Мы рассмотрели теплый фронт циклона. Сейчас обратим внимание на холодный фронт. Разберем особенности и внешние проявления, позволяющие в яхтинге приготовиться к его приближению. Холодными называются участки основного фронта, перемещающиеся в сторону относительно теплой воздушной массы. За холодным фронтом перемещается холодная воздушная масса. Если воздушный поток направлен от холодной воздушной массы к более теплой, то такой фронт называется холодным. Отставание нижних слоев воздуха от верхних под влиянием трения о земную поверхность приводит к тому, что верхние слои обрушиваются вниз и приобретают форму катящегося вала. Вытесняемый прямо вверх теплый воздух быстро поднимается и образует гряду темных туч — кучево-дождевых облаков. В зависимости от скорости перемещения воздуха различают холодные фронты первого рода (скорость передвижения невелика) и второго рода.

Структура холодного фронта.

Структура холодного фронта различается в зависимости от того, быстро или медленно он движется. По этой причине различают:
— холодный фронт первого рода - медленно движущийся, у которого облачность и осадки располагаются в основном за линией фронта, что осложняет в яхтинге обнаружение его приближения;
— холодный фронт второго рода - быстро движущийся, у которого облачность и осадки расположены в основном перед линией фронта.

Холодный фронт второго рода наблюдаются в центральной части циклона, а первого рода - на его периферии.

Холодный фронт первого рода.

При холодном фронте первого рода происходит вытеснение масс теплого воздуха вторгающимся под него клином холодного воздуха. Здесь характер облачности представляет собой зеркальное изображение облачности . Непосредственно перед линией холодного атмосферного фронта возникает кучево-дождевые облака (СЬ), из которых выпадают ливневые осадки, сопровождаемые грозами. Ширина зоны ливневой облачности — несколько десятков километров.

Облачная система Мз-Аз с обложными осадками располагается за линией холодного фронта. Ширина зоны облачности, ее мощность и, соответственно, ширина зоны осадков примерно вдвое меньше, чем у теплого. Таким образом, в отличие от теплого система облачности холодного фронта первого рода не позволяет яхтсменам заранее по облакам обнаружить его приближение.

Холодный фронт второго рода.

Холодный фронт второго рода отличается тем, что быстрое перемещение вала воздуха вызывает перед линией фронта бурный подъем оттесняемого теплого воздуха, а нисходящие движения воздушных потоков препятствуют распространению облачной системы непосредственно за линией фронта. Возникающая облачная система представляет собой в основном вал мощных облаков СЬ. При их растекании в небольшом количестве могут образоваться Сс, Ас и Sс, а под ними, в зоне выпадающих ливневых осадков, обычно наблюдаются разорванные кучевые плохой погоды. На высотах 4-5 км восходящий поток адиабатически охлажденного влажного воздуха встречается с нисходящим потоком адиабатически нагретого сухого воздуха. В результате образуется верхний вторичный фронт, под которым вал облаков СЬ вытягивается вперед. Передний его край, имеющий характер Аз, может постепенно разделиться на гряды чечевицеобразных облаков Ас. Эти облака выносятся вперед на 200 — 300 км и их обнаружение является надежным предупреждением в яхтинге о приближении холодного фронта второго рода.

Позади линии холодного атмосферного фронта в массе воздуха наблюдаются нисходящие движения воздуха, особенно значительные в передней части клина воздуха. Поэтому внутримассовые облака здесь не возникают. Вскоре после прохождения линии холодного фронта наступает быстрое прояснение, вплоть до полного; лишь через несколько часов, когда нисходящие движения затухнут и фронтальная поверхность достаточно приподнимется, могут появиться свойственные неустойчивой массе конвективные облака и ливневые осадки.

Ливневые осадки при прохождении холодного фронта второго рода непродолжительны (от нескольких минут до 1 ч), поскольку ширина зоны осадков небольшая, а скорость перемещения значительная. В вале кучево-дождевых облаков иногда встречаются разрывы или менее развитая облачность нижнего и среднего ярусов. На отдельных участках развивается грозовая деятельность, которая, затухнув на одних участках, может появиться на соседних.

Направление ветра при прохождении холодных фронтов обоих родов изменяется так же, как и в случае теплого, но поворот вправо (в северном полушарии) в момент прохождения — более значительный и резкий. Одновременно резко усиливается скорость ветра.
При приближении холодного фронта наблюдается непродолжительное, обычно слабое, но постепенно ускоряющееся падение давления. Тотчас по прохождении начинается рост давления, обусловленный заменой теплого воздуха холодным.

Температура воздуха после прохождения линии холодного фронта понижается. Скачок температуры зависит от характера сменяющихся масс.

