Formazione di fronti atmosferici. Superficie sottostante e zone frontali

Con il concetto di fronte atmosferico si intende solitamente una zona di transizione in cui si incontrano masse d'aria adiacenti caratteristiche diverse. Emersione fronti atmosferici avviene quando masse d’aria calda e fredda si scontrano. Possono estendersi per decine di chilometri.

Masse d'aria e fronti atmosferici

La circolazione atmosferica avviene a causa della formazione di vari correnti d'aria. Masse d'aria situate in strati inferiori atmosfere capaci di combinarsi tra loro. La ragione di ciò è proprietà generali queste masse o origine identica.

Modifica condizioni meteorologiche avviene proprio a causa del movimento delle masse d'aria. Quelli caldi provocano il riscaldamento, mentre quelli freddi provocano il raffreddamento.

Esistono diversi tipi di masse d'aria. Si distinguono in base alla fonte in cui si verificano. Tali masse sono: masse d'aria artiche, polari, tropicali ed equatoriali.

I fronti atmosferici si formano quando diverse masse d'aria si scontrano. Le aree di collisione sono chiamate frontali o di transizione. Queste zone appaiono immediatamente e collassano rapidamente: tutto dipende dalla temperatura delle masse in collisione.

Il vento generato da una tale collisione può raggiungere una velocità di 200 km/k ad un'altitudine di 10 km dalla superficie terrestre. Cicloni e anticicloni sono il risultato della collisione di masse d'aria.

Fronti caldi e freddi

I fronti caldi sono considerati fronti che si muovono verso l'aria fredda. Anche l'acqua calda si muove con loro. massa d'aria.

Con l'avvicinarsi dei fronti caldi si verifica una diminuzione della pressione, un ispessimento delle nubi e forti precipitazioni. Dopo che il fronte è passato, la direzione del vento cambia, la sua velocità diminuisce, la pressione inizia a salire gradualmente e le precipitazioni cessano.

Fronte caldo caratterizzato dal flusso di masse d'aria calde su quelle fredde, che ne provoca il raffreddamento.

Inoltre è spesso accompagnato da forti piogge e temporali. Ma quando non c'è abbastanza umidità nell'aria, le precipitazioni non cadono.

I fronti freddi sono masse d'aria che si muovono e spostano quelle calde. Esistono fronti freddi del primo tipo e fronti freddi del secondo tipo.

Il primo tipo è caratterizzato dalla lenta penetrazione delle sue masse d'aria sotto l'aria calda. Questo processo forma nuvole sia dietro la linea del fronte che al suo interno.

La parte superiore della superficie frontale è costituita da una copertura uniforme nubi stratificate. La durata della formazione e del decadimento di un fronte freddo è di circa 10 ore.

Il secondo tipo è il movimento dei fronti freddi ad alta velocità. L'aria calda viene immediatamente sostituita dall'aria fredda. Ciò si traduce nella formazione di una regione cumulonembo.

I primi segnali dell'avvicinarsi di un simile fronte sono nuvole alte che ricordano visivamente le lenticchie. La loro formazione avviene molto prima del suo arrivo. Il fronte freddo si trova a duecento chilometri da dove compaiono queste nubi.

Fronte freddo di 2° tipo in entrata periodo estivo accompagnato da forti precipitazioni sotto forma di pioggia, grandine e forti venti. Tale tempo può estendersi per decine di chilometri.

In inverno provoca un fronte freddo del 2° tipo tempesta di neve, vento forte, irregolarità.

Fronti atmosferici della Russia

Il clima della Russia è influenzato principalmente dal Nord Oceano Artico, Atlantico e Pacifico.

In estate, le masse d'aria antartiche attraversano la Russia, influenzando il clima della Ciscaucasia.

L'intero territorio della Russia è soggetto a cicloni. Molto spesso si formano sui mari di Kara, Barents e Okhotsk.

Molto spesso nel nostro paese ci sono due fronti: l'Artico e il polare. Si spostano verso sud o verso nord durante i diversi periodi climatici.

La parte meridionale dell'Estremo Oriente è influenzata dal fronte tropicale. Forti piogge in corso corsia centrale La Russia è causata dall'influenza del dandy polare, che opera a luglio.

Il tempo nel nostro Paese è instabile. Ciò è particolarmente evidente nella parte europea della Russia. Ciò si verifica a causa del fatto che diverse masse d'aria si incontrano: calda e fredda. Le masse d'aria differiscono nelle proprietà: temperatura, umidità, contenuto di polvere, pressione. Circolazione atmosferica consente alle masse d'aria di spostarsi da una parte all'altra. Dove masse d'aria di proprietà diverse entrano in contatto, fronti atmosferici.

