Опасные и особоопасные для ВМФ явления

С.Ю.Зиновьев

СОСТАВЛЕНИЕ ПРОГНОЗА ПОГОДЫПО МЕСТНЫМ ПРИЗНАКАМ

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Основные понятия гидрометеорологического обеспечения безопасности плавания.
	· Ветер
	· Давление
	- барические образования и погода в них
	- атмосферные фронты и погода в них
	· Место и время
	· Видимость
	· Облачность
	· Опасные и особо опасные гидрометеорологические явления
	Составление прогноза погоды
	2.1 Общие принципы
	закономерности перемещения барических образований
	2.3 Прогноз погоды по местным признакам
	· влажность
	· Облачность
	· Осадки
	· Ветер
	· Волнение
	· Температура
	· Видимость
	· Туман
	· Световые явления в атмосфере
	· Поведение птиц и животных
	· Народные приметы о погоде
	· Краткий перечень признаков изменения погоды
	Местные признаки для различных морей
	· Северный театр
	· Дальневосточный театр
	Мероприятия по обеспечению безопасности плавания и стоянки кораблей
	Литература

 

Погода для мореплавателей - прежде всего фактор, определяющий безопасность плавания. Затем - фактор экономический, и, наконец, как и для всех людей, - фактор комфорта, самочувствия и здоровья. Предсказание погоды, с научной точки зрения, одна из сложнейших физических задач. Для ее решения существует несколько методов.

Гидрометеорологическая обстановка — это метеорологические и гидрологические условия [содержание, порядок составления и оценки прогноза гидрологической обстановки определяются специальными документами], складывающиеся в районах океанов и морей под воздействием процессов, происходящих в атмосфере и океане и оказывающих влияние на действия сил, применение оружия и технических средств Военно-Морского Флота.

Анализ фактической и предсказание (расчет) ожидаемой метеорологической обстановки необходимы для учета влияния этой обстановки при планировании операций (действий) и управлении силами флота.

Под прогнозом метеорологической обстановки (прогнозом погоды) понимается научно обоснованное предсказание значений метеорологических элементов и явлений на определенный район и заданный промежуток времени. Прогноз является конечным результатом анализа атмосферных процессов, который проводится на основе данных о фактической метеорологической обстановке и известных физических закономерностей в развитии атмосферных процессов.

 

Основные понятия гидрометеорологического
обеспечения безопасности плавания.

Воздушный океан находится в постоянном движении.

Воздушная масса - достаточно большое количество воздуха (высотой от 1 до 10 километров и горизонтальной протяженностью до нескольких тысяч километров) сравнительно однородного по своим физическим свойствам и резко отличного от воздуха соседних районов. В зависимости от географического расположения очагов их формирования и подстилающей поверхности воздушные массы получали названия: арктический морской (континентальный) воздух, воздух умеренных широт морской (континентальный), Тропический морской (континентальный) воздух, экваториальный воздух.

Вес столба воздуха, распределенного на единице площади, называют давлением: плотный холодный воздух в приземном слое создает высокое давление, а более теплый и менее плотный воздух - низкое давление.

Разница в давлении между воздушными массами заставляет их двигаться из области высокого давления к области низкого, но сила трения подстилающей поверхности, вращение Земли и центробежная сила изменяют траекторию движения воздушных масс.

Ветры - это движение потоков воздуха под действием разности температур и давлений.

Штормом называется продолжительный сильный ветер, скорость которого превышает 15 м/сек.

Шквалом называют внезапное усиление ветра до штормового с резким изменением направления.

Ураганом называется буря, когда скорость ветра превышает 24м/сек.

Местные ветры. Под местными ветрами понимают воздушные течения небольшой горизонтальной протяженности (от нескольких сот метров до десятков километров), характерные только для определенных географических районов Происхождение их различно. Местные ветры могут быть либо проявлением местных циркуляции (бризы, горно-долинные ветры), либо они представляют собой изменения крупномасштабных движений атмосферы под влиянием орографии местности (фен, бора). Кроме того, в некоторых районах местными ветрами иногда называют сильные или обладающие особыми свойствами ветры, которые по существу являются крупномасштабными течениями. Подробно местные ветры описываются в лоциях морей

Катабатические ветры. Вдоль холодного побережья Гренландии, Антарктиды и в некоторых других местах наблюдаются так называемые катабатические ветры, иногда достигающие штормовой силы. Вследствие охлаждения воздуха он становится более плотным и под действием силы тяжести стекает по склонам вниз к морю. К семейству катабатических ветров относится также бора.