Холодным фронтам обоих родов свойственны предфронтальные шквалы, особенно опасные явления для яхтинга. Для воздуха за холодным фронтом характерно нисходящее движение, которое становится особенно интенсивным в передней части клина, где благодаря трению создается крутой наклон фронтальной поверхности. Воздух, обрушиваясь вниз, как бы перекатывается вперед, подобно гусеницам танка, причем скорость его продвижения во всех случаях оказывается больше, чем соответствующая составляющая скорости теплого воздуха в нижних слоях. Обрушивание холодного воздуха приводит к вытеснению вверх теплого воздуха и к возникновению вихря с горизонтальной осью; с этим вихрем и связаны явления фронтальных шквалов.

Особенно интенсивное нисходящее движение имеет место в голове холодного воздуха. Опускающийся с высоты нескольких километров, этот воздух адиабатически нагревается, и благодаря этому скачок температуры сглаживается. В некоторых случаях внутри холодного клина возникает вторичный холодный фронт, отделяющий нагревшийся воздух «головы» от воздуха, лежащего дальше и не захваченного в такой степени нисходящим движением.

Этот второй холодный фронт идет на расстоянии нескольких километров за размывшимся основным. При его прохождении наблюдается скачок температуры, ветры и шквалы, но облачной системы он не имеет. Это явление называют раздвоением холодного фронта. Яхтсмены должны об этом постоянно помнить и не расслабляться после прохождения холодного фронта. Шквалы без видимой облачной системы могут доставить много проблем в яхтинге. Как говориться, он подкрался незаметно.

В барических ложбинах в тылу циклона обычно формируются вторичные холодные фронты. Они имеют систему облаков, сходную с системой облаков холодного фронта второго рода, однако вертикальная протяженность облаков в них меньше протяженности облаков основных фронтов. В отдельных случаях может быть несколько ложбин и вторичных фронтов.

Малоподвижными (стационарными) называются участки основного фронта, не претерпевающие существенного перемещения.
В циклоне холодный фронт перемещается несколько быстрее теплого. С течением времени происходит их сближение, а затем и слияние, начинающееся близ центра циклона. Такой фронт, образовавшийся в результате слияния холодного и теплого, называется фронтом окклюзии (сомкнутым). Но об этом в .

В предыдущей статье мы рассмотрели причины появления ветра, которыми являются циклоны и антициклоны и их взаимодействие. Безусловно, яхтсмена в первую очередь интересуют циклоны, несущие с собой плохую погоду с сильными ветрами, которых он хотел бы избежать, или, по крайней мере знать, с какими условиями придется столкнуться, чтобы подготовиться к ним. Обычно, циклон несет с собой атмосферные фронты – теплый и холодный, каждый из которых обладает определенными свойствами, и которые мы изучим в этой статье.
Атмосферным фронтом называют границу раздела между двумя воздушными массами разной плотности. Поскольку температура является главным регулятором плотности воздуха, то фронт обычно разделяет воздушные массы с разной температурой. Наряду с этими характеристиками, прохождение фронтов обуславливает изменение давления, направления и силы ветра, влажности, облачности. Существует несколько типов атмосферных фронтов: теплый фронт, холодный фронт, фронт окклюзии и стационарный фронт. Обычно, фронт называют соответственно температуре воздушной массы, идущей вслед за ним. Фронт, за которым находится теплый воздух (или теплый сектор циклона), называют теплый фронт, и наоборот, если за фронтом приходит холодный воздух – это холодный фронт. Прежде, чем рассмотреть особенности каждого из них, давайте рассмотрим структуру циклона с фронтами в целом.

На рисунке G450a представлен циклон с фронтами и направления ветров в нем.

Рис. G450a Типичный циклон с фронтами

Следующая иллюстрация G450b показывает распределение облачности на фронтах.

Рис. G450b

Выпадение осадков и при прохождении фронтов показано на рисунке G450c

Рис. G450с

Приведенные выше рисунки наглядно демонстрируют, с какими разными условиями мы сталкиваемся при прохождении фронтов. Сравнительная характеристика фронтов приведена в таблице 1.

Фронт	Теплый	Холодный	Фронт окклюзии	Стационарный
Погода	Непрерывный дождь, затем туман	Проливной дождь, ливни	Дождь, затем шквалы	Периодический дождь, затем прояснение
Основные облака	Слоистые	Кучево-дождевые	Слоистые, затем дождевые	Низко-слоистые, затем дождевые
Изменение температуры	Медленно растет	Резко падает при прохождении фронта	Поднимается или падает	Медленно растет
Скорость ветра	10 -15 узлов	15 -30 узлов	10 -15 узлов	Тихий или штиль
Обозначение фронта на метео картах

Таблица 1.

Рассмотрим ближе каждый из атмосферных фронтов

Теплый фронт

Любой фронт (кроме окклюдированного), движущийся таким образом, что холодный воздух замещается теплым при прохождении фронта, называется теплый фронт. (См. рис. G207a)

Рис. G207a

Теплый фронт приходит следующим образом. После первого появления перистых облаков, небо постепенно понижается, наполняясь перисто-слоистыми облаками. 22-градусное гало вокруг солнца или луны информирует нас о наличии ледяных кристаллов в этих облаках, которое мы могли бы и не заметить, не будь этого гало. Непрерывный, мелкий дождь начинается где-то на середине пути между первым появлением перистых облаков и прохождением самого фронта. Давление постепенно падает, а ветер усиливается и при прохождении фронта, достигает наибольшей силы и резко поворачивает по часовой стрелке. Подробнее ознакомьтесь с характеристиками теплого фронта в таблице 2.

