняют теплый фронт, развивается окклюзионный фронт . Окклюзионные фасады имеют наверху зону теплого воздуха. Когда такой элемент образует полюс к внетропическому циклону, он известен как trowal , что является сокращением от TR ough O f W arm A ir a L.часто. [14] Холодный фронт считается теплым, если он начинает отступать перед следующим внетропическим циклоном вдоль фронтальной границы, и называется стационарным фронтом, если он останавливается.

См. Также [ править ]

  • Масса воздуха
  • Blue Norther (погода)
  • Холодная волна
  • Анализ погоды на поверхности
  • Погодный фронт

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Уайтмен, К. Дэвид (2000). Горная метеорология: основы и приложения . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 77–79. ISBN 978-0-19-803044-7. OCLC  428735924 .
  2. ↑ Дэвид Рот (14 декабря 2006 г.). «Единое руководство по анализу поверхности» (PDF) . Центр гидрометеорологического прогнозирования . Проверено 9 января 2012 .
  3. ^ Пол М. Марковски; Иветт П. Ричардсон (2011-09-20). Мезомасштабная метеорология в средних широтах . Джон Уайли и сыновья. п. 120. ISBN 978-1-119-96667-8. Проверено 9 января 2012 .
  4. ^ a b «Холодный фронт: зона перехода от теплого воздуха к холодному» . ww2010.atmos.uiuc.edu . Проверено 9 ноября 2019 .
  5. ^ a b Дональд, Аренс, К. (2007). Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду (8-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Томсон / Брукс / Коул. С. 298–300. ISBN 978-0495011620. OCLC  66911677 .
  6. ^ Ли М. Гренчи; Джон М. Несе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст / лабораторное руководство (3-е изд.). Кендалл / Хант Издательская Компания. С. 207–212. ISBN 978-0-7872-7716-1. OCLC  51160155 .
  7. ^ a b Холтон, Джеймс Р. (2004). Введение в динамическую метеорологию . Академическая пресса. п. 277. ISBN. 978-0-12-354015-7.
  8. Перейти ↑ Weston, KJ (1980). «Наблюдательное исследование улиц конвективных облаков». Теллус . 32 (5): 433–438. Bibcode : 1980TellA..32..433W . DOI : 10.1111 / j.2153-3490.1980.tb00970.x .
  9. ^ Глоссарий метеорологии (2009). Линия префронтального шквала. Архивировано 17 августа2007 года на Wayback Machine. Проверено 24 декабря 2008 года.
  10. ^ Schemm, S .; Л. Ниси, А. Мартынов; Д. Леуэнберг и О. Мартиус (2016). «На стыке холодных фронтов и града в Швейцарии» . Письма об атмосфере . 17 (5): 315–325. Bibcode : 2016AtScL..17..315S . DOI : 10.1002 / asl.660 .
  11. ^ KA Browning и Роберт Дж. Герни (1999). Глобальная энергия и водные циклы. Проверено 26 декабря 2008.
  12. ^ Карлсон, Тоби Н. (1991). Метеорологические системы средних широт . HarperCollins Academic. п. 435. ISBN 978-0-04-551115-0.
  13. ↑ Nav Canada (январь 2005 г.). Путеводитель по авиационной метеорологической службе . п. 36.
  14. ^ Университет Сент-Луиса (2003-08-04). «Что такое БРАЧКА? Через Internet Wayback Machine» . Архивировано из оригинала на 2006-09-16 . Проверено 2 ноября 2006 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Холодный фронт: зона перехода от теплого воздуха к холодному.
  • Погодные фронты
  • Фронты: границы между воздушными массами