I fronti atmosferici sono inclinati rispetto alla superficie terrestre, la loro larghezza varia da 500 a 900 km e la loro lunghezza si estende fino a 2000-3000 km. Nelle zone frontali appare un'interfaccia tra due tipi di aria: fredda e calda. Tale superficie si chiama frontale. Di norma, questa superficie è inclinata verso l'aria fredda: si trova sotto di essa poiché è più pesante. E l'aria calda, più leggera, si trova sopra la superficie frontale (vedi Fig. 1).

Riso. 1. Fronti atmosferici

Si forma la linea di intersezione della superficie frontale con la superficie terrestre prima linea, che viene anche brevemente chiamato anteriore.

Fronte atmosferico- una zona di transizione tra due masse d'aria diverse.

L'aria calda, essendo più leggera, sale. Salendo si raffredda e si satura di vapore acqueo. Si formano nuvole e cadono precipitazioni. Pertanto il passaggio di un fronte atmosferico è sempre accompagnato da precipitazioni.

A seconda della direzione del movimento, i fronti atmosferici in movimento si dividono in caldi e freddi. Fronte caldo si forma quando l'aria calda fluisce nell'aria fredda. La prima linea si muove verso l'aria fredda. Dopo il passaggio di un fronte caldo si verifica il riscaldamento. Un fronte caldo forma una linea continua di nuvole lunga centinaia di chilometri. Ci sono piogge persistenti e piovigginose e il riscaldamento sta iniziando. La risalita dell'aria durante l'arrivo di un fronte caldo avviene più lentamente rispetto a un fronte freddo. I cirri e i cirrostrati che si formano alti nel cielo sono il presagio di un fronte caldo in avvicinamento. (vedi Fig. 2).

Riso. 2. Fronte caldo ()

Si forma quando l'aria fredda scorre sotto l'aria calda, mentre la prima linea si muove verso l'aria calda, che viene spinta verso l'alto. In genere, un fronte freddo si muove molto rapidamente. Questo causa forti venti, piogge abbondanti, spesso abbondanti con temporali e tempeste di neve in inverno. Il raffreddamento avviene dopo il passaggio di un fronte freddo (vedi Fig. 3).

Riso. 3. Fronte freddo ()

I fronti atmosferici possono essere stazionari o in movimento. Se le correnti d'aria non si muovono né verso l'aria fredda né verso l'aria calda lungo la linea del fronte, vengono chiamati tali fronti stazionario. Se le correnti d'aria hanno una velocità di movimento perpendicolare alla linea del fronte e si muovono verso l'aria fredda o verso l'aria calda, tali fronti atmosferici sono chiamati in movimento. I fronti atmosferici si formano, si muovono e collassano in circa pochi giorni. Il ruolo dell'attività frontale nella formazione del clima è più pronunciato in latitudini temperate ah, ecco perché gran parte della Russia è caratterizzata da un clima instabile. I fronti più potenti si formano quando entrano in contatto i principali tipi di masse d'aria: artica, temperata, tropicale (vedi Fig. 4).

Riso. 4. Formazione di fronti atmosferici sul territorio della Russia

Vengono chiamate le zone che riflettono le loro posizioni a lungo termine fronti climatici. Al confine tra l'Artico e l'aria temperata, sopra le regioni settentrionali della Russia, a fronte artico. Le masse d'aria delle latitudini temperate e tropicali sono separate da un fronte temperato polare, che si trova prevalentemente a sud dei confini Russia. I principali fronti climatici non formano strisce continue di linee, ma sono divisi in segmenti. Osservazioni a lungo termine hanno dimostrato che il fronte artico e quello polare si spostano verso sud in inverno e verso nord in estate. Nella parte orientale del Paese, in inverno il fronte artico raggiunge la costa del Mare di Okhotsk. A nord-est prevale l'aria artica molto fredda e secca. IN Russia europea il fronte artico non si sposta così lontano. Qui si avverte l'effetto riscaldante della Corrente del Nord Atlantico. I rami del fronte climatico polare si estendono sui territori meridionali del nostro Paese solo in estate, in inverno si stendono; mare Mediterraneo e l'Iran e occasionalmente catturare il Mar Nero.

Partecipa all'interazione delle masse d'aria cicloni E anticicloni- grandi vortici atmosferici in movimento che trasportano masse atmosferiche.

Un'area di bassa pressione atmosferica con un sistema specifico di venti che soffiano dai bordi verso il centro e deviano in senso antiorario.