	Перед фронтом	При проходе фронта	За фронтом
Погода	Продолжительный дождь или снег	Дождь заканчивается	Морось или легкий дождь
Облачность	Последовательно Ci, Cs, As, Ns	Низкие слоисто-дождевые	Слоистые или слоисто-кучевые
Ветер	Постоянно усиливается и поворачивает против часовой стрелки	Резко поворачивает по часовой стрелке	Постоянное направление и сила
Давление	Постоянно падает	Наименьшее значение	Небольшие изменения
Температура	Стабильная или слегка растет	Повышается	Не меняется или слегка растет
Видимость		Плохая из-за тумана	Хорошая или плохая при тумане или мороси

Таблица 2. Теплый фронт

Холодный фронт

Любой фронт (кроме окклюдированного), движущийся таким образом, что теплый воздух замещается холодным при его прохождении, называется теплый фронт. (См. рис. G207b)

Рис. G207b

При своем приближении холодный фронт выглядит как стена темных кучево-дождевых грозовых облаков. При прохождении фронта ожидается проливной дождь с грозой, возможно град. Ветер порывистый и резко сменяет направление по часовой стрелке. Затем небо проясняется.
Подробности смотрите в таблице 3.

	Перед фронтом	При проходе фронта	За фронтом
Погода	Возможен дождь или гроза	Проливной дождь с грозой. Возможно град	Ливень, переходящий в слабый дождь и прояснение
Облачность	Ac, As и Ns, сменяемые кучево-дождевыми	Грозовые кучево-дождевые	Быстро поднимающиеся As, Ac, прояснение
Ветер	Усиливается и становится шквалистым	Резко поворачивает по часовой стрелке, оченьшквалистый	Порывистый, меняет направление по часовой стрелке
Давление		Резко повышается	Медленно поднимается
Температура	Может немного упасть	Резко падает	Медленно падает немного
Видимость		Резко уменьшается	В основном хорошая

Таблица 3. Холодный фронт

Теплый сектор
Участок теплого воздуха в циклоне, ограниченный теплым и холодным фронтом, называется теплый сектор. Характеризуется более или менее прямыми изобарами. (См. рис. G207e)

Рис. G207e

Погода в теплом секторе характеризуется сильными ветрами постоянной силы и направления. На небе - кучевые и слоисто-кучевые облака, периодически идут ливни.

Фронт окклюзии
Фронт, состоящий из двух фронтов и сформированный таким образом, что холодный фронт перекрывает теплый или стационарный фронт, называют фронтом окклюзии. Это обычный процесс в последней стадии развития циклона, когда холодный фронт догоняет теплый. Существует три основных типа фронтов окклюзии, обусловленных относительной прохладностью воздушной массы, идущей вслед за первоначальным холодным фронтом к воздуху впереди теплого фронта. Это фронты холодной, теплой и нейтральной окклюзии. (См. рис. G207c)

Рис. G207c. Окклюдированные фронты разных типов

Погодные условия при прохождении таких фронтов также неблагоприятны для яхтсменов – они сопровождаются дождями с грозами и градом, сильными и порывистыми ветрами с резкой сменой направлений и временами - плохой видимостью.

Стационарный фронт
Фронт, который неподвижен или почти неподвижен, называют стационарный фронт. Обычно фронты, движущиеся со скоростью менее 5 узлов, рассматривают как стационарные. (См. рис.G207d)

Рис. G207d. Стационарный фронт

Погодные условия стационарного фронта не могут быть описаны, как принадлежащие именно этому фронту по той причине, что как теплый, так и холодный фронт могут остановиться в своем движении и превратиться в стационарный фронт. В этом случае он имеет погоду того фронта, из которого он сформировался. На некоторой стадии существования, стационарный фронт будет иметь погодные условия фронта окклюзии. Как только он остается стационарным на долгий период времени, существует большая вероятность приобретения свойств теплого фронта.

В средних широтах северного полушария циклоны обычно движутся в восточном и северо-восточном направлении, а их фронты находятся в южной части циклона. Если яхтсмену случиться оказаться в этой части циклона, он - на «опасной стороне» циклона и должен быть готовым встретить весьма тяжелые погодные условия. Левая же сторона циклона более безопасна для навигации. Даже циклоны без фронтов, имеют значительно более сильные ветра на своей опасной стороне. Поэтому будет интересным рассмотреть прохождение циклона и фронтов над наблюдателем, находящимся на опасной стороне циклона. Механизм этого явления подробно рассмотрен нами в статье «В шторме. Опасные для навигации районы циклонического шторма».
На рисунке G136a представлено изменение давления вдоль пути яхты, проходящей через фронты циклона.

