1.6 Влияние подстилающей поверхности на эволюцию и перемещение фронтов

Подстилающая поверхность оказывает значительное влияние на перемещение и свойства атмосферных фронтов. Влияние силы трения в пределах нижних сотен метров приводит к деформации профиля фронта, особенно в условиях сложного рельефа (рис.1.21).

Рис.1.21- Орографическая окклюзия.

а – приближение фронта к горам, б – деформация фронта

Обычно воздух стремится обтекать препятствия в горизонтальном направлении, что представляется единственно возможным при устойчивой стратификации и больших высотах самого препятствия. При обтекании хребтов холодными фронтами зафронтальная масса, обогнув хребет с обеих сторон, соединяется, образуя так называемую «орографическую окклюзию» (рис.1.22). Орографической окклюзии в теплом фронте не наблюдается, так как зафронтальная масса является теплой.

Рис.1.22. Орографический фронт окклюзии.

I-IV – последовательные положения холодного фронта.

Чаще всего теплые и холодные фронты некоторое время задерживаются перед хребтом вместе с предфронтальной воздушной массой. В дальнейшем теплый воздух теплого фронта и предфронтальная теплая масса холодного фронта начинают восходящее движение на наветренном склоне хребта, при котором усиливаются процессы облако- и осадкообразования. На подветренном склоне хребта фронтальная поверхность увлекается воздушным течением вниз, при этом происходит феновый эффект с размыванием облачности и ослаблением осадков.

Аналогичные процессы наблюдаются, если холодный воздух задерживается и накапливается перед хребтом, и его мощность увеличивается. Холодный воздух начинает восходящее движение с продолжительными осадками на наветренной стороне и рассеиванием облаков – на подветренной стороне хребта.

На рис.1.23 схематически показаны последовательные стадии переливания теплого и холодного фронтов через горы и образование верхних фронтов в отдельных случаях переваливания.

Рис.1.23 Переваливание атмосферных фронтов через горный хребет

Процессы воздействия гор на перемещение и эволюцию фронтов имеют свою специфику в каждом горном районе в зависимости от высоты гор, сезона года, начального направления линии фронта относительно направления хребта, а также от стадии развития и перемещения циклона, с которым связан фронт. Особенно сложной оказывается картина при прохождении фронтов над большими горными массивами, т.е. над системой общих хребтов. Здесь можно наблюдать и малоподвижные участки фронта, задержанного горами, и весьма извилистую линию фронта в горах. Однако провести такую линию фронта можно лишь при детальном синоптическом анализе и достаточной метеорологической информации об условиях погоды в горах.

Существенно искажает свойства атмосферных фронтов температурный режим подстилающей поверхности. Зимой над поверхностью охлажденного материка, особенно в пониженных формах рельефа, происходит застаивание воздуха с образованием пленки холодного воздуха, в котором нередко отмечаются туманы охлаждения, маскирующие облачную систему смещающихся атмосферных фронтов. Такие явления носят название маскировки фронтов.

Над неоднородным рельефом (наличие теплых и холодных течений, кромки льда вдоль побережий арктических морей и т.д.) наблюдаются скачки метеорологических величин, которые не связаны с поверхностью раздела разнородных воздушных масс, а носят название «мнимых фронтов». Однако если такие условия сохраняются долгое время, то температурные различия распространяется на большую толщу атмосферы и могут привести к образованию фронтальной поверхности вдоль границ льдов и открытого моря. Это явление носит название «топографический фронтогенез».