1.2.2 Атмосферный фронт

В нижней тропосфере, вблизи земной поверхности, переходные зоны между двумя воздушными массами бывают наибо­лее узкими. С ними связаны характерные облачные массивы, рез­кие изменения погоды и большая часть осадков, выпадающих в умеренных широтах. Для обозначения узких переходных зон в нижних слоях тропосферы употреб­ляется термин «атмосферный фронт».

Атмосфер­ный фронт разделяет воздушные массы с различными свойствами, и важнейшей его характеристикой являются контрасты температуры. В поле температур и ветра атмосферные фронты наиболее выражены в системе развивающихся циклонов и барических ложбин (рис.1.7), которым свойственна сходимость воздушных течений (конвергенция).

Рис.1.7 Конвергенция потоков на оси барической ложбины

1.3 Классификация атмосферных фронтов

1.3.1 Географическая классификация

Обычно над территорией России выделяют три типа воздушных масс: арктическую, умеренную и тропическую, границами раздела между которыми являются два атмосферных фронта: арктический (АФ) и полярный фронт (ПФ).

В соответствии с уточненной географической классификацией воздушных масс, в которую включают северную и южную умеренные воздушные массы, на территории России можно выделить три типа фронтов:

• арктический фронт (АФ) – поверхность (граница) раздела между арктическими и умеренными воздушными массами Северного полушария. Располагается на южной границе арктической воздушной массы (северной границе умеренной воздушной массы) и находится под сильным влиянием распределения снежного покрова на материке и распространения льдов в Северном Ледовитом океане.

• умеренный фронт (УФ) – поверхность (граница) раздела между северной и южной умеренной воздушными массами.

• полярный фронт (ПФ) – поверхность (граница) раздела между южной умеренной и тропической воздушной массой. Располагается на южной границе умеренной воздушной массы и лучше всего проявляется в высоких слоях тропосферы.

1.3.2 По пространственной протяженности выделяют:

• основные фронты, имеющие большую горизонтальную (несколько тысяч км) и вертикальную (несколько километров) протяженность.

Основные фронты разделяют воздушные массы различного географического происхождения; контрасты температур у поверхности Земли в зоне фронта превышают 3…5⁰С/500 км, на уровне 850 гПа 5…8⁰С/500 км. По вертикальной протяженности основные фронты являются тропосферными. На основных фронтах развиваются внетропические циклоны и целые семейства циклонов.

• вторичные фронты – фронты, существующие только в нижней тропосфере и разделяющие неоднородную воздушную массу на две воздушные массы одного происхождения.

Вторичные фронты наблюдаются в основном в тылу циклонов внутри неоднородной холодной воздушной массы. По вертикальной протяженности вторичные атмосферные фронты являются приземными.

• верхние фронты – это фронты, которые начинаются на некоторой высоте (1-2 км и более) над земной поверхностью и могут быть прослежены на картах барической топографии или на вертикальных разрезах атмосферы, но не выявляются на приземных картах погоды.

Верхним может стать обычный фронт, если на пути его перемещения встречается сильно охлажденный слой воздуха, играющий роль подстилающей поверхности, или если в приземном слое фронт размывается, но сохраняется еще на высотах. В качестве верхнего фронта можно рассматривать любую хорошо выраженную ВФЗ, с которой не связаны фронты на приземной карте погоды и имеющую ширину менее 500 км.

В настоящее время Нobbs и др. (1990) предложили концептуальную модель верхних холодных фронтов, где холодная фронтальная поверхность в средней тропосфере сопровождается резким снижением потенциальной температуры, поверхностная ложбина отстаёт от верхнетропосферной ложбины и объединяется с ней зоной высоких потенциальных температур.

1.3.3 По особенностям перемещения различают:

• теплые фронты – атмосферные фронты, перемещающиеся в сторону холодного воздуха. С ними связана адвекция тепла у Земли и на высотах.

• холодные фронты – атмосферные фронты, перемещающиеся в сторону теплого воздуха, с которыми связана адвекция холода у Земли и на высотах (рис.1.8).

Рис.1.8 Холодный фронт

• малоподвижные (квазистационарные) фронты.

1.3.4 По характеру движения теплого воздуха выделяют:

• анафронты – атмосферные фронты, в которых теплый воздух совершает восходящее движение. Примером анафронта являются теплые фронты (рис.1.9);

• катафронты – атмосферные фронты, в которых теплый воздух совершает нисходящее движение. Примером анафронта являются холодные фронты 2^го рода (рис.1.9).

Рис.1.9 Классификация фронтов по характеру движения теплого воздуха

1.3.5 По динамической значимости фронты бывают:

• динамически значимыми с контрастами температур более 16дкм/1000 км или 8⁰С/1000 км;

• динамически незначимыми с контрастами температур менее 16дкм/1000 км или 8⁰С/1000 км;

1.3.6 По характеру развития фронты делятся на:

• обостряющиеся фронты, в которых со временем температурные контрасты увеличиваются;

• размывающиеся фронты, в которых со временем температурные контрасты уменьшаются.