книги из ГПНТБ / Применение информации метеорологических спутников в анализе и прогнозе особых явлений погоды для авиации (пособие для синоптиков АМСГ, ЗАМЦ и МГАМЦ)

Линия квазистационариого фронта у поверхности Земли ле­ жит в пределах облачной полосы, ближе к ее передней части.

На отдельных участках она смещается в сторону теплого или хо­ лодного воздуха, в зависимости от степени неустойчивости и вла-

госодержания теплой воздушной массы и поступательного движе­ ния отдельных участков фронта. У поверхности Земли малопод­ вижному фронту соответствует ложбина с малыми барическими градиентами. Изогипсы и изотермы на карте AT50O проходят почти

параллельно облачной полосе малоподвижного фронта. Справа от

Справа и слева от облачной полосы малоподвижного фронта видны обширные зоны малооблачной погоды с отдельными скопле­ ниями кучевообразных облаков. Слабое развитие облаков в этих

районах обусловливается малым влагосодержанием и устойчи­

востью теплой или холодной воздушной массы. На рис. 9 видна

также облачная система фронта окклюзии АБВ, ширина которой

составляет 350—400 км, а вблизи точки окклюзии достигает 600 км. Длина этой облачной системы 1800—1900 км. Указанные выше характерные черты облачной системы фронта окклюзии об­ наруживаются и в данном примере.

На рис. 10 приведен второй пример облачности на стационар­ ном фронте с волнами. В отличие от первого примера здесь на фронте преобладают мощные конвективные облака и связанные с ними грозы, ливни, град, шквалы, сильная турбулентность и об­ леденение, представляющие наибольшую опасность для полетов самолетов. На фотографии хорошо видна прерывистая полоса

АБВГДЕ, состоящая из скоплений мощных кучево-дождевых об­ лаков длиной около 2200—2300 км. Эта полоса идет от центра

заполнившегося у поверхности Земли циклона над точкой 45° с. ш., 35° в. д. на северо-восток к 58° с. ш., 55° в. д. Размеры некоторых скоплений, состоящих из нескольких десятков отдельных конвек­ тивных облаков, весьма значительны. Так, в области волнового возмущения на фронте, вблизи точки Б, располагается обширное скопление кучево-дождевых облаков длиной около 550—600 км и

шириной до 100—120 км. Вся цепочка кучево-дождевых облаков

и перистые облака их наковален вытянуты вдоль направления ветра в средней и верхней тропосфере с юго-запада на северо-

восток. Верхняя граница кучево-дождевых облаков на этом фронте, согласно расчетам, достигала 10—12 км.

Вторая полоса скоплений мощных конвективных облаков (ЖЗИ) расположена вдоль 45° с. ш. Эта полоса связана с другим квазистационарным фронтом с волнами. Длина этой полосы меньше — всего 1200—1300 км. Два наиболее крупных скопления мощных конвективных облаков (Ж и 3) имеют размеры от 170 до 200 км в поперечнике.

Верхняя граница конвективных облаков по расчетам достигала 11—12 км, местами 13 км. Указанные скопления кучево-дождевых

26

облаков наблюдаются над волновыми возмущениями на фронте. Эти скопления мощных конвективных облаков отличаются на ТВ снимке от облаков других форм большей яркостью изображения.

По наблюдениям метеорологических станций в зонах кучево­

дождевых облаков отмечались грозы, ливни, местами град и шквалы. Обе полосы конвективных облаков и квазистационарные

фронты располагались вдоль зоны слабых ветров в тропосфере, почти параллельно изотермам. Фронтальная зона с большими ба­ рическими и термическими градиентами в средней и верхней тро­

посфере располагалась в 200—300 км за линией фронта.

3.1.5. Облачная система вторичного холодного фронта на ТВ и ПК снимках со спутника имеет вид прерыви­

гряды облаков этого фронта колеблется от 50 до 200 км, в зависи­ мости от влагосодержания и конвективной неустойчивости холод­ ного воздуха. Линия фронта у поверхности Земли проходит вблизи тыловой части облачной гряды.

