|
Холодный фронт первого рода
Воздушные массы, атмосферные фронты, облачность.
Справочное пособие для студентов Судоводительского факультета специальности 180402 «Судовождение» очного и заочного обучения по курсу «Гидрометобеспечение судовождения»
Н. Новгород
Издательство ФГОУ ВПО «ВГАВТ»
УДК 656.61.052.56
О – 75
Осокин М. В.
Воздушные массы, атмосферные фронты, облачность: Справочное пособие для студентов очного и заочного обучения специальности 180402 «Судовождение» / М.В. Осокин. - Н. Новгород: Издательство ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2007. – 22 с.
Пособие предназначено для получения дополнительных сведений при выполнении лабораторных работ в процессе изучения дисциплины «Гидрометеорологическое обеспечение судовождения».
Рекомендовано к изданию на заседании кафедры Судовождения и безопасности судоходства. (протокол №6 от 14.04.05),
Виды облачности
Тот или иной вид облачности соответствует определённым процессам, происходящим в атмосфере, а поэтому предвещает ту или иную погоду. Знание видов облаков с точки зрения судоводителя важно для предсказания погоды по местным признакам. В практических целях облака подразделяются на 10 основных форм, в свою очередь подразделяемых по высоте и вертикальной протяжённости на 4 вида:
- Облака большого вертикального развития. К ним относятся:
· Кучевые. Латинское название - Cumulus (на картах погоды обозначаются Cu) – отдельные толстые вертикально развитые облака. Верхняя часть облака – куполообразная, с протуберанцами, нижняя – практически горизонтальная (рис. 1). Средняя вертикальная протяжённость облака – 0.5 -2 км. Средняя высота нижнего основания от земной поверхности – 1.2 км.
Рис. 1 Кучевые облака.
- Кучево-дождевые Cumulonimbus (Cb) – тяжёлые массы облаков большого вертикального развития в виде башен и гор. Верхняя часть представляет собой волокнистую структуру, часто имеющую выбросы в стороны в виде наковальни (рис. 2).Средняя вертикальная протяжённость – 2-3 км. Средняя высота нижнего основания – 1 км. Часто дают ливневые осадки, сопровождающиеся грозами.
Рис. 2 Кучево-дождевые облака.
- Облака нижнего яруса. К ним относятся:
- Слоисто – дождевые Nimbostratus (Ns) – низкие, аморфные, слоистые, почти однородные дождевые облака тёмно-серого цвета (рис. 3). Нижнее основание – 1-1.5 км. Средняя вертикальная протяжённость облака – 2 км. Из таких облаков выпадают обложные осадки.
Рис. 3 Слоисто-дождевые облака
- Слоистые Stratus (St) – однородная светло-серая туманообразная пелена сплошных низких облаков. Часто образуются из приподнявшегося тумана или переходят в туман (рис. 4). Высота нижнего основания – 0.4 - 0.6 км. Средняя вертикальная протяжённость – 0.7км.
Рис. 4 Слоистые облака.
- Слоисто-кучевые Stratocumulus (Sc) - Низкий облачный покров, состоящий из отдельных гряд, волн, пластин или хлопьев, разделённых просветами или полупрозрачными участками (просвечивающие) или без ясно видимых просветов, волокнистая структура таких облаков яснее видна у горизонта (рис. 5).
Рис. 5 Слоисто-кучевые облака.
- Облака среднего яруса. К ним относятся:
- Высокослоистые Altostratus (As) – волокнистая вуаль серого или голубоватого цвета. Нижнее основание находится на высоте 3 – 5 км. Вертикальная протяжённость - 04 - 0.8 км (рис. 6).
Рис. 6 Высокослоистые облака.
- Высококучевые Altocumulus (Ac) – слои или пятна, состоящие из сильно сплющенных округлых масс. Нижнее основание находится на высоте 2 – 5 км. Средняя вертикальная протяжённость облака – 0.5 км (рис. 7).
Рис. 7 Высококучевые облака.