Рис. G136a

При приближении теплого фронта, атмосферное давление понижается и стабилизируется за фронтом, в теплом секторе. Обычно имеется резкий изгиб в изобарах на линиях фронтов, отражающий различие в структуре воздушных масс. При подходе холодного фронта, давление обычно постоянно или немного понижается с тем, чтобы при прохождении холодного фронта, начался его рост.

Рисунок G136b демонстрирует изменение силы ветра, измеренное на борту яхты, при проходе через фронты:

Рис. G136b

Скорость ветра постепенно возрастает с приближением теплого фронта и затем стабилизируется в теплом секторе. После прохождения холодного фронта сила ветра уменьшается. Наибольшей силы он достигает при прохождении фронтов. В обоих случаях при пересечении фронтов, ветер становится порывистым и шквальным.

Изменение направления ветра при пересечении яхтой фронтов отражено на рисунке G136с:

Рис. G136с

Ветер медленно поворачивает против часовой стрелки при подходе теплого фронта. Непосредственно на фронте он резко меняет направление по часовой стрелке, в соответствии с резким изгибом изобар. Такое изменение направления происходит на всех фронтах. В теплом секторе направление ветра стабильно. На холодном фронте изменение направления ветра может быть больше, чем на теплом. Затем ветер плавно идет по часовой стрелке в хвосте циклона.

Теперь, вооруженные знаниями о природе циклонов и фронтов, мы можем с большой долей вероятности предсказать, с какими условиями мы можем столкнуться в циклоне с фронтами.

Из “Weather trainer” by David Burch
Перевод: С.Свистула

Посетите и оьсудите статью

Оказалось, что теплый воздух затягивается в циклон не по всей его восточной (правой) половине, а в достаточно ограниченном секторе, расположенном в южной и юго-восточной частях циклона между двумя линиями конвергенции. Облачность и осадки распределены в циклоне неравномерно. Обложные дожди выпадают преимущественно перед первой (восточной) линией сходимости воздушных потоков, а также в центре циклона. Ливневые дожди и грозы сосредоточены в узкой полосе вдоль второй (западной) линии конвергенции. Эти линии впоследствии были названы атмосферными фронтами. Поскольку в умеренных широтах циклоны обычно перемещаются с запада на восток, через пункт наблюдений сначала проходит восточный фронт циклона, за которым поступает теплый воздух. Этот атмосферный фронт был назван теплым. В окрестностях теплого атмосферного фронта теплый воздух активно наступает на линию фронта, движется практически перпендикулярно к ней, а холодный воздух переносится почти параллельно этой линии, т.е. медленно от нее отступает. Следовательно, теплая воздушная масса догоняет и перегоняет холодную. Затем к пункту наблюдения приближается западный (холодный) фронт циклона, при прохождении которого температура воздуха резко падает. Около холодного атмосферного фронта динамика иная: холодный воздух догоняет теплый и стремительно вытесняет его вверх.

Восходящее скольжение охватывает мощные слои теплого воздуха над всей фронтальной поверхностью и возникает обширная система высоко-слоистых - слоисто-дождевых облаков с обложными осадками. Тёплый фронт имеет антициклоническую кривизну и движется в сторону холодного воздуха. На карте погоды тёплый фронт отмечается красным цветом или зачернёнными полукружками, направленными в сторону перемещения фронта (рис. 1). По мере приближения линии тёплого фронта начинает падать давление, уплотняются облака, выпадают обложные осадки. Зимой при прохождении фронта обычно появляются низкие слоистые облака. Температура и влажность воздуха медленно повышаются. При прохождении фронта температура и влажность обычно быстро возрастают, ветер усиливается. После прохождения фронта направление ветра меняется (ветер поворачивает по часовой стрелке), скорость его уменьшается, падение давления прекращается и начинается его слабый рост, облака рассеиваются, осадки прекращаются. Поле барических тенденций представлено следующим образом: перед тёплым фронтом располагается замкнутая область падения давления, за фронтом – либо рост давления, либо относительный рост (падение, но меньшее, чем перед фронтом). Прохождение теплого фронта обычно сопровождается мощной слоисто-дождевой, затягивающей все небо, облачностью с обложным дождем. Первый вестник теплого фронта - перистые облака. Постепенно они превращаются в сплошную белую вуаль в перистослоистые облака. В верхних слоях атмосферы уже движется теплый воздух. Падает давление. Чем ближе к нам линия фронта, тем плотнее становятся облака. Солнце просвечивает тусклым пятном. Затем облака опускаются ниже, солнце скрывается совсем. Ветер усиливается и меняет свое направление по часовой стрелке (например, сначала был восточный, потом юго-восточный и даже юго-западный) Приблизительно за 300- 400 км до фронта облака сгущаются. Начинается мелкий обложной дождь или снег. Но вот теплый фронт миновал. Дождь или снег прекратился, тучи рассеиваются, наступает потепление - пришла более теплая воздушная масса. Теплый фронт в вертикальном разрезе представлен на рис. 2.