Un'area ad alta pressione atmosferica con uno specifico sistema di venti che soffiano dal centro verso i bordi e deviano in senso orario.

I cicloni sono di dimensioni impressionanti e si estendono nella troposfera fino a un'altezza di 10 km e una larghezza fino a 3000 km. Nei cicloni la pressione aumenta, negli anticicloni diminuisce. Nell'emisfero settentrionale, i venti che soffiano verso il centro dei cicloni vengono deviati sotto l'influenza della forza di rotazione assiale terrestre verso destra (l'aria gira in senso antiorario), e nella parte centrale l'aria si alza. Negli anticicloni anche i venti diretti verso la periferia deviano verso destra (l'aria gira in senso orario), e nella parte centrale l'aria scende da strati superiori atmosfera giù (vedi Fig. 5, Fig. 6).

Riso. 5. Ciclone

Riso. 6. Anticiclone

I fronti su cui hanno origine i cicloni e gli anticicloni non sono quasi mai rettilinei ma sono caratterizzati da curve ondulate; (vedi Fig. 7).

Riso. 7. Fronti atmosferici (mappa sinottica)

Nei golfi risultanti di aria calda e fredda si formano cime rotanti vortici atmosferici (vedi Fig. 8).

Riso. 8. Formazione di un vortice atmosferico

A poco a poco si separano dalla parte anteriore e cominciano a muoversi e trasportare aria da soli ad una velocità di 30-40 km/h.

I vortici atmosferici durano 5-10 giorni prima della distruzione. E l'intensità della loro formazione dipende dalle proprietà della superficie sottostante (temperatura, umidità). Ogni giorno nella troposfera si formano numerosi cicloni e anticicloni. Se ne formano centinaia durante tutto l'anno. Ogni giorno il nostro Paese è sotto l'influenza di una sorta di vortice atmosferico. Poiché nei cicloni l'aria sale, il loro arrivo è sempre associato a tempo nuvoloso con precipitazioni e venti, fresco d'estate E caldo d'inverno. Per tutta la durata dell'anticiclone prevale il tempo sereno e asciutto, caldo d'estate E gelido in inverno. Ciò è facilitato dalla lenta discesa dell'aria dagli strati più alti della troposfera. L'aria discendente si riscalda e diventa meno satura di umidità. Negli anticicloni i venti sono deboli, e nelle loro parti interne regna la calma completa - calma(vedi Fig. 9).

Riso. 9. Movimento dell'aria in un anticiclone

In Russia, cicloni e anticicloni sono confinati sui principali fronti climatici: polare e artico. Si formano anche al confine tra le masse d'aria marine e continentali delle latitudini temperate. Nella Russia occidentale si formano cicloni e anticicloni che si muovono nella direzione del trasporto aereo generale da ovest a est. In Estremo Oriente secondo la direzione dei monsoni. Quando ci si sposta con il trasporto occidentale a est, i cicloni deviano a nord e gli anticicloni a sud (vedi Fig. 10). Pertanto, i percorsi dei cicloni in Russia passano molto spesso attraverso le regioni settentrionali della Russia e gli anticicloni - attraverso le regioni meridionali. A questo proposito la pressione atmosferica nel nord della Russia è più bassa, il tempo può essere inclemente per molti giorni di seguito, nel sud ce n'è di più. giornate soleggiate, estate secca e un piccolo inverno nevoso.

Riso. 10. Deviazione dei cicloni e degli anticicloni quando ci si sposta da ovest

Zone dove passano intensi cicloni invernali: i mari di Barents, Kara, Okhotsk e il nord-ovest della pianura russa. In estate i cicloni sono più frequenti Estremo Oriente e nell'ovest della pianura russa. Il tempo anticiclonico prevale tutto l'anno nel sud della pianura russa, nel sud Siberia occidentale, e in inverno nel complesso Siberia orientale, dove si stabilisce la massima pressione asiatica.

Il movimento e l'interazione delle masse d'aria, dei fronti atmosferici, dei cicloni e degli anticicloni modificano il tempo e lo influenzano. I dati sui cambiamenti meteorologici sono tracciati su apposite mappe sinottiche per un'ulteriore analisi delle condizioni meteorologiche nel nostro Paese.

Il movimento dei vortici atmosferici porta a cambiamenti del tempo. Le sue condizioni per ogni giorno sono registrate su carte speciali - sinottico(vedi Fig. 11).

