Климатические фронты это кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

Постоянное расчленение барического поля Земли на циклоны и антициклоны приводит к тому, что и воздух тропосферы всегда расчленяется на воздушные массы, разделенные фронтами.

Многолетние средние положения главных фронтов в разные сезоны будем называть климатологическими фронтами. Их можно выявить на многолетних средних картах, подобно центрам действия атмосферы.

В действительности (а значит, на синоптических картах) положение и число фронтов могут резко отличаться от многолетнего среднего распределения. Фронты возникают, перемещаются и размываются в связи с циклонической деятельностью. Но сейчас следует рассмотреть среднее положение фронтов, важное для понимания распределения на Земле климатических условий.

В январе в северном полушарии на средней карте (карта XXXV) обнаруживаются две значительные ветви арктического фронта, или, иначе говоря, два арктических фронта: один — на севере Атлантического океана и на севере Евразии, другой — на севере Североамериканского материка и над архипелагом арктического сектора Америки. Возможно, что более спорадически существуют и другие арктические фронты. Области к северу от арктических фронтов заняты преимущественно арктическим воздухом. Однако в отдельных случаях арктические фронты могут занимать положение, далеко отклоняющееся от среднего. При возникновении на них циклонов и антициклонов они все время перемещаются и вместе с вторжениями арктического воздуха могут проникать далеко к югу.

В более низких широтах, между 30 и 50° с. ш., обнаруживается цепь полярных фронтов, отделяющих области преобладания полярного воздуха (воздуха умеренных широт) от областей преобладания тропического воздуха. Полярные фронты проходят: над Атлантическим океаном по южной периферии исландской депрессии; над Средиземным морем; в Азии примерно вдоль северной границы Тибетского нагорья; над Тихим океаном (два фронта); над югом США. Среднее положение полярных фронтов указывает на южную границу преобладания полярного воздуха и на северную границу преобладания тропического воздуха. В отдельных случаях полярные фронты не будут, конечно, совпадать со средним положением. Разрывы между отдельными арктическими и полярными фронтами на картах указывают на районы, где воздух чаще всего проникает в более высокие или в более низкие широты, причем фронты размываются.

Аналогично в южном полушарии обнаруживаются антарктические фронты, окружающие материк Антарктиды (на карте их нет), и четыре полярных фронта под 40—50° ю. ш. над океанами.

Концы полярных фронтов, проникающих далеко в глубь тропиков, называются пассатными фронтами. Они разделяют в тропиках уже не полярный воздух от тропического, а разные массы тропического воздуха — более свежие и более старые, относящиеся к разным субтропическим антициклонам.

Внутри тропиков обнаруживаются тропические фронты, которые на климатологических картах сливаются или почти сливаются в один общий фронт. Он проходит в январе больше над южным полушарием, чем над северным, особенно далеко отходя к югу вместе с ответвлениями экваториальной депрессии над нагретыми материками южного полушария. Вместо термина тропический фронт применяют еще термин внутритропическая зона конвергенции, хотя эти понятия и не вполне идентичны.

В июле (карта XXXVI) арктические и антарктические фронты занимают положения, близкие к январским. По-видимому, антарктические фронты в июле (зимой) проходят несколько дальше от материка Антарктиды, чем летом, а арктические в июле (летом) смещаются в более высокие широты. Полярные фронты в северном полушарии несколько смещены к северу в сравнении с январем, особенно над нагретыми материками; их среднее положение теперь около 50-й параллели. Полярные фронты над южным полушарием несколько смещены к экватору и проходят под 30—40° ю. ш. Наконец, тропические фронты в июле смещены в северное полушарие, особенно далеко на север над Индией (до гребня Гималаев) и над низовьями р. Янцзы. Они также объединяются на средней карте в один общий фронт.

Таким образом, от января к июлю все климатологические фронты более или менее смещаются к северу, а от июля к январю — к югу.

Положение фронтов на средних картах указывает, в каких областях Земли преобладают в течение всего года воздушные массы того или иного типа и в каких от зимы к лету и от

Карта XXXV. Климатологические фронты в январе. 1 — арктический, 2 — полярный, 3 — пассатный, 4 — тропический

Карта XXXVI. Климатологические фронты в июле. Условные обозначения см. карту XXXV.

лета к зиме массы одного типа сменяются массами другого типа. Это является основным критерием для генетической классификации климатов по Б. П. Алисову, о которой будет сказано в главе девятой.