Если же теплый воздух отступает, а холодный растекается вслед за ним значит, приближается холодный фронт. Его приход всегда вызывает похолодание. Но при движении не все слои воздуха имеют одинаковую скорость. Самый нижний слой в результате трения о земную поверхность немного задерживается, а более высокие вытягиваются вперед. Таким образом, холодный воздух обрушивается на теплый в виде вала. Теплый воздух быстро вытесняется вверх, и создаются мощные нагромождения кучевых и кучево-дождевых облаков. Облака холодного фронта несут ливни, грозы, сопровождающиеся сильным порывистым ветром. Они могут достигать очень большой высоты, но в горизонтальном направлении простираются всего на 20...30 км. А так как холодный фронт движется обычно быстро, то бурная погода продолжается недолго - от 15...20 мин. до 2...3 ч. В результате взаимодействия холодного воздуха с теплой подстилающей поверхностью образуются кучевые облака с просветами. Затем наступает полное прояснение.

В случае холодного фронта восходящее движение теплого воздуха ограничено более узкой зоной и особенно сильно перед холодным клином, где теплый воздух вытесняется холодным. Облака здесь будут в значительной мере иметь характер кучево-дождевых с ливневыми осадками и грозами (рис. 3, рис. 4). Холодный фронт имеет циклоническую кривизну (выпуклость в сторону тёплого воздуха) и движется в сторону тёплого воздуха. На карте погоды холодный фронт отмечается синим цветом или зачернёнными треугольниками, направленными в сторону перемещения фронта (рис.1). Течение в холодном воздухе имеет составляющую, направленную к линии фронта, поэтому холодный воздух, продвигаясь вперед, занимает пространство, где до этого находился тёплый воздух, что увеличивает его неустойчивость.

При переходе через линию тёплого фронта ветер, как и в случае тёплого фронта, поворачивает вправо, но поворот более значительный и резкий – от юго-западного, южного (перед фронтом) к западному, северо-западному (за фронтом). При этом увеличивается скорость ветра. Атмосферное давление перед фронтом меняется медленно. Оно может падать, но может и расти. С прохождением холодного фронта начинается быстрый рост давления. За холодным фронтом располагается замкнутая изаллобарическая область роста давления, причём, рост может достигать 3-5 гПа/3ч. Изменение давления в сторону его роста (от падения к росту, от медленного роста к более сильному) свидетельствует о прохождении линии приземного фронта.

Перед фронтом часто наблюдаются грозы и шквалы. Температура воздуха после прохождения фронта падает, причём часто быстро и резко – на 10 °С и более за 1-2 часа. Массовая доля водяного пара понижается одновременно с температурой воздуха. Видимость, как правило, улучшается, поскольку за холодным фронтом вторгается полярный или арктический воздух. Кроме того, неустойчивость воздушной массы препятствует конденсации вблизи поверхности Земли.

Характер погоды на холодном фронте заметно различается в зависимости от скорости смещения фронта, свойств тёплого воздуха перед фронтом, характера восходящих движений тёплого воздуха над клином холодного. На холодных фронтах 1-го рода преобладает упорядоченное поднятие тёплого воздуха над клином холодного воздуха. Холодный фронт 1-го рода является пассивной поверхностью восходящего скольжения. К этому типу принадлежат медленно движущиеся или замедляющие свое движение фронты, преимущественно на периферии циклонических областей в глубоких барических ложбинах. При этом облака расположены главным образом за линией фронта. Отличие от облачности тёплого фронта всё же существует. Вследствие трения поверхность холодного фронта в нижних слоях становится крутой. Поэтому перед самой линией фронта вместо спокойного и пологого восходящего скольжения наблюдается более крутой (конвективный) подъём тёплого воздуха (рис.3). Благодаря этому, в передней части облачной системы иногда возникают мощные кучевые и кучево-дождевые облака, растянутые на сотни километров вдоль фронта, с ливнями летом, снегопадами зимой, грозами, градом и шквалами. Над вышележащей частью фронтальной поверхности с нормальным наклоном в результате восходящего скольжения тёплого воздуха облачная система представляет равномерный покров слоистообразных облаков. Ливневые осадки перед фронтом после прохождения фронта сменяются более равномерными обложными осадками. Наконец, появляются перисто-слоистые и перистые облака. Вертикальная мощность системы и ширина облачной системы и области осадков при этом будет почти в 2 раза меньше, чем в случае тёплого фронта. Верхняя граница системы находится примерно на высоте 4-4.5 км. Под основной облачной системой могут возникать слоистые разорванные облака, иногда образуются фронтальные туманы. Продолжительность прохождения холодного фронта 1-го рода через пункт наблюдения составляет 10 ч. и более.

