4.03.2011Г. Лекция.

ФРОНТЫ

Атмосферный фронт – это раздел между двумя воздушными массами – тёплой и холодной.

Переходная зона между двумя воздушными массами у поверхности земли называется линией фронта(её ширина несколько десятков километров).

Переходная зона в пространстве называется фронтальной поверхностью, её толщина в нижней и средней тропосфере несколько сотен метров, в верхней – 1-2км.

Фронтальная поверхность всегда наклонена в сторону холодного воздуха потому, что тёплый воздух как более лёгкий всегда лежит над холодным. Угол наклона к горизонту фронтальной поверхности очень мал и составляет не более 1-2°. Тангенс угла наклона фронтальной поверхности наиболее часто равен 1/100. Это означает, что по мере удаления от линии фронта у земли фронтальная поверхность будет повышаться примерно на 1км каждые 100км расстояния.

Классификация фронтов.

При анализе развития атмосферных процессов пользуются различными наименованиями атмосферных фронтов(АФ), в каждый из которых вкладывается определённый смысл.

1. В зависимости от значимости фронта в общей циркуляции атмосферы различают фронты главные и вторичные.

Главные фронты – разделяют основные воздушные массы различного географического происхождения. Они имеют достаточно большое горизонтальное протяжение и характеризуются значительной разностью температур в тёплом и холодном воздухе. С этими фронтами связано образование циклонов и антициклонов.

В свою очередь главные фронты делятся на 3 вида в зависимости о того, какие географические воздушные массы они разделяют.

Арктический фронт – разделяет АВ и УВ.

Полярный фронт – разделяет УВ и ТВ.

Тропический фронт – разделяет ТВ и ЭВ.

Вторичные фронты разделяют две части одной и той же воздушной массы. Они возникают в холодной воздушной массе и отделяют первую порцию уже несколько прогревшегося воздуха от следующей более холодной порции.

2. В зависимости от направления перемещения тёплых и холодных воздушных масс, фронты делятся на тёплые и холодные. Есть ещё комплексные фронты или фронты окклюзий, образовавшиеся при смыкании тёплого и холодного фронтов.

3. Различают также тропосферные, они же главные фронты. Прослеживаются от поверхности земли до тропопаузы. Приземные фронты имеют небольшую вертикальную протяжённость до 1-3км. чаще всего это вторичные фронты. Верхние фронты не обнаруживаются у поверхности земли, но хорошо выражены в верхних и средних слоях тропосферы.

4. В зависимости от скорости перемещения АФ бывают малоподвижные или стационарные(скорость смещения 0-5км/ч); медленно смещающиеся(скорость до 30км/ч) и быстро смещающиеся(скорость более 30км/ч).

Признаки фронта на приземных синоптических картах:

1. АФ всегда лежит в циклоне или ложбине.

2. Наблюдаются усиления ветра перед фронтом и изменение направления за ним.

3. Входимость ветра в зоне АФ.

4. Контраст температур по обе стороны фронта.

5. Падение давления перед фронтом и рост за ним.

6. Характерная облачная система и опасные явления.

18.03.2011. Лекция.

Погода и условия полётов в зоне тёплого фронта

Тёплый фронт – это участок главного фронта, движущийся в сторону холодного воздуха, при этом холодный воздух отступает, уступая место тёплому воздуху.

Тёплый воздух, продвигаясь вперёд, поднимается вверх по клину холодного воздуха, постепенно занимает собой пространство, где раньше находился холодный воздух. Подъём происходит со скоростью 5 – 10м/с под очень маленьким углом к горизонту (восходящее скольжение). По мере подъёма происходит адиабатическое охлаждение тёплого воздуха и конденсация находящегося в нём водяного пара. Характер погоды зависит от времени года и влажности воздуха.