Переходим теперь к более детальному рассмотрению условий общей циркуляции по зонам.

Карта XXXV. Климатологические фронты в январе. 1 — арктический, 2 — полярный, 3 — пассатный, 4 — тропический

Карта XXXVI. Климатологические фронты в июле. Условные обозначения см. карту XXXV.

Переходим теперь к более детальному рассмотрению условий общей циркуляции по зонам.

Погода — очень изменчивая субстанция. Нередко приходится наблюдать, как постепенные, предсказуемые, так и резкие, неестественные изменения погодных условий. Среди механизмов, связанных с подобными переменами, большое место занимает такое явление, как атмосферные (воздушные) фронты (АФ).

Что такое атмосферный фронт

Это переходная полоса между двумя различными воздушными массами. Образуется высоко над поверхностью Земли в атмосфере, а точнее, в самом нижнем из ее слоев — тропосфере. Воздушные массы при этом должны обладать противоположными свойствами. Соприкасаясь друг с другом, они вступают во взаимодействие, чем побуждают возникновение резких изменений в погоде.

Причины образования

Тропосферу, нижнюю часть атмосферы, образуют неодинаковые по качествам воздушные потоки. Все они чем-то похожи и чем-то различаются. Обычно их разделяют по показателям объема, давления, влажности и температуры. Тропосфера находится в постоянном движении. Из-за этого отличные друг от друга воздушные потоки соприкасаются, и место их столкновения называют атмосферным фронтом.

Основные причины образования:

разная температура воздушных потоков (теплые/холодные),
постоянное движение тропосферы.

Что влияет на образование

Для того, чтобы возник АФ, должна произойти встреча противоположных по свойствам воздушных масс (или, для возникновения фронта окклюзий, противоположных фронтов). Для этого нужно обеспечить их движение, а также наделить различными друг от друга свойствами. Факторы, осуществляющие достижение этих целей, перечислены в следующем списке.

Разные климатические пояса.
Разные подстилающие поверхности.
Постоянное движение тропосферы.

Объяснение первого фактора. Разные климатические пояса обладают неодинаковыми по свойствам воздушными массами. Поэтому именно на границах двух и более климатических поясов появляется высокая вероятность соприкосновения отличных друг от друга воздушных массивов.

Вторым фактором является разница в поверхностях тех областей Земли, где образовывались массивы воздуха. Такие массивы будут не похожи друг на друга.

В зависимости от подстилающих поверхностей различают в основном два вида массивов:

Сухой континентальный (подстил. поверхность — континент).
Влажный морской (подстил. поверхность — океан).

В результате третьей причины движения тропосферы, эти разные по свойствам воздушные потоки, имеют возможность перемещаться и сталкиваться между собой.

АФ подразделяют на разновидности, каждая из которых обладает собственными особенностями и приносит с собой собственные погодные условия.

Теплый

Теплый АФ всегда направлен в одну общую сторону движения обоих потоков. Он образуется, когда теплая воздушная масса нагоняет холодную и занимает ее территорию.

Теплый воздух может двигаться быстро, а холодный — нет. Когда обе массы воздуха соприкасаются, холодная образует своеобразный склон, по которому теплая перемещается вверх. Теперь оба потока устремляются в направлении движения теплого воздуха. В процессе набора высоты он охлаждается и начинает формировать дождевые облака.

Холодный

Холодный АФ всегда направлен в сторону, противоположную направлению теплой массы воздуха. Он образуется, когда холодный воздух нагоняет теплый и занимает его территорию. Последний из-за легкости начинает быстро набирать высоту, и его температура стремительно опускается. Из влаги образуется пар, который формирует кучево-дождевые облака. Воздух продолжает двигаться туда, куда направлялся холодный поток. Начинаются ливни, и наступает резкое похолодание.

Стационарный

Это почти или полностью неподвижный АФ. Ему могут принадлежать признаки как теплого, так и холодного фронтов, так как любой из них может стать стационарным. Именно изначальный фронтальный вид определяет погоду образовавшегося стационарного. На некоторых этапах его существования погода приобретает качества погоды фронта окклюзий.

Фронт окклюзий

Это зона встречи двух других АФ, где холодный оказывается сильнейшим и перебивает теплый или стационарный.

