Холодный фронт
Холодный фронт — это передняя кромка более прохладной массы воздуха на уровне земли, которая заменяет более теплую массу воздуха и лежит внутри выраженного поверхностного провала давления низкого . Он часто формируется за внетропическим циклоном (на западе в Северном полушарии , на востоке в Южном ), на переднем крае его структуры адвекции холодного воздуха , известной как . сухой «конвейерный» поток циклона Разница температур поперек границы может превышать 30 ° C (54 ° F) с одной стороны на другую. При наличии достаточной влажности вдоль границы может пойти дождь. При значительной нестабильности вдоль границы узкая линия гроз вдоль фронтальной зоны может образоваться . Если нестабильность слабая, [ нужны разъяснения ] широкий щит дождя может переместиться позади фронта , а охлаждение дождя за счет испарения может увеличить разницу температур поперек фронта. Холодные фронты сильнее в осенний и весенний переходные сезоны и наиболее слабы летом.
Развитие холодных фронтов
Холодный фронт возникает, когда масса сравнительно более холодного воздуха перемещается туда, где присутствует более теплый воздух. Более сухой и холодный воздух образует крутую границу под более теплым и влажным воздухом у поверхности и поднимает его. Это часто приводит к образованию облаков с сильным вертикальным развитием, что может проявляться в виде линии ливней и гроз при достаточного количества влаги . наличии [ 1 ] На картах погоды положение холодного фронта на поверхности отмечено символом синей линии из треугольников/шипов (точек), указывающих направление движения. Местоположение холодного фронта находится на переднем крае температуры падения , которое при анализе изотерм будет проявляться как передний край градиента изотермы, и обычно он находится внутри резкого поверхностного провала . [ 2 ] Холодные фронты движутся быстрее, чем теплые , и могут вызывать более резкие изменения погоды. Поскольку холодный воздух плотнее теплого, он быстро вытесняет теплый воздух, предшествующий границе. [ 3 ]
В северном полушарии холодный фронт обычно вызывает сдвиг ветра с юго-запада на северо-запад по часовой стрелке, также известный как поворот, а в южном полушарии — сдвиг с северо-запада на юго-запад (против часовой стрелки, назад). Атмосферное давление неуклонно снижается с приближением холодного фронта. При фронтальном проходе давление резко возрастает, а затем стабилизируется. Обычно холодные фронты характеризуются следующими характеристиками: [ 4 ] [ 1 ]
| Погодное явление | До прохождения фронта | Пока фронт проходит | После прохождения фронта |
|---|---|---|---|
| Температура | Теплый | Внезапное охлаждение | Постоянное охлаждение |
| Атмосферное давление | Постоянно снижается | Самый низкий, затем резкий рост | Постоянно растет |
| Ветры |
|
Порывистый; смещение |
|
| Осадки/условия* | Небольшой пятнистый дождь может быть вызван слоисто-кучевыми или слоистыми облаками в теплом секторе. Летом иногда бывают грозы, если предшествующая линия шквала имеется . Зимой снежные шквалы или ливни. возможны [ 5 ] | Затяжной дождь (дождевые облака) или грозы (кучево-дождевые): зависит от условий. | Дожди, затем прояснение |
| Облака* | Часто предшествуют перистым, перисто-слоистым, затем высокослоистым, как теплый фронт (но обычно с меньшим количеством этих облаков). Области перисто-кучевых и высоко-кучевых облаков внутри перисто-слоистых и высокослоистых облаков встречаются чаще, чем на теплом фронте. Кучевые облака большего размера под более высокими типами облаков, чем на теплом фронте, где обычно встречаются слоисто-кучевые и кучевые облака. Некоторые из этих кучевых облаков могут вызывать ливни впереди фронта. | Кучево-дождевые и кучевые облака дают частые ливни, с слоем верхних слоев альтослоя, сквозь который иногда можно увидеть солнце. Реже слоисто-дождевые облака возникают при продолжительном дожде. | Пятнистые высококучевые или слоисто-кучевые облака и более высокие перистые облака вместе с быстро движущимися слоистыми разломами, а затем в конечном итоге разбросанные кучевые облака , а иногда и кучево-дождевые . |
| Видимость* | От среднего до бедного в дымке | Плохо, но улучшается | Хорошо, кроме душа |
| Точка росы | Высокий, устойчивый | Внезапное падение | Падение |
*при условии достаточной влажности.