- Облака верхнего яруса. Все они – белого цвета, днём почти не дают тени. К ним относятся:
- Перисто-слоистые Cirrostratus (Cs) - тонкая белёсая полупрозрачная вуаль, постепенно затягивающая всё небо. Не заслоняют внешних контуров Солнца и Луны, приводя к появлению гало вокруг них (рис. 8). Нижняя граница облака находится на высоте около 7 км.
Рис. 8 Перисто-слоистые облака.
- Перисто-кучевые Cirrocumulus (Cc) – Слои или пятна, состоящие из очень маленьких белых хлопьев, напоминающих мелкую рябь на поверхности воды (рис. 9). Нижняя граница таких облаков находится на высоте около 6 км.
Рис. 9 Перисто-кучевые облака.
- Перистые Cirrus (Ci) – белые волокнистые облака в виде прямых или крючкообразно загнутых нитей. Такие облака с хохолками англичане называют “mares tails” – «кобыльи хвосты» (рис. 10).
Рис. 10 Перистые облака.
Воздушные массы
Воздушными массами называются большие количества воздуха в тропосфере, измеряемые в горизонтальном направлении тысячами километров, обладающие относительно однородными физическими свойствами (в основном - температурой и относительной влажностью). Эти свойства внутри воздушной массы могут меняться, но медленно, непрерывно, без скачков. Они задаются условиями того района Земли, где происходит формирование воздушной массы (характером подстилающей поверхности и погодой). Благоприятные условия для формирования воздушных масс создаются в малоподвижных антициклонах и циклонах, где воздух может длительное время находиться над одним и тем же географическим районом, называющимся очагом формирования воздушной массы. Подстилающая поверхность при этом должна быть однообразной или почти однообразной (пустыня, степь, поверхность океана, ледяные поля и т.д.). Формирование воздушной массы продолжается от 3 до 10 суток. Чем больше время формирования, тем чётче выражены свойства. В процессе перемещения происходят трансформации воздушных масс. Проходя над морями и океанами, они увлажняются, над сушей – высыхают, двигаясь в сторону полюса – охлаждаются, в сторону тропиков – нагреваются.
Воздушные массы классифицируются следующим образом:
По термодинамическому признаку
· Холодная воздушная масса перемещается из более холодного района в более тёплый. Её приход обычно приводит к похолоданию в данном районе. При этом она постепенно прогревается.
· Тёплая перемещается из более тёплого района в более холодный. Её приход приводит к потеплению в данном районе. Постепенно охлаждается.
· Местная длительное время находится в одном и том же районе и сохраняет свои свойства без особых изменений. Может быть и относительно холодной и относительно тёплой в зависимости от типа соседней воздушной массы и радиационного баланса.
Все три вида по энергетическому состоянию могут быть:
· Устойчивыми – имеющими в нижнем слое вертикальный градиент температуры меньше влажноадиабатического. Конвективные вертикальные движения при этом не развиваются и облака кучевых форм не образуются. Устойчивое состояние типично для тёплой массы при перемещении на более холодную поверхность, когда она охлаждается снизу и создаются малые вертикальные градиенты.
· Неустойчивыми – имеющими вертикальный температурный градиент больше влажноадиабатического. Возникающая вертикальная конвекция при достаточном запасе влаги приводит к образованию кучевых облаков и выпадению осадков. Такое состояние типично для холодных масс, поступающих на тёплую поверхность. При этом происходит прогревание воздуха снизу и возникают большие вертикальные температурные градиенты.
По географическому признаку
Из множества видов основными здесь являются четыре:
- Арктическая (антарктическая) воздушная масса формируется за полярным кругом. В месте формирования весьма устойчива, с низкими температурами и малой влажностью.
- Полярная или умеренная формируется при длительном нахождении воздуха в умеренных широтах. Устойчивость зависит от очага формирования и направления движения.
- Тропическая формируется в зоне субтропических антициклонов. Прогревающаяся в месте формирования, следовательно – неустойчивая, с большим содержанием влаги.
- Экваториальная формируется в экваториальной зоне.
Каждая из перечисленных воздушных масс может быть морской или континентальной в зависимости от подстилающей поверхности в месте её формирования.