Бора — это сильный и порывистый ветер, направленный вниз по горному склону и приносящий в зимнее время значительное похолодание. Бора наблюдается в местностях, где невысокий горный хребет граничит с морем. Холодная воздушная масса, встречая на пути горный хребет, задерживается им; происходит накопление воздуха перед хребтом. Воздушная масса увеличивает свою вертикальную протяженность до момента, когда она сравняется с высотой перевала. После этого холодный воздух через перевал обрушивается в сторону моря в виде холодного, штормовой силы ветра. Вертикальная мощность боры обычно не превышает 200—500 м, а распространяется она в море на несколько километров.

В Советском Союзе бора встречается во многих местах, но особой силы она достигает в зимнее время в районах Новороссийска и Новой Земли, где скорость ветра в порывах достигает иногда 50—60 м/сек. Бора наблюдается также в районе Триеста.

Бора возникает как результат переваливания холодных масс воздуха через горные хребты и их обвал к морю. Бора является типичным ветром для западных берегов о. Новой Земли, где ее повторяемость зимой достигает 10-11%. Типичное синоптическое положение, обусловливающее бору, сводится к наличию над юго-восточной частью Баренцева моря циклона, перемещающегося на восток, при наличии над Карским морем и севером Баренцева моря области повышенного давления.

Скорости ветра при боре нередко превышают 40 м/сек., а в порывах могут достигать 60 м/сек.

Направление ветра при этом обычно восточное. Бора может наблюдаться в течение нескольких суток и распространяется в море на расстоянии до 20 миль.

Явления, подобные новоземельской боре, отмечаются также и в других районах Северного театра. Они наблюдаются у юго-восточных, южных и юго-западных берегов Гренландии достигая наибольшей повторяемости в весеннее время года. В прибрежной полосе при боре скорости ветра могут достигать 60-80 м/сек. И распространяться в море на 30-40 миль. Направление такого воздушного потока перпендикулярно береговой черте и направлено в сторону моря.

Смерчи. В условиях большой неустойчивости атмосферной стратификации, когда образуются мощные кучево-дождевые облака, под ними возникают вертикальные вихри небольшого диаметра, простирающиеся от поверхности Земли до нижней границы облаков. Над морем такие вихри называют смерчами, а над сушей—тромбами. В Северной Америке тромбы называются торнадо.

Вихрь возникает в передней части грозового облака. У смерчей над морем диаметр вихря достигает десятков метров, у тромбов над сушей — 100—200 м, а в американских торнадо — еще больше. Скорость вращения воздуха в таком вихре более 100 м/сек. Вращение воздуха сопровождается поднятием его вверх по спирали. В процессе вращения вихрь втягивает сверху облако, а снизу — воду или пыль с земной поверхности. Поэтому смерчи и тромбы видны как темные столбы между облаками и Землей, расширяющиеся сверху и снизу.

Тромбы и смерчи перемещаются вместе с облаком со скоростью 30—40 км/ч. Время существования смерчей — минуты, тромбов — десятки минут, но иногда несколько часов. За это время смерч может над морем продвинуться на несколько миль, а тромб над сушей — на десятки километров, сметая все на своем пути.

Тромб сопровождается грозой, ливневым дождем, градом. Водяные смерчи реже связаны с грозами. Тромбы проходят поодиночке, хотя торнадо изредка наблюдаются по два и более. Смерчи часто возникают целыми сериями, по несколько вихрей, даже по 20—30.Необходимым условием возникновения вихрей являются высокая температура воздуха и его большое влагосодержание. Эти условия характерны для атлантического побережья Северной Америки.