Riso. 11. Mappa sinottica

Le osservazioni meteorologiche vengono effettuate da una vasta rete stazioni meteorologiche. I risultati dell'osservazione vengono quindi trasmessi ai data center idrometeorologici. Qui vengono elaborati e le informazioni meteorologiche vengono tracciate su mappe sinottiche. Le mappe mostrano la pressione atmosferica, i fronti, la temperatura dell'aria, la direzione e la velocità del vento, la copertura nuvolosa e le precipitazioni. La distribuzione della pressione atmosferica indica la posizione dei cicloni e degli anticicloni. Studiando i modelli dei processi atmosferici, possiamo prevedere il tempo. Previsioni accurate il tempo è una questione estremamente complessa, poiché è difficile tenere conto dell'intero complesso di fattori interagenti nel loro costante sviluppo. Quindi anche previsioni a breve termine i centri idrometeorologici non sono sempre giustificati.

Fonte).).

Compiti a casa

1. Perché le precipitazioni si verificano nella zona del fronte atmosferico?
2. Qual è la differenza principale tra un ciclone e un anticiclone?

Le masse d'aria si muovono attorno al pianeta come una singola unità. I fronti atmosferici, o semplicemente fronti, sono zone di transizione tra due diverse masse d'aria. Vengono chiamate zone di transizione tra masse d'aria vicine con proprietà diverse fronti atmosferici. Casa tratto caratteristico fronti atmosferici sono grandi valori dei gradienti orizzontali: pressione, temperatura, umidità ecc. Qui si osserva una nuvolosità significativa, cade la maggior parte delle precipitazioni e si verificano i cambiamenti più intensi di pressione, forza e direzione del vento.

Un fronte atmosferico si verifica quando masse di freddo e aria calda negli strati inferiori dell'atmosfera o in tutta la troposfera, ricoprendo uno strato spesso anche diversi chilometri, con la formazione di un'interfaccia inclinata tra loro.

La principale caratteristica dei fronti atmosferici sono i grandi valori dei gradienti orizzontali: pressione, temperatura, umidità, ecc. La zona del fronte atmosferico è molto stretta rispetto alle masse d'aria che separa. Quando c'è movimento, la superficie di transizione diventa inclinata, con l'aria più densa (fredda) che forma un cuneo sotto l'aria meno densa (calda) e l'aria calda che scivola verso l'alto lungo questo cuneo.

Lo spessore verticale della superficie frontale è molto piccolo: diverse centinaia di metri, ovvero molto inferiore alla larghezza delle masse d'aria che separa. Nella troposfera una massa d’aria si sovrappone ad un’altra. La larghezza della zona frontale sulle mappe meteorologiche è di diverse decine di chilometri, ma durante l'analisi mappe sinottiche il fronte è disegnato sotto forma di un'unica linea. Solo in sezioni verticali dell'atmosfera su larga scala è possibile identificare i confini superiore e inferiore dello strato di transizione.

Per questo motivo i fronti sono rappresentati sulle carte sinottiche come una linea (front line). In intersezione con superficie terrestre la zona frontale ha un'ampiezza di una decina di chilometri, mentre le dimensioni orizzontali delle masse d'aria stesse sono di circa migliaia di chilometri.

Nella direzione orizzontale, la lunghezza dei fronti, come le masse d'aria, è di migliaia di chilometri, in verticale - circa 5 km, la larghezza della zona frontale rispetto alla superficie terrestre è di circa centinaia di chilometri, in quota - diverse centinaia di chilometri. Le zone frontali sono caratterizzate da cambiamenti significativi nella temperatura e nell'umidità dell'aria, nelle direzioni del vento lungo la superficie orizzontale, sia a livello terrestre che sopra.

I fronti tra le masse d'aria delle principali tipologie geografiche sopra indicate sono detti fronti atmosferici principali. I fronti principali sono: artico (tra aria artica e aria polare), polare (tra aria polare e aria tropicale) e tropicale (tra aria tropicale equatoriale).

Secondo le proprietà termodinamiche, i fronti atmosferici tra masse d'aria dello stesso tipo geografico sono suddivisi in caldi, freddi e sedentari (stazionari), che possono essere primari, secondari e superiori, nonché semplici e complessi (occlusi). Una posizione speciale è occupata dai fronti di occlusione, che si formano quando i fronti caldi e freddi si chiudono. I fronti di occlusione possono essere freddi o caldi. Sulle mappe meteorologiche, i fronti sono disegnati come linee colorate o come simboli.