сплошная облачная пелена,
продолжительное выпадение осадков относительно неизменной интенсивности на большой территории,
изменение стороны устремления ветра без увеличения его скорости,
постоянство атмосферного давления,
неизменность температуры,
формирование циклонов.

Признаки

Если уметь различать признаки теплого и холодного атмосферных фронтов, можно предугадать погоду на ближайшее время. Чтобы различить эти два типа, нужно обратить внимание на облака, осадки, температуру, ветер и атмосферное давление.

Признаки теплого АФ:

понижается атмосферное давление,
возрастает температура воздуха, становится относительно тепло ,
видны перистые облака, затем переходящие в перисто-слоистые, которые, в свою очередь, постепенно переходят в высокослоистые,
облака становятся тяжелыми,
скорость ветра увеличивается, меняется его направление,
выпадают осадки.

Признаки холодного АФ:

скачет давление за и перед фронтовой границей,
стремительно понижается температура (на величину до 10°С за раз), становится холодно,
на небе кучевые облака,
видны области ясного неба за линией облачности,
дует шквалистый и быстро меняющий ориентацию ветер,
выпадают обильные осадки (в том числе возможны грозы и град).

Формула Маргулиса

Если бы воздушные потоки не двигались, то поверхность АФ была бы расположена параллельно поверхности Земли, то есть горизонтально. Но массы постоянно перемещаются, поэтому АФ наклонен к Земле в среднем на 1°. Теплый АФ наклонен в сторону своего движения, холодный АФ — в обратную. Просчитать угол наклона можно с помощью формулы Маргулиса.

Макс Маргулис — австрийский метеоролог, проводивший свои исследования в конце 19-начале 20 веков. Годы жизни — 1856—1920. Разработал формулу, названную впоследствии его же именем (формула Маргулиса).

Циклон и антициклон

Циклон — воронка воздуха с низким давлением в области центра, антициклон — с высоким. Воздушные воронки формируются в результате передвижения воздуха из областей, где его много, и давление повышено, в места, где его не хватает, и давление понижено.

Процесс в циклоне: зона с низким давлением и дефицитом воздуха (центр воронки) высасывает недостающий из областей с его избытком.

Процесс в антициклоне: зона с повышенным давлением и избытком воздуха (центром воронки) отдает лишний в участки с низким давлением.

Атмосферные фронты России

На территории страны преимущественно действуют 2 из 3 фронтов: полярный и арктический. Воздействию 3-го, тропического, подвержен юг Дальнего Востока.

Циклоны образуются в основном над Охотским, Карским и Баренцевом морями. Большое влияние на атмосферу оказывают океаны: Северный Ледовитый, Тихий и Атлантический.

Примеры

Действующий в июле на территории РФ полярный фронт вызывает обильное выпадение осадков в средней полосе страны и в центральной России.

Арктические воздушные массы возникают над Северным Ледовитым океаном и над северной частью Евразии и Северной Америки. Характеристика: низкая температура, низкая влажность, высокая прозрачность воздуха. Если арктические потоки переходят в умеренные широты, то из-за столкновения с противоположными потоками возникает стремительное похолодание с малооблачной или безоблачной погодой.

Континентальные арктические воздушные массивы образуются в центре и на востоке Арктики, а также (в зимний период) над северными берегами континентов. Характеризуются очень низкой температурой и влажностью. Приносят похолодание и безоблачную погоду.

Морские арктические массивы образуются в областях с более высокой температурой и влажностью — в европейской части Арктики, свободной ото льда. Такие потоки даже зимой приносят на материк потепление.

Место с наиболее интенсивным появлением тропических циклонов расположено в юго-западной части севера Тихого океана. В промежутке с 1940 до 1955 года здесь было зафиксировано прохождение 27 тайфунов, затем 28 в промежутке с 1955 до 1965 года, и 29 тайфунов за период с 1966 по 1975 год. В последнее время их число колеблется от 26 до 30.

Влияние на жизнедеятельность человека

Резкие изменения погоды, сопровождающие наступление АФ, могут значительно повлиять на жизнедеятельность людей.

возникновение природных катаклизмов и опасных для человека условий (тайфуны, гололед, обильные осадки и т. д.),
нанесение материального ущерба, отрицательное влияние на технику,
негативное воздействие на самочувствие человека через атмосферное давление (особенно подвержены такому влиянию метеозависимые или метеочувствительные люди).