Примеры облачности вторичных холодных фронтов представ­

лены на рис. 9 и 10. На первом из них видна обширная зона об­

лачности, состоящая из нескольких изогнутых гряд конвективных

■облаков (полосы KK, M/И). Эти гряды являются облачной систе­ мой двух вторичных холодных фронтов, связанных с циклоном над

Балтийским морем. Ширина полос составляет 50—70 км, длина

1300—1500 км. Метеорологические станции отмечали в зоне кон­ вективных облаков грозы, ливни и местами шквалы.

Линии вторичных холодных фронтов у поверхности Земли про­ ходят по тыловой границе гряд конвективных облаков в неглубо­

ких барических ложбинах. В тропосфере над ними располагается

высотный циклон и очаг холода.

На рис. 10 видны изогнутые гряды конвективных облаков, ори­ ентированные вдоль двух вторичных холодных фронтов, входящих в систему циклона над северо-западом Европы (гряды AfAf и /777). Ширина гряд облаков на периферии циклона, где активность вто­ ричных фронтов мала, составляет около 20—30 км. Ближе к цен­ тральной части циклона, где интенсивность восходящих движений,

влагосодержание и неустойчивость воздушной массы перед фрон­ том больше, ширина зоны конвективных облаков на вторичных фронтах соответственно увеличивается и достигает 150—200 км. Длина гряд конвективных облаков на этих фронтах от 800 до 1000 км. Линии вторичных холодных фронтов у поверхности Земли проходят вблизи тыловых границ облачных гряд. По данным ме­

теорологических станций, с конвективными облаками указанных выше гряд связаны грозы, ливни, а местами и шквалы. Восточнее

вторичных холодных фронтов расположен старый фронт окклюзии JIJ]. Он также приобрел характер вторичного холодного фронта.

27

Рис. 10. ТВ M-IO, 2154, ЗО мая 1972 r., 17 ч 22 мин мск. Облачность квазистационарного и вторичных

холодных фронтов над Европейской территорией СССР.

3.2. Облачные системы циклонов

Облачная система циклонов в различных стадиях их развития характеризуется рядом особенностей, описанных в работах [7, 9, 11, 13, 18].

3.2.1. О б л а ч н а я система фронтальной волны. Основным признаком волны на фронте служит расширение его об­ лачной системы на том участке, где возникает данное волновое возмущение. Полоса облаков расширяется в сторону холодного воздуха, затем она слегка изгибается. Вблизи вершины волны об­ лака на ТВ и ПК снимках наиболее плотные и яркие. В передней части облачного массива появляются полосы перистых и перисто­ слоистых облаков, направление которых совпадает с направлением ветра на их уровне. После того как волновое возмущение полу­

чает достаточное развитие и очерчивается одной—двумя замкну­ тыми изобарами, в его тыловой части появляется циклоническое

искривление облачной ПОЛОСЫ, соответствующее холодному фронту, и прогиб облачной полосы в сторону теплого воздуха. Ширина

облачной полосы на холодном фронте меньше, чем на теплом. Гра­

ницы ее более четкие. На теплом фронте со стороны холодного воздуха видны полосы перистых и перисто-слоистых облаков.

Пример облачной системы фронтальной волны приведен на рис. 11. Здесь хорошо видно расширение, уплотнение и искривле­ ние облачной полосы на участке АБВ в соответствии с волнооб­ разным искривлением фронта вблизи точки Б. На участке АБ фронтальная облачная полоса изогнута в сторону холодного воз­ духа. Этот участок облачной полосы соответствует теплому фронту волны. На участке БВ облачная полоса изогнута в сторону теп­ лого воздуха. Этот участок облачной полосы соответствует холод­ ному фронту волны. В передней части волны видны полосы пери­ стых облаков теплого фронта, вытянутых вдоль направления ветра

на их уровне. Границы облачной полосы на участке холодного фронта волнового возмущения более четкие, чем на участке теп­ лого фронта. Ширина зоны облаков на теплом фронте волнового возмущения больше, чем на холодном, и составляет соответственно

350—400 км и около 200 км.