Fronti complessi complessi - i fronti di occlusione sono formati dalla chiusura dei fronti freddi e caldi durante l'occlusione dei cicloni. Si distingue tra un fronte caldo di occlusione, quando l'aria dietro un fronte freddo è più calda dell'aria davanti a un fronte caldo, e un fronte freddo di occlusione, quando l'aria dietro un fronte freddo è più fredda dell'aria all'interno. fronte ad un fronte caldo.

Un fronte ben definito ha un'altezza di diversi chilometri, molto spesso 3-5 km. I fronti maggiori sono associati a precipitazioni intense e prolungate; Nel sistema dei fronti secondari, i processi di formazione delle nubi sono meno pronunciati, le precipitazioni sono di breve durata e non sempre raggiungono la Terra. Esistono anche precipitazioni intramassa non associate a fronti.

Nello strato superficiale, a causa della convergenza dei flussi d'aria verso l'asse delle depressioni, qui si creano i maggiori contrasti nella temperatura dell'aria - pertanto, i fronti vicino alla Terra si trovano proprio lungo gli assi delle depressioni. I fronti non possono essere posizionati lungo gli assi delle creste di pressione, dove i flussi d'aria divergono, ma possono intersecare l'asse delle creste solo con un ampio angolo.

Con l'altezza, i contrasti di temperatura sull'asse della depressione diminuiscono: l'asse della depressione si sposta verso temperature dell'aria più basse e tende ad allinearsi con l'asse della depressione termica, dove i contrasti di temperatura sono minimi. Pertanto, con l'altezza, il fronte si allontana gradualmente dall'asse della depressione verso la sua periferia, dove si creano i maggiori contrasti.

A seconda della direzione del movimento delle masse d'aria calda e fredda situate su entrambi i lati della zona di transizione, i fronti sono divisi in caldi e freddi. I fronti che cambiano poco la loro posizione sono chiamati sedentari. Una posizione speciale è occupata dai fronti di occlusione, che si formano quando i fronti caldi e freddi si chiudono. I fronti di occlusione possono essere freddi o caldi. Sulle mappe meteorologiche, i fronti sono disegnati come linee colorate o come simboli.

Abbiamo esaminato i tipi di fronti atmosferici. Ma quando si fanno previsioni meteorologiche nella nautica da diporto, è necessario ricordare che i tipi di fronti atmosferici considerati riflettono solo le caratteristiche principali dello sviluppo di un ciclone. In realtà potrebbero esserci deviazioni significative da questo modello.
I segnali di un fronte atmosferico di qualsiasi tipo possono in alcuni casi essere pronunciati o aggravati, in altri casi - debolmente espressi o sfocati.

Se il tipo di fronte atmosferico è aggravato, quando passa attraverso la sua linea la temperatura dell'aria e altri elementi meteorologici cambiano bruscamente; se è offuscata, la temperatura e altri elementi meteorologici cambiano gradualmente;

I processi di formazione e aggravamento dei fronti atmosferici sono chiamati frontogenesi, mentre i processi di erosione sono chiamati frontolisi. Questi processi vengono osservati continuamente, proprio come le masse d'aria si formano e trasformano continuamente. Questo deve essere ricordato quando si prevede il tempo nella nautica da diporto.

Per la formazione di un fronte atmosferico, deve esistere almeno un piccolo gradiente di temperatura orizzontale e un tale campo di vento, sotto l'influenza del quale questo gradiente aumenterebbe significativamente in una certa banda stretta.

Ruolo speciale nella formazione e nell'erosione diversi tipi i fronti atmosferici sono influenzati dalle selle di pressione e dai campi di deformazione del vento associati. Se le isoterme nella zona di transizione tra masse d'aria vicine si trovano parallele all'asse di stiramento o ad un angolo inferiore a 45° rispetto ad esso, allora nel campo di deformazione si avvicinano e il gradiente di temperatura orizzontale aumenta. Al contrario, quando le isoterme si trovano parallele all'asse di compressione o ad un angolo inferiore a 45° rispetto ad esso, la distanza tra loro aumenta e se un fronte atmosferico già formato cade sotto tale campo, verrà dilavato.

Profilo della superficie del fronte atmosferico.

L'angolo di inclinazione del profilo superficiale del fronte atmosferico dipende dalla differenza di temperatura e dalla velocità del vento delle masse d'aria calde e fredde. All'equatore i fronti atmosferici non si intersecano con la superficie terrestre, ma si trasformano in strati di inversione orizzontale. Va notato che l'entità dell'inclinazione della superficie di un fronte atmosferico caldo e freddo è in qualche modo influenzata dall'attrito dell'aria sulla superficie terrestre. All'interno dello strato di attrito, la velocità di movimento della superficie frontale aumenta con l'altezza e al di sopra del livello di attrito rimane pressoché invariata. Ciò influisce in modo diverso sul profilo superficiale dei fronti atmosferici caldi e freddi.