Обильные осадки, грозы, резкие изменения температуры и ветра могут привести к возникновению опасных ситуаций на улицах: к зимней оттепели и гололеду, мощным ветрам и падению деревьев, повреждению проводов электропередач, пожарам, сильным грозам, ударам молний по незащищенным объектам и т. п. Циклоны нередко превращаются в мощные ураганы.

Неожиданные скачки и резкие спады/повышения атмосферного давления могут негативно сказаться на людях, страдающих от проблем с собственным давлением. Кроме этого, резкая смена погодных условий оказывает негативное влияние на метеочувствительных или метеозависимых людей, может вызывать обострение хронических заболеваний, рецидивы и пр.

Интересные факты

Циклоны представляют собой гигантские вихри диаметром до нескольких тысяч километров.

Они могут существовать от нескольких дней до нескольких недель, а в определенных местах и до года. Обычно это районы с низким атмосферным давлением. Такими циклонами являются Исландский и Алеутский.

Во второй половине прошлого века антициклоны и циклоны стали называть мужскими и женскими именами. Это оказалось очень удобным для обмена информацией и позволило сократить количество ошибок.

Полистав соответствующую литературу, я обнаружил, что даже среди климатологов не существует единого мнения о свойствах, коими должен обладать климатологический (климатический) фронт. Вся загвоздка заключается в его долговечности. Одни говорят, что для определения такого фронта достаточно 2-3 года, другие — десятилетия.

Что такое климатический фронт

Температуры.
Давления.
Запыленности.
Влажности.
Ветра.

При этом климатические фронты не выглядят, как сплошная полоса линий, а представляют собой набор отрезков.

Проблема долговечности климатических фронтов заключается в следующем: на синоптических картах (т. е. в действительности) количество и положение фронтов может отличаться от карт, сделанных на основе многолетних усредненных наблюдений. Из-за этого не понятно, имело ли место единичное столкновение или произошло образование климатического фронта.

Климатические фронты в РФ

На территории нашей страны действует 4 климатических фронта:

Полярный.
Арктический.
Умеренный.
Тропический.

Наблюдения показывают, что полярный и арктический фронты перемещаются зимой к югу, а летом к северу. Воздушные массы в умеренных широтах разделяются тропическим и умеренным фронтами, которые проходят ближе к южным границам России.

В европейской части страны умеренный климатический фронт довольно стабилен в любое время года, т. к. там сильно влияние отепляющего воздействия Северно-Атлантического течения.

Формирование атмосферного фронта и погоды зависит от движения воздуха в нижних слоях атмосферы. Воздушные потоки разной температуры при встрече образуют пограничные зоны, которые называются фронты. Сформированные полосы располагаются над огромными территориями Земли и тянутся вверх до конца тропосферы. В этих местах наблюдается изменение погодных условий.

Процесс образования

В процессе перемещения воздушных масс происходит встреча теплых и холодных течений. Скорость их прохождения может колебаться в широких пределах. Временами она достигает величины 30−35 км/час. Полоса соприкосновения потоков воздуха называется атмосферным фронтом. Его плоскость по отношению к Земле наклонена под углом. Ширина фронта колеблется в пределах 500−900 км, а длина может достигать 2000−3000 км.

Граница фронтов неровная, она изменяется в зависимости от текучести воздушных потоков. При столкновении масс теплый воздух вытесняется холодным и поднимается. В местах столкновения двух потоков из-за конденсации паров образуются облака. Вот почему здесь начинается активное выпадение осадков.

Типы фронтов

В зависимости от температуры воздушных масс фронты бывают нескольких видов. Каждый из них отличается своими характеристиками. Их название и краткое описание представлено в таблице:

Название	Краткая характеристика
Теплый	Формируется в месте преобладания теплого воздуха над холодным
Холодный	Устанавливается в том районе, где холодный воздух располагается снизу под теплым
Малоподвижные и стационарные	Так называются воздушные массы, которые стоят неподвижно и не смещаются в стороны
Фронт окклюзии	Это явление, наблюдаемое при столкновении теплых и холодных воздушных масс. При этом первые потоки поднимаются

Формирование атмосферных фронтов происходит из-за неустойчивости погоды. Они могут устанавливаться в любой точке земного шара, в том числе и России.