Фронты 2-го рода в нижнем слое атмосферы являются пассивной поверхностью восходящего скольжения, а выше – активной поверхностью нисходящего скольжения. К этому типу принадлежит большая часть быстро движущихся холодных фронтов в циклонах. Здесь происходит вытеснение тёплого воздуха нижних слоев вверх продвигающимся вперед холодным валом. Поверхность холодного фронта в нижних слоях располагается очень круто, образуя даже выпуклость в виде вала (рис.4). Быстрое перемещение клина холодного воздуха вызывает вынужденную конвекцию вытесняемого тёплого воздуха в узком пространстве у передней части фронтальной поверхности. Здесь создается мощный конвективный поток с образованием кучево-дождевой облачности, усиливающийся в результате термической конвекции. Предвестниками фронта являются высококучевые чечевицеобразные облака, которые распространяются перед ним на удалении до 200 км. Возникающая облачная система имеет небольшую ширину (50-100 км) и представляет собой не отдельные конвективные облака, а непрерывную цепь, или облачный вал, который иногда может быть не сплошным. В тёплую половину года верхняя граница кучево-дождевых облаков распространяется до высоты тропопаузы. На холодных фронтах 2-го рода наблюдается интенсивная грозовая деятельность, ливни, иногда с градом, шквалистые ветры. В облаках сильная болтанка и обледенение. Ширина зоны опасных явлений погоды составляет несколько десятков километров. В холодную половину года вершины кучево-дождевых облаков достигают 4 км. Ширина зоны снегопада составляет 50 км. С этой облачностью связаны сильные снегопады, метели при видимости менее 1000 м, резкое усиление скорости ветра, болтанка.

При прохождении холодных фронтов 2-го рода через пункт наблюдений сначала (часа за 3-4 до прохождения линии фронта у Земли) появляются перистые облака, которые быстро сменяются высокослоистыми, иногда чечевицеобразными, которые быстро сменяются громадой с ливнями, грозами, градом, шквалами. Продолжительность перемещения системы облаков с ливневыми осадками и грозами обычно не превышает 1-2 часа. После прохождения холодного фронта ливневые осадки прекращаются. Особенностью холодных фронтов как первого, так и второго рода являются предфронтальные шквалы. Поскольку в передней части холодного клина, благодаря трению, создается крутой наклон фронтальной поверхности, часть холодного воздуха оказывается над тёплым. Далее происходит “обрушивание” вниз холодных воздушных масс в передней части продвигающегося холодного вала. Обрушивание холодного воздуха приводит к вытеснению вверх тёплого воздуха и к возникновению вдоль фронта вихря с горизонтальной осью. Особенно интенсивными бывают шквалы на суше летом, при большой разности температур между тёплым и холодным воздухом по обе стороны от фронта и при неустойчивости тёплого воздуха. В этих условиях прохождение холодного фронта сопровождается разрушительными скоростями ветра. Скорость ветра нередко превышает 20-30 м/с, продолжительность явления обычно несколько минут, иногда наблюдаются порывы.

Фронты окклюзии
Вследствие нисходящих движений в холодном воздухе в тылу циклона, холодный фронт движется быстрее тёплого фронта и со временем нагоняет его. На стадии заполнения циклона возникают комплексные фронты – фронты окклюзии, которые образуются при смыкании холодного и тёплого атмосферных фронтов.

В системе фронта окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых тёплая уже не соприкасается с поверхностью Земли. Процесс вытеснения тёплого воздуха в верхние слои называется окклюдированием. При этом тыловой клин холодного воздуха циклона смыкается с передним клином холодного воздуха. Тёплый воздух в виде воронки постепенно поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух, поступающий с боков (рис. 5). Поверхность раздела, возникающую при смыкании холодного и тёплого фронтов, называют поверхностью фронта окклюзии.

В случае холодного фронта окклюзии осадки могут выпадать по обе стороны от нижнего фронта, а переход от обложных осадков к ливневым, если он имеет место, происходит не впереди нижнего фронта, а в непосредственной близости к нему. В случае тёплого фронта окклюзии воронка тёплого воздуха вытесняется более тёплым воздухом, натекающим на клин более холодного воздуха. Тыловой клин менее холодного воздуха, нагоняет передний клин более холодного воздуха, и холодный фронт, отделившись от поверхности Земли, поднимается по поверхности тёплого фронта.

Слабое восходящее скольжение тылового воздуха по переднему вдоль поверхности окклюзии может привести к образованию вдоль нее облаков типа St-Sc, не достигающих уровня ледяных ядер. Из них перед нижним тёплым фронтом будет выпадать моросящие осадки.

Под понятием атмосферный фронт принято понимать переходную зону, в которой встречаются смежные воздушные массы с различными характеристиками. Возникновение атмосферных фронтов происходит, когда сталкиваются теплые и холодные воздушные массы. Они могут простираться на десятки километров.

Воздушные массы и атмосферные фронты

Циркуляция атмосферы происходит благодаря формированию различных воздушных течений. Воздушные массы, находящиеся в нижних слоях атмосферы, способны объединяться друг с другом. Причиной этому служат общие свойства этих масс или идентичное происхождение.