Quando il fronte atmosferico comincia a muoversi come un fronte caldo, nello strato dove la velocità di movimento aumenta con l'altezza, la superficie frontale diventa più inclinata. Una costruzione simile per un fronte atmosferico freddo mostra che, sotto l'influenza dell'attrito, la parte inferiore della sua superficie diventa più ripida di quella superiore e può anche ricevere una pendenza inversa al di sotto, in modo che l'aria calda sulla superficie terrestre possa trovarsi in la forma di un cuneo sotto il freddo. Ciò rende difficile prevedere gli eventi successivi nella nautica da diporto.

Movimento dei fronti atmosferici.

Un fattore importante nella nautica da diporto è il movimento dei fronti atmosferici. Le linee dei fronti atmosferici sulle mappe meteorologiche corrono lungo gli assi delle depressioni di pressione. Come è noto, in una depressione le linee di flusso convergono verso l'asse della depressione e, di conseguenza, verso la linea del fronte atmosferico. Pertanto, quando lo attraversa, il vento cambia direzione in modo abbastanza brusco.

Il vettore del vento in ogni punto davanti e dietro la linea del fronte atmosferico può essere scomposto in due componenti: tangenziale e normale. Per il movimento di un fronte atmosferico è importante solo la componente normale della velocità del vento, il cui valore dipende dall'angolo formato dalle isobare e dalla linea del fronte. La velocità di movimento dei fronti atmosferici può variare entro limiti molto ampi, poiché dipende non solo dalla velocità del vento, ma anche dalla natura dei campi di pressione e termici della troposfera nella sua zona, nonché dall'influenza della superficie attrito. Determinare la velocità di movimento dei fronti atmosferici è estremamente importante nella nautica da diporto durante le esibizioni azioni necessarie sulla fuga dal ciclone.

Va notato che la convergenza dei venti sulla linea del fronte atmosferico nello strato superficiale stimola i movimenti d'aria verso l'alto. Pertanto, vicino a queste linee ci sono le condizioni più favorevoli per la formazione di nubi e precipitazioni e le meno favorevoli per la nautica da diporto.

Nel caso tipo acuto fronte atmosferico sopra di esso e parallelo ad esso nella troposfera superiore e nella stratosfera inferiore, si osserva una corrente a getto, intesa come flussi d'aria stretti con alte velocità e ampia estensione orizzontale. Velocità massima si nota lungo l'asse orizzontale leggermente inclinato della corrente a getto. La lunghezza di quest'ultimo è misurata in migliaia, la larghezza - in centinaia, lo spessore - in diversi chilometri. La velocità massima del vento lungo l'asse della corrente a getto è di 30 m/sec o più.

Emersione correnti a gettoè associato alla formazione di ampi gradienti termici orizzontali nelle zone frontali in alta quota, che, come è noto, provocano venti termici.

Lo stadio giovane del ciclone continua finché l'aria calda rimane al centro del ciclone vicino alla superficie terrestre. La durata di questa fase è in media di 12-24 ore.

Zone di fronti atmosferici di un giovane ciclone.

Notiamo ancora una volta che, come in fase iniziale sviluppo di un giovane ciclone caldo e fronti freddi rappresentano due tratti della superficie ondulata curva del fronte atmosferico principale su cui si sviluppa un ciclone. In un giovane ciclone si possono distinguere tre zone, che differiscono nettamente nelle condizioni meteorologiche e, di conseguenza, nelle condizioni per la nautica da diporto.

La zona I è la parte anteriore e centrale del settore freddo del ciclone prima del fronte atmosferico caldo. Qui l'andamento meteorologico è determinato dalle proprietà del fronte caldo. Quanto più ci si avvicina alla sua linea e al centro del ciclone, tanto più potente è il sistema nuvoloso e tanto più probabile che cadano forti precipitazioni e si osservi un calo di pressione.

La zona II è la parte posteriore del settore freddo del ciclone dietro il fronte atmosferico freddo. Qui il tempo è determinato dalle proprietà del fronte atmosferico freddo e della massa d'aria fredda e instabile. Con sufficiente umidità e significativa instabilità della massa d'aria, si verificano precipitazioni. Pressione atmosferica dietro la sua linea cresce.

Zona III - settore caldo. Poiché una massa d'aria calda è prevalentemente umida e stabile, le sue condizioni meteorologiche corrispondono generalmente a quelle di una massa d'aria stabile.