Зимой. При достаточной влажности воздуха в результате восходящего скольжения образуется типичная для тёплого фронта облачная система (слоистообразные облака – Ns, As, Cs, Ci). Нижнее основание облаков совпадает с фронтальной поверхностью, а верхняя её граница доходит до тропопаузы. При приближении тёплого фронта к какому-либо пункту или при полёте навстречу тёплому фронту сначала увидим тонкие перистые облака, которые появляются за 800 -900 км перед приземной линией фронта. Через короткий промежуток времени перистые облака сменяются перисто-слоистыми, затем облака уплотняются и переходят в высокослоистые, а далее в дождевые с разорвано-дождевыми. Из высокослоистых и слоисто-дождевых облаков выпадают обложные осадки, ширина зоны фронтальных осадков составляет 500 – 600км, зона СМУ 300 – 400км. Здесь наблюдаются обложные осадки, ухудшающие видимость до 1 - 2км при метели менее 1000м. НГО 50 -150м., а в облаках и осадках наблюдается обледенение. Наиболее опасная зона для полётов в нижнем 1 – 2км слое и на расстоянии 100 – 200км от приземной линии фронта. Здесь обложные осадки переходят в моросящие, понижается НГО, ухудшается видимость, могут быть туманы и гололёды. Облачность в зоне фронта может быть сплошной почти от земли и до тропопаузы или многослойной, т.е. с безоблачными прослойками. С появлением перистых облаков давление начинает падать, т.е. барические тенденции перед фронтом становятся отрицательными. Основной причиной понижения давления является постепенное увеличение столба тёплого воздуха над холодным. При приближении тёплого фронта ветер усиливается, часто принимает порывистый характер и при наличии снегопада наблюдается общая метель, которая сильно ухудшает видимость. Ветер при прохождении фронта поворачивает с юго-восточного на южный или юго-западный. Температура воздуха и влажность постепенно повышаются.

При полёте в зоне тёплого фронта зимой в облаках, осадках, тумане возможно обледенение от умеренного до сильного. Взлёт-посадка и визуальные полёты затрудняются также из-за низкой облачности и ухудшенной видимости. При пробивании облачности сверху вниз или снизу вверх возможна электризация ВС.

Летом. Выпадающие из высокослоистых облаков осадки не доходят до земли, поэтому зона осадков составляет 300 – 400км. обложной дождь не ухудшает видимость до 2000м и НГО высокослоистых облаков летом редко бывает ниже 200м.

Но, летом ночью или утром на тёплом фронте внутри слоистообразной облачности образуются кучево-дождевые облака и развиваются грозы. Это бывает, если тёплый воздух является морским тропическим или хорошо прогретым морским умеренным воздухом. Кроме того, развитие кучево-дождевых облаков и гроз обусловлено сильным ночным выхолаживанием верхнего слоя слоистообразной облачности и большой неустойчивостью поступившего тёплого воздуха.

Увеличение вертикального градиента температуры приводит к развитию вертикальных движений внутри слоистообразных облаков, в результате образуются кучево-дождевые облака, замаскированные фронтальными слоистообразными облаками. Условия полётов сильно осложняются из-за возможного интенсивного обледенения, сильной турбулентности, гроз внутри кучево-дождевой облачности.

Холодные фронты.

Холодный фронт – это участок главного фронта, движущийся в сторону тёплого воздуха. При этом холодный воздух, как более тяжёлый, подтекает под тёплый и вытесняет его вверх. Прохождение этого фронта вызывает похолодание. В зависимости от скорости смещения различают холодные фронты первого и второго рода.

Холодные фронты первого рода

Холодный фронт первого рода – это медленно смещающийся фронт. Скорость его смещения не более 30 км/ч.

Зимой погода на холодном фронте первого рода мало отличается от погоды тёплого фронта. Тот же характер облаков и осадков, те же опасные явления, но все они расположены в обратной последовательности и наблюдаются не перед фронтом, а за ним. Ширина зоны осадков 200 – 300км. В зоне осадков под слоисто-дождевыми облаками почти всегда образуются очень низкие разорвано-дождевые облака. НГО 50 – 150м.

По мере отхода фронта НГО постепенно повышается. Ветер после прохождения фронта поворачивает на западный или северо-западный и становится слабее по сравнению с предфронтальным. Давление перед фронтом падает, а за фронтом – плавно растёт.

Условия для полётов такие же, как и на тёплом фронте зимой. Осложняются из-за низкой облачности, ухудшенной в осадках видимости, умеренного или сильного обледенения в облаках.

Летом. Перед холодным фронтом первого рода обычно возникают активные восходящие движения. Они возникают потому, что поверхность холодного фронта в своей нижней части является более крутой, чем поверхность тёплого фронта. Кроме того летом, в тёплом секторе циклона днём наблюдается термическая конвекция. Восходящие движения воздуха приводят к образованию вдоль фронта кучево-дождевой облачности с ливнями и грозами. Они располагаются грядой вдоль фронта в зоне, шириной 30 – 50 км. Верхняя граница кучево-дождевых облаков может развиваться до тропопаузы. За фронтом располагается слоистообразная облачность с обложными осадками. НГО летом редко бывает ниже 200м, а метеорологическая дальность видимости менее 2000м. условия для полётов определяются в основном наличием кучево-дождевой облачности, в которой наблюдаются сильная болтанка, сильное обледенение, ливни и грозы.