Изменение погодных условий происходит именно из-за движения воздушных масс. Теплые вызывают потепление, а холодные - похолодание.

Выделяют несколько типов воздушных масс. Их различают по очагу возникновения. Такими массами являются: арктические, полярные, тропические и экваториальные воздушные массы.

Атмосферные фронты возникают при столкновении различных воздушных масс. Территории столкновения, называют фронтальными или переходными. Эти зоны мгновенно возникают и также быстро разрушаются - все зависит от температуры столкнувшихся масс.

Ветер, возникающие при таком столкновении, может достигать скорости 200 км/к на высоте 10 км от земной поверхности. Циклоны и антициклоны являются следствием столкновений воздушных масс.

Тёплый и холодный фронты

Теплыми фронтами считаются фронты, движущиеся в сторону холодного воздуха. Вместе с ними перемещается и теплая воздушная масса.

При приближении теплых фронтов отмечается понижение давления, уплотнение облаков и выпадение обильных осадков. После того, как фронт прошел, изменяется направление ветра, его скорость уменьшается, давление начинает постепенно подниматься, а осадки прекращаются.

Теплый фронт характеризуется натеканием теплых воздушных масс на холодные, что вызывает их охлаждение.

Также он достаточно часто сопровождается обильными осадками и грозами. Но когда в воздухе содержится недостаточное количество влаги, осадки не выпадают.

Холодными фронтами считаются воздушные массы, которые движутся и вытесняют теплые. Выделяются холодный фронт первого рода и холодный фронт второго рода.

Первый род характеризуется медленным проникновением его воздушных масс под теплый воздух. Этот процесс образует облака как за линией фронта, так и в его пределах.

Верхняя часть фронтальный поверхности состоит из равномерного покрова слоистых облаков. Длительность формирования и распада холодного фронта составляет около 10 часов.

Второй род представляет собой холодные фронты, движущиеся с большой скоростью. Теплый воздух мгновенно вытесняется холодным. Это приводит к образованию кучево-дождевой области.

Первыми сигналами о приближении такого фронта являются высокие облака, визуально напоминающие чечевицу. Их образование происходит задолго до его прихода. Холодный фронт находится в двухстах километрах от места появления этих облаков.

Холодный фронт 2 рода в летний период сопровождается обильными осадками в виде дождя, градом и шквалистым ветром. Такая погода может распространяться на десятки километров.

Зимой холодный фронт 2 рода вызывает снежную пургу, сильный ветер, болтанку.

Атмосферные фронты России

На климат России в основном влияют Северный Ледовитый океан, Атлантический и Тихий.

Летом через Россию проходят Антарктические воздушные массы, отражающиеся на климате Предкавказья.

Вся территория России подвержена циклонам. Чаще всего они образуются над Карским, Баренцевым и Охотскими морями.

Чаще всего в нашей стране действует два фронта - арктический и полярный. Они перемещаются к югу или северу в разные климатические периоды.

Южная часть Дальнего Востока подвержена влиянию тропического фронта. Обильные осадки на средней полосе России вызваны воздействием полярного франта, который действует в июле.

Если иногда громадные потоки теплых и холодных воздушных течений подходят близко друг к другу, тогда на карте погоды между ними можно провести четкую линию раздела, или, как говорят метеорологи, линию фронта.

Вот с такими фронтами непосредственно и связана ненастная погода, обложные дожди или снегопады.

Граница между теплой и холодной воздушными массами представляет собой поверхность. Эта поверхность почти горизонтальная и лишь слегка, совсем незаметно, опускается к линии фронта.

Холодный воздух находится под фронтальной поверхностью; он имеет форму, напоминающую лезвие топора, а теплый воздух расположен выше этой поверхности. Там, где фронтальная поверхность опускается до самой земли, т. е. вдоль «лезвия топора», проходит линия фронта.

Так как воздушные массы все время находятся в движении, то и граница между ними сдвигается то в сторону теплого воздуха, то в сторону холодного.

На любой карте погоды можно подметить одну очень важную и характерную особенность: через центр области пониженного давления обязательно проходит линия фронта, и, наоборот, через центры областей повышенного давления фронты никогда не проходят.

ТЕПЛЫЙ ФРОНТ

Если фронт движется в направлении от теплого воздуха к холодному, т. е. холодный воздух отступает, а теплый надвигается вслед за ним, то такой фронт называют теплым фронтом. Именно такой теплый фронт и приносит нам чаще всего самые продолжительные дожди. Когда теплый фронт движется через какую-нибудь местность, то там наступает потепление: на смену холодной воздушной массе приходит теплая масса.

Теплый воздух движется быстрее холодного, догоняет его, и ему приходится как бы «взбираться на спину» отступающего холодного воздуха. А подъем воздуха приводит к его охлаждению; следовательно, в теплом воздухе над фронтальной поверхностью образуются облака. Теплый воздух взбирается вверх очень медленно и постепенно, поэтому облачность теплого фронта и имеет вид ровной гладкой пелены перисто-слоистых и высокослоистых облаков. Эта пелена тянется вдоль линии фронта широкой полосой в несколько сотен метров ширины и иногда на тысячи километров в длину. Чем дальше впереди от линии фронта находятся облака, тем выше они над Землей и тем тоньше. Самые высокие облака называют перистыми. Они находятся на высоте 7-9 км и состоят из ледяных кристаллов.