La figura sopra e sotto mostra due sezioni verticali attraverso l'area del ciclone. Quello superiore si effettua a nord del centro del ciclone, quello inferiore si effettua a sud e attraversa tutte e tre le zone considerate. In basso è mostrata la risalita dell'aria calda nella parte anteriore del ciclone sopra la superficie del fronte atmosferico caldo e la formazione di un caratteristico sistema nuvoloso, nonché la distribuzione delle correnti e delle nubi in prossimità del fronte atmosferico freddo nella parte posteriore del ciclone. La sezione superiore interseca la superficie del fronte principale solo in atmosfera libera; Sulla superficie terrestre c'è solo aria fredda, sopra di essa scorre aria calda. La sezione passa attraverso il margine settentrionale della regione delle precipitazioni frontali.

Il cambiamento nella direzione del vento man mano che il fronte atmosferico si muove può essere visto dalla figura, che mostra le linee di flusso dell'aria fredda e calda.

L'aria calda in un giovane ciclone si muove più velocemente del disturbo stesso. Pertanto, sempre più aria calda fluisce attraverso la compensazione, scendendo lungo il cuneo freddo nella parte posteriore del ciclone e risalendo nella sua parte anteriore.

Man mano che l'ampiezza della perturbazione aumenta, il settore caldo del ciclone si restringe: il fronte atmosferico freddo raggiunge gradualmente quello caldo che si muove lentamente, e arriva un momento in cui i fronti atmosferici caldo e freddo del ciclone si avvicinano.

La regione centrale del ciclone vicino alla superficie terrestre è completamente riempita di aria fredda, mentre l'aria calda viene spinta negli strati più alti.

Un fronte atmosferico si verifica quando masse di aria fredda e calda si avvicinano e si incontrano negli strati inferiori dell'atmosfera o in tutta la troposfera, ricoprendo uno strato spesso anche diversi chilometri, con la formazione di un'interfaccia inclinata tra di loro.

Ci sono:

• fronti stazionari.

I principali fronti atmosferici sono:

• polare,
• tropicale.

Se le masse d'aria fossero stazionarie, la superficie del fronte atmosferico sarebbe orizzontale, con aria fredda sotto e aria calda sopra, ma poiché entrambe le masse sono in movimento, si trova obliquamente rispetto alla superficie terrestre. In questo caso, in media, l'angolo di inclinazione è di circa 1° rispetto alla superficie terrestre. Un fronte caldo è inclinato nella stessa direzione in cui si muove, mentre un fronte freddo è inclinato nella direzione opposta. L'inclinazione del fronte in un modello ideale può essere espressa mediante la formula di Margulis.

La zona del fronte atmosferico è molto stretta rispetto alle masse d'aria che separa, quindi per scopi ricerca teoricaè approssimativamente considerato come l'interfaccia tra due masse d'aria temperature diverse e ho chiamato superficie frontale. Per questo motivo, sulle carte sinottiche, i fronti sono rappresentati come una linea ( prima linea). All'intersezione con la superficie terrestre, la zona frontale ha una larghezza dell'ordine delle decine di chilometri, mentre le dimensioni orizzontali delle masse d'aria stesse sono dell'ordine delle migliaia di chilometri.

Quando masse d'aria con caratteristiche diverse si incontrano, nella zona tra loro si forma un'intercapedine tangenziale, cioè:

1. I gradienti orizzontali della temperatura e dell’umidità dell’aria aumentano.
2. Il campo di pressione ha una depressione o "depressione nascosta".
3. La velocità del vento tangente alla linea di discontinuità presenta un salto.

Al contrario, quando le masse d'aria si allontanano tra loro si creano dei gradienti quantità meteorologiche e la velocità del vento diminuisce. Le zone di transizione nella troposfera, in cui convergono masse d'aria con caratteristiche diverse, sono chiamate zone frontali.

Nella direzione orizzontale, la lunghezza dei fronti, come le masse d'aria, è di migliaia di chilometri, in verticale - circa 5 km, la larghezza della zona frontale sulla superficie terrestre è di circa centinaia di chilometri, in quota - diverse centinaia di chilometri. Le zone frontali sono caratterizzate da cambiamenti significativi nella temperatura e nell'umidità dell'aria, nelle direzioni del vento lungo la superficie orizzontale, sia a livello terrestre che sopra.

La sezione trasversale della superficie terrestre mediante la superficie frontale è chiamata fronte atmosferico ed è tracciata su una mappa sinottica di superficie. Le mappe ad alta quota sono tracciate su mappe topografiche bariche. zone frontali(VFZ) - sezioni della superficie frontale delle superfici isobariche.