Атмосферные фронты
Фронтальной зоной называется переходная зона между воздушными массами, обладающими разными свойствами, сильно наклонённая к земной поверхности в сторону холодного воздуха. Она поднимается вверх на несколько километров, где её горизонтальная протяжённость может составлять тысячи километров. Ширина фронтальной зоны у поверхности Земли составляет десятки километров. Поскольку её размеры по сравнению с размерами воздушных масс малы, её принято представлять в виде фронтальной поверхности, линия пересечения которой с поверхностью земли называется фронтом (рис. 11). При прохождении фронта резко меняются все метеоэлементы, образуются обширные облачные системы, выпадают осадки, усиливается ветер. Фронты могут возникать и развиваться (такой процесс называется фронтогенезис), а также – размываться и исчезать (фронтолизис).
Рис. 11 Схема атмосферного фронта
В зависимости от направления перемещения воздушных масс атмосферные фронты делятся на тёплые, холодные, малоподвижные и фронты окклюзии.
Тёплый фронт
Тёплый фронт возникает при движении воздушных масс, когда холодная воздушная масса сменяется тёплой. Тёплый воздух, как более лёгкий, натекает на клин холодного, поднимается, охлаждается, с некоторой высоты пары начинают конденсироваться, образуя характерную мощную облачность, состоящую из перистых, перисто-слоистых, высоко-слоистых и слоисто-дождевых облаков, образующих огромный клинообразный массив. Схема смены видов облачности, характерных для тёплого фронта, приведена на рис. 12, а порядок изменения метеоэлементов при его прохождении – в табл. 1.
Таблица 1. Изменения метеоэлементов при прохождении тёплого фронта
Метеоэлементы
|
Перед фронтом
|
При прохождении фронта
|
За фронтом
| Атмосферное давление
| Падает, обычно равномерно (клин холодного, более тяжёлого воздуха над точкой наблюдения уменьшается (рис. 12)).
| Падение замедляется
| Мало меняется или слабо растёт
| Ветер
| Усиливается, поворачивает против часовой стрелки (в северном полушарии)
| Поворачивает по часовой стрелке (в северном полушарии)
| Ослабевает, направление не меняется
| Температура воздуха
| Не меняется или слабо растёт
| Повышается (тёплая воздушная масса в точке наблюдения приходит на смену холодной (рис. 12))
| Меняется мало
| Облачность
| Последовательно сменяют друг друга: перистые, перисто-слоистые, высокослоистые, слоисто-дождевые облака. Под фронтальной поверхностью возможно появление кучевых облаков (рис. 12)
| Слоисто-дождевые
| Слоистые или слоисто-кучевые
| Осадки
| За 300-400км до линии фронта начинаются обложные осадки
| Почти прекращаются
| Возможна морось
|
| | | | | | |
Холодный фронт
Холодный фронт возникает при движении воздушных масс, когда тёплая воздушная масса сменяется холодной. Угол наклона фронтальной поверхности при этом, как правило, больше, чем у тёплого фронта. Различают холодные фронты первого и второго рода.
Холодный фронт первого рода
Так называется медленно движущийся холодный фронт. В процессе движения воздушных масс холодный воздух медленно подтекает под тёплый, что приводит к появлению облачной системы, напоминающей систему тёплого фронта, расположенную в обратном порядке по ходу его движения. Горизонтальные размеры облачной системы и зоны осадков у данного вида атмосферного фронта меньше, чем у тёплого. Перед фронтом в тёплой воздушной массе могут развиваться кучево-дождевые облака, появление которых вызывается восходящими потоками воздуха. Схема смены видов облачности, характерных для холодного фронта 1 рода, приведена на рис. 13, а порядок изменения метеоэлементов при его прохождении – в табл. 2. Движение фронтов происходит в силу воздействия ветра. Направление ветра в средних широтах совпадает с направлением касательной к изобаре. Поэтому, если на карте погоды линия холодного фронта проходит под небольшим углом к изобаре, то ветер будет дуть почти вдоль фронта и скорость перемещения последнего будет невелика. То есть, такой фронт будет являться фронтом первого рода.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|