В другом примере (рис. 8) на ТВ снимке хорошо видно рас­ ширение и уплотнение облачной полосы холодного фронта в обла­

сти волнового возмущения вблизи точки Ж. Данное волновое воз­ мущение очерчивается замкнутой изобарой 1005 мб. В зоне его заметно небольшое искривление облачной полосы, соответствующее

искривлению фронта. Западнее этого возмущения хорошо выра­

жены полосы перистых облаков, ориентированные по направлению

ветра на их уровне.

3.2.2. Облачная система молодого циклона при­ обретает вихревую структуру. Центр облачного вихря совпадает с центром циклона на уровне 700 мб и располагается в передней части ложбины на изобарической поверхности 500 мб. Стадия мо­

лодого циклона длится не более одних суток. Поэтому облачная

30

Рис. 11. ТВ М-14, 615, 3 мая 1973 r., 8 ч 40 мин мск. Облачная система фрон­

тальной волны над Европейской территорией СССР.

система циклона в этой стадии не всегда бывает зафиксирована на фотоснимках со спутника.

На рис. 12 хорошо видна облачная система молодого циклона, очерчиваемого двумя замкнутыми изобарами. Давление в его цен-

Piic. 12. ТВ М-13, 2828, 16 мая 1973 г., 10 ч 7 мин мск. Облачная система молодого циклона над Финским заливом.

тре около 1006 мб. Облачная система циклона имеет вихревую структуру. Центр облачного вихря совпадает с центром циклона

на изобарической поверхности 700 мб и располагается в передней части ложбины на поверхности 500 мб. Над теплым сектором цик-

32

лона на карте OT~∞0 наблюдается гребень тепла. Облачная си­

стема теплого фронта лежит в передней части, а холодного — в тыловой части этого гребня тепла. Ширина облачной полосы теплого фронта (участок АБ) достигает 350—400 км, а холодного фронта (участок БВ) значительно меньше и составляет всего 100—

150км.

3.2.3.О б л а ч н а я система развитого циклона имеет

ярко выраженную вихревую структуру. Полосы облачности теплого

и холодного фронтов смыкаются в одну общую спираль, соответ­ ствующую фронту окклюзии и закручивающуюся к центру высот­ ного циклона. Облачная спираль холодного фронта становится ос­ новной. Теплый сектор сужается. В тылу циклона обычно имеется зона малооблачной погоды, в которой развиваются небольшие

гряды кучевых облаков. Центр циклона у земной поверхности рас­ полагается под зоной наиболее плотной облачности, несколько выше точки окклюзии, где смыкаются облачные спирали теплого и холодного фронтов. Граница облачного вихря совпадает с по­

следней замкнутой изобарой. Наибольшее падение давления у зем­

ной поверхности отмечается под передней частью облачной спи­ рали фронта окклюзии, а максимальный рост — в зоне прояснения за холодным фронтом. Термический гребень в средней тропосфере

ветствующий развитому циклону над центральной частью Европей­ ской территории СССР. Спиральные облачные полосы теплого и

чивается к центру высотного циклона. Теплый сектор циклона ЕЕ сужается.

В тылу циклона за холодным фронтом видна обширная зона малооблачной погоды, над которой располагается очаг холода в тропосфере. Центр циклона у поверхности Земли, где давление около 995 мб, располагается под зоной наиболее плотной облач­ ности, несколько западнее точки окклюзии, обозначенной буквой Г. Наибольшее падение давления у поверхности Земли (6,3 мб за 3 ч) отмечается под средней и передней частью облачной спирали фронта окклюзии, а наибольший рост давления (4,3 мб за 3 ч) — за холодным фронтом в зоне прояснения. Гребень тепла в тропо­

сфере располагается над теплым сектором циклона у земной по­ верхности и немного правее облачной спирали фронта окклюзии.