Перисто-слоистые облака тоже состоят из ледяных кристаллов, но расположены они несколько ниже и ближе к фронту. Высокослоистые облака еще ниже - на высоте 2-4 м и на расстоянии 100-400 км от фронта. У самого фронта расположены слоисто-дождевые облака. Низкие разорванные облака «плохой погоды» несутся над землей на высоте всего 100-200 м. Они закрывают вершины холмов, верхушки радиомачт и иногда верхние части фабричных труб.

После прохождения фронта ветер меняет свое направление, причем он поворачивается всегда вправо. Если перед фронтом ветер дул с юго-востока, то после прохождения фронта он уже дует с юга; если же ветер был южным, то он становится юго-западным или западным.

Высокие прозрачные облака, движущиеся на 800-900 км впереди линии теплого фронта,- это те высланные вперед «гонцы», которые задолго предупреждают нас о наступлении ненастья. Именно по их появлению можно за 10-14 часов вперед предсказать начало дождя летом или снегопада зимой.

Мы рассмотрели образование осадков, которые обычно создают длительное ненастье.

ХОЛОДНЫЙ ФРОНТ

Часто ясный день сменяется бурным ливнем, грозой и шквалом, вслед за которыми наступает похолодание. Такая погода связана с холодным фронтом. Если теплый воздух отступает, а холодный растекается вслед за ним, то такой фронт называется холодным фронтом. Приход этого фронта всегда вызывает похолодание, так как теплая воздушная масса заменяется холодной.

Нижняя часть холодного фронта вследствие трения о земную поверхность движется медленнее верхней и отстает от нее. Поэтому наверху поверхность холодного фронта «выпячивается» вперед, холодный воздух в «голове» холодного фронта обрушивается вниз, и фронтальная поверхность принимает выпуклую форму катящегося вала. Этот вал движется быстрее отступающего теплого воздуха, нагоняет его и бурно вытесняет прямо вверх. Образуется вал клубящихся темных туч (кучево-дождевых облаков) с ливнем, грозой и градом (летом) или снежным шквалом и метелью (зимой).

Самые сильные грозы и шквалы всегда бывают связаны с холодным фронтом.

ПРЕДСКАЗАНИЕ ПОГОДЫ

Зная взаимную связь явлений погоды и внимательно наблюдая за ее изменениями, можно предсказать наступление ненастья или улучшение погоды. Нужно только помнить, что ни один из признаков изменения погоды нельзя использовать отдельно от других явлений погоды. Надо всегда сначала ясно себе представить все, что происходит в данный момент в атмосфере, и только на основании этого можно предсказывать изменения погоды.

Всякое сильное ухудшение погоды обусловлено приходом циклонов и связанных с ними фронтов, которые сменяют антициклоны, а проследить за их движением можно только по специальным синоптическим картам. Для местного предсказания погоды можно использовать лишь некоторые признаки приближения фронтов и циклонов.

Летом во время хорошей погоды признаком возможного наступления ненастья будет нарушение обычного суточного хода погоды, для которого характерно повышение температуры днем и понижение ее ночью, усиление ветра днем и ослабление его ночью, образование днем кучевых облаков, выпадение ночью росы и образование утренних туманов.

О приближении теплого фронта, а следовательно, и циклона всегда говорит ночное потепление. В циклоне ветры обычно сильнее, чем в антициклоне, поэтому с приближением циклона ветер заметно усиливается. Слишком резкое по сравнению с прошедшими сутками усиление ветра днем или слишком незначительное его ослабление ночью указывает на приближение циклона. Отсутствие росы и тумана ночью также служит признаком приближения циклона. На это же указывает иногда и слабое развитие кучевой облачности днем.

Зимой суточный ход явлений погоды выражен слабо и приближающийся циклон обычно дает знать о себе усилением ветра и повышением температуры.

Все эти признаки, даже если они резко выражены и наблюдаются одновременно, все же не дают уверенности в наступлении ненастья. Самые верные признаки близкого ненастья - это появление на небе перистых и перисто-слоистых облаков, которые сгущаются в определенной - чаще всего в западной - части горизонта. При этом ветер должен дуть таким образом, что если стать к нему спиной, то сгущение облаков должно оказаться слева и несколько впереди - там, где должно быть низкое давление.

Признаки прекращения ненастья: резкое похолодание во время выпадения дождя и снега; изменение направления ветра на северо-западное или северное; изменение характера осадков; переход равномерного, со сплошной облачностью, дождя в резко меняющиеся по силе ливни, иногда с грозой и градом, сплошного снегопада - в отдельные сильные вспышки пурги.