Облака
Если холодный фронт очень нестабилен , кучево-дождевые облака, вдоль фронта обычно образуются вызывающие грозы. Перистые облака-наковальни могут распространяться на значительное расстояние с подветренной стороны 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 этаж сменяется высокослоистыми и низкоуровневыми слоисто-кучевыми облаками с периодическими небольшими осадками, если теплая воздушная масса, вытесняемая холодным фронтом, в основном стабильна. вертикально развитые кучевые При значительной нестабильности воздушных масс вдоль фронта будут формироваться или кучево-дождевые облака с ливнями и грозами.
После прохождения холодного фронта небо обычно проясняется, поскольку позади системы создается высокое давление, хотя значительное количество кучевых или слоисто-кучевых облаков, часто в виде длинных полос, называемых облачными улицами , может сохраняться, если воздушная масса за фронтом остается влажной. от источника влаги. [ 8 ] Небольшое и неизменное количество кучевых или перистых облаков на ясном небе обычно является признаком продолжающейся ясной погоды, пока барометрическое давление остается сравнительно высоким.
Осадки
Холодный фронт обычно приносит узкую полосу осадков , которая следует вдоль переднего края холодного фронта. Эти полосы осадков часто бывают очень сильными, [ 9 ] и может принести 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 превышает нормальный. 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 управляет ими сильным и заключен в меридиональную структуру потока (с большим движением от полюса к экватору, а не с движением с запада на восток). Зимой холодные фронты могут принести похолодание, а иногда и снег. Весной или летом в умеренных широтах вместе с дождем иногда может выпадать град. Если влаги недостаточно, например, когда система ранее пересекала горный барьер, холодные фронты могут пройти без облачности.
Фронтогенетическая циркуляция
Фронтогенез — это процесс создания или усиления температурного градиента фронта. Во время этого процесса атмосфера реагирует, пытаясь восстановить равновесие, следствием чего является круговое движение вдоль фронта, где воздух поднимается вверх, вдоль холодного фронта и опускается вниз, за границу фронта. Это фактическая сила восходящего движения вдоль фронта, ответственного за облака и осадки.
По мере увеличения температурного градиента во время фронтогенеза тепловой ветер становится несбалансированным. Чтобы поддерживать баланс, геострофический ветер вверху и внизу корректируется, так что образуются области расхождения/конвергенции. Непрерывность массы потребует вертикального переноса воздуха вдоль холодного фронта, где есть расхождение (пониженное давление ). Хотя эта циркуляция описывается рядом процессов, на самом деле они происходят одновременно и наблюдаются 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
Холодные фронты — это передний край более холодных воздушных масс, отсюда и название «холодный фронт». Более сильные перепады температуры у них наблюдаются осенью ( осенью) и весной, а также в середине зимы. Изменения температуры, связанные с холодными фронтами, могут достигать 30 ° C (54 ° F). При прохождении холодных фронтов обычно возникает быстрый, но сильный порыв ветра, показывающий, что холодный фронт проходит. При наземных метеорологических наблюдениях , когда это происходит, кодируется замечание, известное как FROPA. [ 13 ] Последствия холодного фронта могут длиться от нескольких часов до нескольких дней. Воздух позади фронта холоднее воздуха, который он заменяет, и теплый воздух вынужден подниматься вверх, поэтому он охлаждается. Поскольку более прохладный воздух не может удерживать столько влаги, сколько теплый воздух, образуются облака и идет дождь или снег. [ 4 ]
Характеристики границ вокруг внетропического циклона
Холодные фронты образуются, когда более холодная воздушная масса перемещается в область более теплого воздуха после развивающегося внетропического циклона. Более теплый воздух взаимодействует с более прохладной воздушной массой вдоль границы и обычно вызывает осадки. Холодные фронты часто следуют за теплым фронтом или линией шквалов. Очень часто холодные фронты имеют впереди теплый фронт, но с перпендикулярной ориентацией. В районах, где холодные фронты догоняют теплый фронт, фронт окклюзии развивается . Окклюдированные фронты имеют область теплого воздуха вверху. называется « тровал» , что Теплый « Аира означает » рукав особенность образуется к полюсу от внетропического циклона, она часто Когда такая . [ 14 ] Холодный фронт переименовывается в теплый, если он начинает отступать перед следующим внетропическим циклоном вдоль границы фронта, и называется стационарным фронтом, если он останавливается. Особенно резкий тип холодного фронта, легко различимый на спутниковых снимках, — Узкая холодная фронтальная полоса дождя .