3.2.4. О б л а ч п а я система окклюдирующегося цик­

лопа приобретает еще более ярко выраженную вихревую струк­ туру. Облачная полоса теплого фронта почти полностью дегради.- рует и от нее остается лишь небольшой выступ вблизи точки окклюзии. Облачность фронта окклюзии и холодного фронта обра­ зует единую облачную спираль, закрученную вокруг высотного центра циклона. Эта облачная спираль довольно устойчива и

дится замкнутый очаг холода.

Рис. 13. ТВ M-10, 3826, 26 сентября 1972 г., 12 ч 46 мин мск. Облачная система развитого циклона над центральной частью Европейской терри­ тории СССР.

Облачные вихри окклюдирующегося циклона имеются па рис. 6 и 8. Первый из них (рис. 6) в виде огромной облачной спирали АБВГД располагается над севером и центром Европейской тер­ ритории СССР. Участок облачной полосы ВГД является облачно­ стью холодного фронта, а остальная облачная спираль на уча­ стке ABB— облачностью фронта окклюзии. Вблизи точки окклю­ зии, обозначенной буквой В, в облачном поле хорошо виден небольшой выступ, являющийся остатком облачности теплого фронта. Приземный центр циклона смещен ближе к вершине облачной спирали, чем в случае развитого циклона. Область падения давления у поверхности Земли располагается в передней

34

части циклона, под облачной спиралью фронта окклюзии АБВ. Область роста давления у земной поверхности лежит сразу за об­

лачной спиралью в зоне прояснения. Гребень тепла в тропосфере располагается в передней части облачной спирали, а очаг хо­ лода— в тылу облачного вихря. Центр облачного вихря почти совпадает с центром циклона в средней и верхней тропосфере.

На рис. 8 также хорошо виден огромный облачный вихрь. Он связан с окклюдирующимся циклоном, центр которого находится над Средним Уралом. Облачные системы фронта окклюзии АБВ

и холодного фронта с волнами ВДЕЖЗИ образуют единую облач­ ную спираль, закрученную вокруг высотного центра. Облачная по­ лоса теплого фронта ВГ разрушается и видна в виде небольшого выступа вблизи точки окклюзии В. Приземный центр циклона при­ близился к центру области холода в тропосфере и к центральной

части облачной спирали. Термический и барический гребень в тро­

посфере располагаются в передней части облачной спирали. В ты­ ловой части облачного вихря имеется зона малооблачной погоды, располагающаяся в области адвекции холода.

3.2.5. Облачная система окклюдированного цик­

лона постепенно изолируется от облачных полос, связанных с ос­ новными фронтами. Облачный вихрь, состоящий из нескольких спиралей и отделенный малооблачным пространством от основных фронтальных облачных полос, служит главным признаком окклю­

дированного циклона. Облачная спираль, соответствующая фронту окклюзии и холодному фронту, постепенно деградирует и оттес­ няется на периферию циклона. В тыловой части циклона, особенно

в дневные часы летнего времени, появляются небольшие гряды

в ложбину, ось которой направлена вдоль деградирующей облач­ ной спирали фронта окклюзии. Наличие небольших облачных гряд позволяет уточнить положение вторичных холодных фронтов

даже в районах с густой сетью метеорологических станций.

В верхней тропосфере окклюдированному циклону соответст­ вует область холода, совпадающая с высотным циклоном или не­ сколько сдвинутая в тыловую часть облачного вихря. Если еще со­ храняется облачная спираль фронта окклюзии, то вдоль нее рас­ полагается термический гребень. Чем больше закручена облачная

спираль и чем симметричнее она расположена по отношению к об­ ласти холода в верхней тропосфере, тем дальше зашел процесс за­

полнения окклюдированного циклона. При окончательном запол­ нении циклона облачный вихрь постепенно разрушается, а затем исчезает.

Пример облачности в окклюдированном циклоне приведен на ТВ снимке со спутника 3 сентября 1972 г. (рис. 14). Здесь виден

разрушающийся, деградирующий облачный вихрь над Китаем. Этот облачный вихрь связан с заполняющимся окклюдированным циклоном. Облачная спираль фронта окклюзии АБВГ деградирует