La "superficie frontale" è una superficie o zona di transizione che separa masse d'aria con proprietà diverse, tra cui, densità diverse aria. La continuità della pressione impone determinate condizioni sull'orientamento spaziale della superficie frontale. In assenza di movimento, qualsiasi discontinuità nel campo di densità (o zona di rapida transizione da una massa d'aria all'altra) deve essere orizzontale. Quando c'è movimento, la superficie di transizione diventa inclinata, con l'aria più densa (fredda) che forma un cuneo sotto l'aria meno densa (calda) e l'aria calda che scivola verso l'alto lungo questo cuneo.

Lo spessore verticale della superficie frontale è molto piccolo: diverse centinaia di metri, ovvero molto inferiore alla larghezza delle masse d'aria che separa. Nella troposfera una massa d’aria si sovrappone ad un’altra. La larghezza della zona del fronte sulle carte meteorologiche è di diverse decine di chilometri, ma quando si analizzano le mappe sinottiche il fronte viene disegnato come un'unica linea. Solo in sezioni verticali dell'atmosfera su larga scala è possibile identificare i confini superiore e inferiore dello strato di transizione.

Sui fronti grande sviluppo ricevono movimenti d'aria verso l'alto, quindi vicino ai fronti ci sono condizioni favorevoli per la formazione di nuvole e precipitazioni. La loro comparsa è facilitata, in primo luogo, dalla convergenza del vento verso la prima linea nello strato superficiale (divergenza negativa della componente orizzontale del vento). Inoltre, in un sistema frontale, l'aria calda sale (scivolamento verso l'alto) lungo un cuneo di aria fredda. I movimenti d'aria ascendenti si verificano anche a causa della differenza di velocità tra l'aria postfrontale e quella prefrontale, cioè quando l'aria postfrontale si muove più velocemente dell'aria prefrontale. L'innalzamento dell'aria si verifica in quelle parti della parte anteriore dove si osserva un movimento instabile. Movimenti verso l'alto attivi fase iniziale Lo sviluppo di un ciclone è facilitato anche da una caduta di pressione dinamica. Man mano che l'aria sale, si raffredda adiabaticamente e si formano nuvole e precipitazioni.

Un fronte ben definito ha un'altezza di diversi chilometri, molto spesso 3-5 km. I fronti maggiori sono associati a precipitazioni intense e prolungate; Nel sistema dei fronti secondari, i processi di formazione delle nubi sono meno pronunciati, le precipitazioni sono di breve durata e non sempre raggiungono la Terra. Sono presenti anche precipitazioni intramassa non associate a fronti.

Nello strato superficiale, a causa della convergenza dei flussi d'aria verso l'asse delle fosse di pressione, qui si creano i maggiori contrasti nella temperatura dell'aria - pertanto, i fronti vicino alla Terra si trovano proprio lungo gli assi delle fosse di pressione. I fronti non possono essere posizionati lungo gli assi delle creste di pressione, dove i flussi d'aria divergono, ma possono intersecare l'asse delle creste solo con un ampio angolo.

Con l'altezza, i contrasti di temperatura sull'asse della depressione diminuiscono - l'asse della depressione si sposta verso di più basse temperature aria e tende ad allinearsi con l'asse della vasca termica, dove i contrasti di temperatura sono minimi. Quindi, con l'altezza, il fronte si allontana gradualmente dall'asse della depressione verso la sua periferia, dove si creano i maggiori contrasti.

La superficie sottostante ha un'influenza significativa sul movimento e sulle proprietà dei fronti. Nelle centinaia di metri inferiori, l'influenza dell'attrito porta alla deformazione del profilo anteriore. L'attrito irregolare associato alle differenze nella natura della superficie sottostante porta anche alla deformazione del profilo anteriore, soprattutto su terreni complessi. Gli ostacoli orografici possono influenzare il movimento dei fronti e provocare sia deformazioni dei fronti stessi che cambiamenti negli effetti ad essi associati, oppure creare nuovi effetti. Il passaggio dei fronti attraverso ostacoli montuosi influenza i processi di formazione delle nubi e delle precipitazioni. L'aria tende generalmente ad aggirare gli ostacoli in direzione orizzontale, poiché ciò comporta il minor consumo di energia. Se l'aria è stratificata in modo instabile, defluisce parzialmente sul colmo, soprattutto nella sua parte centrale. Questo flusso è dieci volte meno intenso del flusso laterale. Inoltre, ha un carattere fortemente turbolento, a causa del forte attrito sui terreni montuosi.