См. также
Ссылки
- ^ Перейти обратно: а б Уайтмен, К. Дэвид (2000). Горная метеорология: основы и приложения . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 77–79. ISBN 978-0-19-803044-7 . OCLC 428735924 .
- ^ Дэвид Рот (14 декабря 2006 г.). «Руководство по унифицированному анализу поверхностей» (PDF) . Центр гидрометеорологических прогнозов . Проверено 9 января 2012 г.
- ^ Пол М. Марковски; Иветт П. Ричардсон (20 сентября 2011 г.). Мезомасштабная метеорология в средних широтах . Джон Уайли и сыновья. п. 120. ИСБН 978-1-119-96667-8 . Проверено 9 января 2012 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Холодный фронт: зона перехода от теплого воздуха к холодному» . ww2010.atmos.uiuc.edu . Проверено 9 ноября 2019 г.
- ^ Перейти обратно: а б Дональд, Аренс, К. (2007). Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду (8-е изд.). Белмонт, Калифорния: Томсон/Брукс/Коул. стр. 298–300. ISBN 978-0495011620 . OCLC 66911677 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Ли М. Гренци; Джон М. Незе (2001). Мир погоды: Основы метеорологии: Текст / Лабораторное руководство (3-е изд.). Кендалл/Хант Издательская компания. стр. 207–212. ISBN 978-0-7872-7716-1 . OCLC 51160155 .
- ^ Перейти обратно: а б Холтон, Джеймс Р. (2004). Введение в динамическую метеорологию . Академическая пресса. п. 277. ИСБН 978-0-12-354015-7 .
- ^ Уэстон, Кей Джей (1980). «Наблюдательное исследование улиц конвективных облаков». Теллус . 32 (5): 433–438. Бибкод : 1980Tell...32..433W . дои : 10.1111/j.2153-3490.1980.tb00970.x .
- ^ Глоссарий метеорологии (2009). Предфронтальная линия шквала. Архивировано 17 августа 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 24 декабря 2008 г.
- ^ Шемм, С.; Л. Ниси, А. Мартынов; Д. Лейенберг и О. Мартиус (2016). «О связи между холодными фронтами и градом в Швейцарии» . Письма об атмосферной науке . 17 (5): 315–325. Бибкод : 2016AtScL..17..315S . дои : 10.1002/asl.660 . hdl : 1956/12444 .
- ^ К. А. Браунинг и Роберт Дж. Герни (1999). Глобальные энергетические и водные циклы. Проверено 26 декабря 2008 г.
- ^ Карлсон, Тоби Н. (1991). Погодные системы средних широт . Академик ХарперКоллинз. п. 435. ИСБН 978-0-04-551115-0 .
- ^ Навигация Канады (январь 2005 г.). Руководство по авиационному метеорологическому обслуживанию . п. 36.
- ^ Университет Сент-Луиса (4 августа 2003 г.). «Что такое TROWAL? Через Интернет-машину Wayback» . Архивировано из оригинала 16 сентября 2006 г. Проверено 2 ноября 2006 г.