Тропические ураганы. В северную часть Атлантического океана в отдельных случаях проникают тропические циклоны, известные под названием вестиндских ураганов, обладающих огромной разрушительной силой. Подсчитано, что если бы всю энергию только одного тропического циклона превратить в электрическую, то ее хватило бы всему человечеству на несколько лет. В среднем за год в Атлантическом океане наблюдается около 12-13 циклонов. Они характеризуются небольшими размерами, не превышающими в диаметре 100-300 миль, низким давлением в центре, достигающим 940 мб, большими барическими градиентами и скоростями ветра до 40 м/сек. Особенно сильный ветер наблюдается в центральной части урагана, причем усиливается он внезапно. Таким образом, вест-индские ураганы представляют собой чрезвычайно опасное явление для мореплавателей и при их приближении должны быть приняты меры для расхождения с центром урагана. Иногда вест-индские ураганы имеют в диаметре 1000 и более миль. В таких случаях ветер достигает большой силы только в центральной части урагана диаметром несколько сот миль. Сильный ветер, связанный с тропическим циклоном, развивает большую волну, которая распространяется радиально по всем направлениям и ощущается в виде зыби на больших расстояниях. Скорость распространения зыби больше скорости перемещения циклона, и поэтому ее появление в направлении, несовпадающим с направлением дующего ветра, может служить одним из важнейших признаков приближения урагана.

Бризы. Бризами называются реверсивные ветры на берегах океанов, морей и озер, имеющие суточную периодичность. У поверхности Земли днем они направлены с моря на сушу — морские бризы, а ночью — с суши на море — береговые бризы. В низких широтах бризы образуются в течение всего года, в умеренных и высоких широтах — обычно в теплое время года.

Причина возникновения бризов — неравномерное нагревание и охлаждение суши и водной поверхности в течение суток. После восхода Солнца поверхность суши и воздух над ней прогреваются значительно быстрее, чем море. Так как в теплом воздухе давление с высотой падает медленнее, чем в холодном, то по мере нагревания воздуха над сушей на некоторой высоте давление будет выше, чем на той же высоте над морем. Изобарические поверхности на высотах будут наклонены в сторону моря, и вследствие этого на высотах начнется отток воздуха с суши на море (рис. 38). Благодаря увеличению массы воздуха над морем давление в нижних слоях здесь окажется выше, чем над сушей, т. е. изобарические поверхности здесь будут наклонены с моря на сушу. Это приведет к движению воздуха с моря на сушу, т. е. к развитию ветра, называемого морским бризом. Морской бриз начинается с 8—10 ч утра. Постепенно он усиливается и достигает максимума после полудня, затем медленно затухает ко времени захода Солнца.

Ночью поверхность суши охлаждается быстрее, чем поверхность моря, вследствие чего на высотах движение воздуха будет происходить с моря к суше, а в нижних слоях будет развиваться

Рис 1. Бризы

 

а - морской; б - береговой

ветер от суши к морю, называемый береговым, бризом. Береговой бриз начинается после захода Солнца и продолжается до 8 - 9 ч следующего дня.

Морской бриз обычно сильнее берегового, так как в дневные часы контраст температур между водной поверхностью и сушей значительно больше, чем ночью.

Скорость ветра и вертикальные и горизонтальные размеры бризовой циркуляции весьма разнообразны и изменчивы. Они зависят от суточного хода температуры воздуха над континентом, а, следовательно, от широты места, от градиентов давления, а также от рельефа и формы побережья.

Особенно четко бризовая циркуляция проявляется в тропической зоне, где контрасты температур между поверхностью суши и моря особенно велики.

Так, в тропической зоне морской бриз зарождается на расстоянии 100 — 150 км от берега и проникает на сушу на 80—100 км;

береговой бриз распространяется на меньшее расстояние. В умеренных широтах морской бриз зарождается в 10 — 100 км от берега, и в глубь суши он распространяется до 30 — 40 км. Скорость ветра при морских бризах в тропической зоне достигает 5 — 7 м1сек, при береговых — 1 — 3 м/сек.

Береговой эффект. Рассмотрим случай, когда ветер над морем дует параллельно береговой черте, идущей, например, в меридиональном направлении. Так как ветер над сушей отклоняется от изобар на больший угол, чем над морем, то вдоль западного берега образуется зона дивергенции (расходимость линий тока), в которой происходит ослабление ветра, опускание масс воздуха, а следовательно, устанавливается безоблачная погода. Наоборот, вдоль восточного берега образуется зона конвергенции

Рис. 2 Береговой эффект

(сходимость линий тока) и соответственно будет происходить усиление ветра, развитие восходящих движений воздуха, что способствует образованию облачности и выпадению осадков. Такое изменение силы ветра называется береговым эффектом. Ветер в прибрежной зоне всегда усиливается, если суша располагается справа от направления линии тока ветра, и ослабевает, если суша слева. Береговой эффект будет наблюдаться и в случае, когда ветер дует под острым углом к береговой черте. Этот эффект усиливается, если берег высокий или гористый.

Всякое препятствие, стоящее на пути воздушного потока, отклоняет его, и он либо обтекает препятствие с боков, либо перетекает через него сверху. При горизонтальном обтекании ветер усиливается у мысов, оконечностей островов и т. п., так как линии тока в таких местах сближаются. Это усиление ветра называется угловым эффектом. Если мыс или остров остается справа от направления линии тока, то ветер будет особенно сильным. Примером является бакинский норд — ветер северных направлений у Апшеронского полуострова на Каспийском море.

Существенное усиление ветра наблюдается в проливах с высокими берегами, причем в них преобладают ветры, дующие вдоль пролива.

За препятствиями скорость ветра уменьшается, и там образуется ветровая тень. Этим объясняется известный факт, что в заливах, бухтах и фьордах ветер значительно слабее, чем в открытом море.

 

 

Атмосферное давление в вихре сильно понижено, на десятки миллибар. Падение давления при прохождении тромба настолько велико и быстро, что внутреннее давление в зданиях не успевает выровняться с наружным, поэтому дома, попавшие в сферу действия тромба, иногда взрываются. Смерчи обладают меньшей разрушительной силой, однако суда должны избегать встречи со смерчами, что сделать нетрудно, так как они видны с достаточно большого расстояния.

Изобарами называются линии, соединяющие на карте точки с равным атмосферным давлением.

Барическое поле - распределение давлений на каком-либо горизонтальном уровне.

Формы барического рельефа - системы расположения изобар, характеризующие тип падения или повышения давления. Различают следующие формы барического рельефа: циклон, ложбина, антициклон, отрог, гребень или клин, седловина.

Барическая тенденция - это величина изменения давления в течении трех часов перед последним наблюдением.

Барический закон ветра: если встать спиной к ветру, то в северном полушарии низкое давление находится слева, а высокое - справа от направления ветра. В южном полушарии - наоборот.

Циклон - вихреобразное возмущение в атмосфере с понижающимся давлением к центру. Характеризуется системой ветров, дующих против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии. Циклон зарождается, когда область пониженного давления возникает на границе двух масс воздуха разной температуры. В циклонах два фронта - холодный и теплый. Стадии развития циклона: волна, волновой циклон, окклюзия или замыкание, вихрь.

 

Рис. 3 Молодой циклон

Стадия молодого циклона характеризуется наличием теплого сектора, т.е. сектора в южной части депрессии с теплым воздухом и ограниченного спереди теплым фронтом, сзади - холодным. Холодный фронт в развивающемся циклоне движется быстрее теплого. Стадия молодого циклона продолжается до тех пор, пока в центре циклона у земной поверхности остается теплый воздух. Продолжительность этой студии в среднем 12 - 24 ч. В молодом циклоне можно выделить три зоны, резко различающиеся по условиям погоды.(с.149)*

Антициклон - вихреобразное возмущение в атмосфере с повышенным давлением в центре; область повышенного атмосферного давления, состоящая из однородной воздушной массы вращающейся по часовой стрелке в севером полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии.

Атмосферный фронт - сравнительно узкая (несколько километров)переходная зона между двумя воздушными массами.

Если воздушный поток направлен от теплой воздушной массы к холодной, то и фронт перемещается в этом направлении, такой фронт называется теплым.

Ширина фронтального слоя в приводном (приземном) слое (от­резок АВ) наименьшая: от нескольких до десятков километров, а на высоте 3—5 км (А' В'} может достигать 300 км. В верхней поло­вине тропосферы ширина фронтальной зоны может быть еще боль­ше. Вертикальная мощность слоя (ВС и В'Р) обычно не превыша­ет 1 км. Горизонтальная проекция фронта АЕ составляет 100 — 1000 км, а его высота ЕР— от 1 до 10 км.

Обычно толщиной фронтального слоя пренебрегают и считают, что фронт — поверхность, которую называют фронтальной.

Различают следующие фронты: основные (их называют тро­посферными, или высокими), вто­ричные (приземные, низкие) и верхние.

Основными называются фронты, имеющие большую горизонтальную (несколько тысяч ки­лометров) и вертикальную протяженность. Эти фронты разделяют

воздушные массы, существенно отличающиеся по своим свойст­вам.

Скачок температуры при переходе через линию основного фрон­та на приземной карте обычно превышает 5°.

Вторичными называются фронты небольшой горизонталь­ной протяженности, (несколько сот километров). Они разделяют различные порции одной и той же воздушной массы. Высотная фронтальная зона со вторичными фронтами не связана.

Верхними называются фронты, которые могут быть просле­жены на картах барической топографии, но не выявляются на при­земных картах погоды.

Каждый основной фронт неоднороден по своим свойствам на всех участках. Одни участки смещаются в сторону теплой воздуш­ной массы, другие—в сторону холодной, третьи—малоподвижны. Поэтому фронты классифицируются по ряду дополнительных при­знаков.

Теплыми называются участки основного фронта, перемещаю­щиеся в сторону относительно холодной воздушной массы. За теп­лым фронтом перемещается теплая воздушная масса.

Оглавление

 

 

Рис.4

 

 

Теплый фронт. Если фронт теплый, то теплый воздух натекает на холодный, поднимается вверх над клином холодного воздуха и адиабатически охлаждается. Содержащийся в нем водяной пар до­стигает насыщения и конденсируется, образуя мощную облачную систему, состоящую из слоисто-дождевых, высокослоистых (Аs) и перисто-слоистых (Сз) облаков, постепенно переходящих одни в другие и образующих вместе как бы гигантский клинооб­разный массив, сужающийся вперед. Нижняя граница этого облач­ного массива приблизительно совпадает с верхней границей фрон­тального слоя. Впереди и несколько выше фронтальной поверхно­сти обычно возникают перистые облака (С1). Под поверхностью фронта в массах холодного воздуха обычно образуются разорванно-слоистые облака.

На рис. 5 приведена схема вертикального строения облачной системы теплого фронта. Однако в каждом конкретном случае строение облачной системы теплых фронтов может существенно отличаться от этой схемы.

Перед линией теплого фронта образуется зона обложных осад­ков, наибольшая ширина которой при дожде достигает 300 км., а при снеге — 400 км. Это связано с тем, что снег из высокослоистых облаков чаще достигает земной поверхности, в то время как дождь в летнее время обычно при падении испаряется и до земной поверхности не доходит. Внутри области осадков часто наблюда­ется туман, обусловленный притоком водяного пара в холодный воздух за счет испарения осадков, а также адиабатическим охла­ждением воздуха в связи с падением давления. Ширина зоны ту­мана может достигать 100—200 км. Предфронтальный туман теп­лого фронта чаще всего образуется в холодное время года. Пло­хая видимость и сильный ветер являются основными трудностями, которые могут встретиться при пересечении теплого фронта. Кро­ме того, зимой здесь возможно обледенение судна.

После прохождения теплого фронта наступает потепление. Вся система облачности находится перед теплым фронтом, поэтому по характеру изменения облачности можно судить о приб­лижении теплого фронта.

Оглавление

При появлении перистых облаков начинается сначала медлен­ное, а затем постепенно ускоряющееся падение давления, которое прекращается незадолго до прохождения линии фронта; после ее прохождения давление остается неизменным или медленно понижа­ется, а иногда растет

Изменение скорости и направления ветра также является хо­рошим признаком приближения теплого фронта. По мере падения давления скорость ветра постепенно увеличивается, достигая наи­большей величины перед прохождением фронта. Направление вет­ра медленно отклоняется влево, а в момент прохождения линии фронта резко поворачивает вправо (в северном полушарии).

Холодными называются участки основного фронта, перемещаю­щиеся в сторону относительно теплой воздушной массы. За хо­лодным фронтом перемещается холодная воздушная масса.

Если воздушный поток направлен от холодной воздушной массы к более теплой, то такой фронт называется холодным. Отставание нижних слоев воздуха от верхних под влиянием трения о земную поверхность приводит к тому, что верхние слои обрушиваются вниз: холодный фронт приобретает форму катящегося вала. Вытесняемый прямо вверх теплый воздух быстро поднимается и образует гряду темных туч - кучево-дождевых облаков. В зависимости от скорости перемещения холодного воздуха различают холодные фронты первого (скорость передвижения невелика) и второго рода.

 

Холодный фронт. Структура холодных фронтов различается в зависимости от того, быстро или медленно они движутся. По этой причине различают:

холодные фронты 1-го рода — медленно движущиеся фронты, у которых облачность и осадки располагаются в основном за линией

холодные фронты 2-го рода — быстро движущиеся фронты, у которых облачность и осадки расположены в основном перед ли­нией фронта.

Холодные фронты 2-го рода наблюдаются в центральной части

циклона, а 1-го рода — на его периферии.

Оглавление

 

 

При холодном фронте 1-го рода происходит вытеснение масс теплого воздуха вторгающимся под него клином холодного воздуха. Здесь характер облачности представляет собой зеркальное изобра­жение облачности теплого фронта. Непосредственно пе­ред линией фронта возникает кучево-дождевые облака (СЬ), из ко­торых выпадают ливневые осадки, сопровождаемые грозами. Ширина зоны ливневой облачности—несколько десятков километров.

Облачная система Мз—Аз с обложными осадками располага­ется за линией фронта. Ширина зоны облачности, ее мощность и, соответственно, ширина зоны осадков примерно вдвое меньше, чем у теплого фронта.

Таким образом, в отличие от теплого фронта система облачно­сти холодного воздуха 1-го рода не позволяет заранее обнаружить его приближение.

Холодный фронт 2-го рода отличается тем, что быстрое пере­мещение вала холодного воздуха вызывает перед линией фронта бурный подъем оттесняемого теплого воздуха, а нисходящие движе­ния воздушных потоков препятствуют распространению облачной системы непосредственно за линией фронта.

Возникающая облачная система представляет собой в основном вал мощных облаков СЬ. При их растекании в неболь­шом количестве могут образоваться С1, Сс, Ас и 5с, а под ними, в зоне выпадающих ливневых осадков, обычно наблюдаются 51 Гг. или Си 1г. (Сити1из!гас1из—разорванные кучевые) плохой пого­ды. На высотах 4—5 км восходящий поток адиабатически охлаж­денного влажного воздуха встречается с нисходящим потоком адиабатически нагретого сухого воздуха. В результате образуется верхний вторичный фронт, под которым вал облаков СЬ вытягива­ется вперед. Передний его край, имеющий характер Аз, может по­степенно разделиться на гряды чечевицеобразных облаков Ас. Эти облака выносятся вперед от линии фронта на 200 — 300 км и их обнаружение является надежным предупреждением о приближении холодного фронта 2-го рода.

 

 

 

 

Позади линии фронта в холодной массе воздуха наблюдаются нисходящие движения воздуха, особенно значительные в передней части клина холодного воздуха. Поэтому внутримассовые облака здесь не возникают. Вскоре после прохождения линии фронта на­ступает быстрое прояснение, вплоть до полного; лишь через не­сколько часов, когда нисходящие движения затухнут и фронталь­ная поверхность достаточно приподнимется, могут появиться свой­ственные холодной неустойчивой массе конвективные облака и ливневые осадки.

Ливневые осадки при прохождении холодного фронта 2-го рода непродолжительны (от нескольких минут до 1 ч), поскольку шири­на зоны осадков небольшая, а скорость перемещения фронта значи­тельная.

В вале кучево-дождевых облаков холодного фронта 2-го рода иногда встречаются разрывы или менее развитая облачность ниж­него и среднего ярусов. На отдельных участках фронта развивается грозовая деятельность, которая, затухнув на одних участках, мо­жет появиться на соседних.

Направление ветра при прохождении холодных фронтов обоих родов изменяется так же, как и в случае теплого фронта, но пово­рот вправо (в северном полушарии) в момент прохождения линии холодного фронта — более значительный и резкий. Одновременно резко усиливается скорость ветра.

При приближении холодного фронта наблюдается непродолжи­тельное, обычно слабое, но постепенно ускоряющееся падение дав­ления. Тотчас по прохождении линии фронта начинается рост дав­ления, обусловленный заменой теплого воздуха холодным.

Температура воздуха после прохождения линии фронта пони­жается. Скачок температуры зависит от характера сменяющихся масс.

Холодным фронтам обоих родов свойственны предфронтальные шквалы. Для воздуха за холодным фронтом характерно нисходящее движение, которое становится особенно интенсивным в передней ча­сти холодного клина, где благодаря трению создается крутой нак­лон фронтальной поверхности. Холодный воздух, обрушиваясь вниз, как бы перекатывается вперед, подобно гусеницам танка, причем скорость его продвижения нормально к линии фронта во всех случаях оказывается больше, чем соответствующая состав­ляющая скорости теплого воздуха в нижних слоях. Обрушивание холодного воздуха приводит к вытеснению вверх теплого воздуха и к возникновению вдоль фронта вихря с горизонтальной осью; с этим вихрем и связаны явления фронтальных "шквалов.

Особенно интенсивное нисходящее движение имеет место в го­лове холодного воздуха. Опускающийся с высоты нескольких кило­метров, этот воздух адиабатически нагревается, и благодаря этому скачок температуры вдоль фронта сглаживается. В некоторых слу­чаях внутри холодного клина возникает вторичный холодный фронт, отделяющий нагревшийся воздух «головы» от воздуха, ле­жащего дальше от линии фронта и не захваченного в такой степени нисходящим движением.

Этот второй холодный фронт идет на расстоянии нескольких километров за размывшимся основным фронтом. При его прохож­дении наблюдается скачок температуры, ветры и шквалы, но об­лачной системы он не имеет. Это явление называют раздвоением холодного фронта.

В барических ложбинах в тылу циклона обычно формируются вторичные холодные фронты. Причины их образования будут рас­смотрены ниже. Они имеют систему облаков, сходную с системой облаков холодного фронта 2-го рода, однако вертикальная протя­женность облаков меньше протяженности облаков основных холод­ных фронтов. В отдельных случаях может быть несколько ложбин и вторичных фронтов.

Малоподвижными (стационарными) называются участки ос­новного фронта, не претерпевающие существенного перемещения.

В циклоне холодный фронт перемещается несколько быстрее теплого. С течением времени происходит их сближение, а затем и слияние, начинающееся близ центра циклона. Такой фронт, образо­вавшийся в результате слияния холодного и теплого фронтов, на­зывается фронтом окклюзии (сомкнутым фронтом).

Если холодный фронт догоняет идущий впереди него теплый фронт; холодный воздух, расположенный за холодным фронтом, смыкается с холодным воздухом, расположенным перед теплым фронтом, то такой процесс называется окклюзией (окклюдированием) циклона, а сложный фронт называется фронтом окклюзии. Скорость ветра в циклоне достигает максимума непосредственно после начала окклюзии, циклон находится в стадии максимального развития. В последующем наступает стадия заполнения циклона. Атмосферное давление начинает расти, скорость ветра уменьшаться.

Фронты окклюзии соединяют в себе черты теплого и холодного фронтов, но часто выражены менее резко.

В системе фронтов окклюзии взаимодействуют три воздушные массы, из которых наиболее теплая уже не соприкасается с зем­ной поверхностью. Поэтому, помимо приземной линии, имеется ли­ния верхнего фронта, При образовании этого фронта может быть три случая: нейтральная, теплая и холодная окклюзия.

Нейтральная имеет место, когда массы холодного воздуха, дви­жущиеся за холодным фронтом, имеют одинаковую температуру с холодным воздухом, перемещающимся впереди теплого фронта (рис. 61, а, б. в). В момент смыкания холодных масс фронт от­

 

 

 

рывается от земной поверхности и возникает верхний фронт. Ха­рактер облачности при этом будет определяться системами облач­ности как теплого, так и холодного фронтов. В последующем будет происходить размывание облачности и дальнейшее вытеснение теп­лого воздуха вверх. Случай нейтральной окклюзии очень редок, так как обычно температуры отступающего и наступающего холод­ного воздуха неодинаковы. Иногда по распределению температуры трудно судить о типе фронта окклюзии, в связи с чем и было вве­дено понятие окклюзии без уточнения. Часто используются также термины: «окклюзия по типу теплого фронта» и «окклюзия по типу холодного фронта».

Если холодный воздух за холодным фронтом оказывается теп­лее холодного воздуха перед теплым фронтом, то при прохождении линии фронта у поверхности Земли будет отмечаться некото­рое повышение температуры, и в этом случае окклюзия называет­ся теплой. Характер облачности в начальный момент одинаков с характером облачности при нейтральной окклюзии. В последующем, в связи с тем, что холодный фронт перемещается бы­стрее теплого фронта, менее холодный воздух будет натекать на бо­лее холодный. Массы теплого воздуха вытесняются вверх, и обра­зуются две зоны раздела: верхний холодный и нижний теплый фронты. По своим внешним признакам теплый фронт окклюзии сходен с теплым фронтом. Все признаки, относящиеся к теплому фронту, справедливы и для теплого фронта окклюзии, однако они выражены значительно слабее.

Если температура холодного воздуха за наступающим холод­ным фронтом ниже температуры отступающего холодного воздуха перед теплым фронтом, то при прохождении линии фронта у по­верхности Земли происходит похолодание, и в этом случае окклю­зия называется холодной. По всем внешним признакам холодный фронт окклюзии сходен с холодным фронтом 1-го рода. Как и в предыдущем случае, здесь также возникают две зоны раз­дела: верхний теплый и нижний холодный фронты.

 

 

 

Поскольку, как правило, верхний фронт расположен близко от приземного, то на картах погоды практически их разграничить не­возможно.

При прохождении фронта окклюзии направление ветра в север­ном полушарии меняется по часовой стрелке, как и при прохожде­нии теплого или холодного фронта.

Как при теплой, так и при холодной окклюзии при небольшом контрасте температур в массах холодного воздуха и при условии, что этот контраст не усиливается, происходит размывание фронтов окклюзии. Если же контраст температур достаточно большой или он усиливается, то развивается облачность по типу теплого или холодного фронтов.

В зависимости от соотношения температур воздуха по обе сто­роны фронта окклюзии и направления его перемещения различают теплые и холодные фронты окклюзии. При одинаковой температуре по обе стороны фронт окклюзии называется нейтральным.

Рис. 7 Условные обозначения фронтов

По географической классификации различают следующие глав­ные атмосферные фронты:

арктический, разделяющий массы арктического и полярного (умеренного) воздуха;

полярный (умеренный), разделяющий массы полярного (умерен­ного) и тропического воздуха;

тропический, разделяющий массы тропического и экваториаль­ного воздуха.

На рис. 7 показаны условные обозначения фронтов, применя­емые на фототелеграфных картах погоды.

Следует подчеркнуть, что рассмотренная схема отражает только главные черты развития циклона. В действительности могут быть зна0чительные отклонения от этой схемы.

Образование и размывание фронтов. Фронты любого типа могут быть в одних случаях резко выраженными, или обостренными, в других случаях — слабо выраженными, или размытыми.