Теплая полоса

Наблюдается в том районе, где холодный воздушный поток смещается, уступая место теплому. Нагретые воздушные массы занимают большую территорию. Со временем они поднимаются. Какова бы ни была температура воздуха, она постепенно снижается. В результате начинается конденсация водяного пара. Это приводит к формированию облаков.

Признаки образования теплого фронта носят следующий характер:

Резкое уменьшение давления в сторону понижения.
Повышение температуры окружающей среды.
Появление перистых облаков.
Усиление ветра.
Начинаются выпадение осадков разной степени интенсивности.

Как только дождь заканчивается, наступает недолгое потепление. Затем холодные массы приносят холод.

Агрессивный холодный

Холодный воздух, двигаясь в направлении теплого потока, занимает его место, располагаясь под ним. Это может происходить медленно или с высокой скоростью. С холодным атмосферным фронтом связана погода. Его приближение сопровождается следующими признаками:

Наблюдается резкое понижение давления.
На небе начинается образование кучевых облаков.
Ощущаются порывы сильного ветра, который постоянно меняет свое направление.
Начинается продолжительный дождь, часто с градом и грозой.
Температура окружающего воздуха резко падает.

В этот момент может начаться настоящая буря с сильным ветром и шквальным дождем. Наблюдая за атмосферным фронтом, можно увидеть, что за этой полосой идет прояснение.

Малоподвижные стационарные

Воздушные потоки, которые стоят на месте и не смещаются в сторону, называются стационарными. Обычно они формируются в местах глубоких ложбин. Образование облаков идет примерно такое же, как и при приближении теплой полосы. Часто наблюдается выпадение осадков. Атмосферное давление практически остается без изменений, а ветер не меняет своего направления.

При этом возможны волновые возмущения. Проходят они быстро вдоль всего фронта. В этот момент времени возможно образование циклона. Когда это происходит в осенний и весенний периоды, то наблюдается усиление грозовой активности. Реже ливневые шквалы налетают летом.

Явление окклюзии

Чтобы разъяснить понятие окклюзии, нужно знать, что в этом процессе участвуют 2 холодные массы и 1 теплая. При их столкновении теплые воздушные потоки поднимаются. В зависимости от того, в какой последовательности располагаются 2 холодные массы, окклюзии разделяются на 2 типа:

Теплая. Происходит в том случае, когда заднее холодное течение имеет более высокую температуру, чем второе — низкотемпературное, находящееся перед теплым воздушным потоком. В соответствии с законами физики теплый поток воздуха вытесняется вверх. При этом заднее холодное течение натекает на переднюю воздушную массу.
Холодное. Происходит тогда, когда холодное течение, расположенное сзади, имеет более низкую температуру, чем стоящая впереди него первая низкотемпературная масса. Теперь теплый воздушный поток снова поднимается, а заднее холодное течение заходит под переднюю холодную массу.

Ухудшение погоды начинается во время смыкания потоков. В это время происходят ливневые дожди и сильный ветер, который постепенно ослабевает.

Циклоны и антициклоны

В результате неравномерности распределения воздуха формируются зоны высокого и низкого давления. Если на участке наблюдается избыточное количество воздуха, то в этой зоне присутствует высокое давление. Те места, где воздуха меньше, называются зонами низкого давления. По законам природы происходит перетекание воздушных масс из мест с высоким давлением в зоны низкого. Выражается это в возникновении ветра.

Отсюда появилось такое понятие, как циклон. Его можно охарактеризовать как воронку с низким давлением, куда затягивается воздух из мест, где его в избытке.

Как следствие, существует определение антициклона. Это ветер, возникающий по причине вытеснения воздуха из зоны высокого давления в места с низким его содержанием.

География движения воздуха

В соответствии с существующими климатическими зонами наука сумела установить, какие существуют разновидности атмосферных фронтов на каждой из территорий. По географическому признаку они разделяются на:

Арктический. Он отделяет холодный воздух Арктики от умеренного на рядом лежащих территориях.
Полярный. Находится между умеренными воздушными потоками и тропическими.
Тропический. Располагается между воздушными тропическими массами и экваториальными.

В зависимости от географии земной поверхности изменяется конфигурация линии атмосферного фронта. Например, происходит его деформация во время переваливания через высокие горные хребты.

Составление прогноза погоды — очень сложная процедура. Вызвано это изменчивостью поведения воздушных масс. Только кропотливым трудом синоптикам удается правильно составлять графики воздушных течений.

Читайте также: