Холодный ветер - Cold front - Wikipedia

Для использования в других целях см. Холодный ветер.
Не путать с Холодная волна.

А холодный ветер является передним краем более холодной массы воздуха на уровне земли, которая заменяет более теплую массу воздуха и находится на ярко выраженной поверхности впадина из низкое давление. Часто образуется за внетропический циклон (на запад в Северное полушарие, к востоку в Южный ), на переднем крае его холодного воздуха адвекция шаблон, известный как циклон Сухой «конвейерный» поток. Разница температур по границе может превышать 30 ° C (86 ° F) от одной стороны к другой. При наличии достаточного количества влаги вдоль границы может идти дождь. Если есть значительный нестабильность вдоль границы узкая полоса гроз может образовываться по лобной зоне. Если нестабильность слабая, за фронт, а охлаждение дождя испарением может увеличить разницу температур по фронту. Холодные фронты сильнее в осенне-весенний переходный период и самые слабые летом.

Символ холодного фронта: синяя линия с треугольниками, указывающими по ходу движения.
Холодный фронт над восточным и центральным регионом Соединенных Штатов Америки

Развитие холодных фронтов

Наступающий холодный фронт в северном Огайо (2016)

Холодный фронт возникает, когда масса сравнительно более холодного воздуха перемещается туда, где присутствует более теплый воздух. Более сухой и холодный воздух образует круто наклонную границу под более теплым и влажным воздухом у поверхности и поднимает этот воздух. Это часто приводит к образованию облаков с сильным вертикальным развитием, которое может проявляться в виде линии душевые и грозы когда достаточно влажность настоящее.[1] На карты погоды, положение холодного фронта на поверхности обозначается синей линией из треугольников / шипов (шипов), указывающей в направлении движения. Расположение холодного фронта - на переднем крае температура высадиться, что в изотерма анализ будет отображаться как передний край градиента изотермы, и он обычно находится в пределах острой поверхности впадина.[2] Холодные фронты движутся быстрее, чем теплые фронты и может вызвать более резкие изменения погоды. Поскольку холодный воздух более плотный, чем теплый, он быстро заменяет теплый воздух, предшествующий границе.[3]

В северном полушарии холодный фронт обычно вызывает смещение ветра с юго-запада на северо-запад по часовой стрелке, также известное как изменение направления, а в южном полушарии - смещение с северо-запада на юго-запад (против часовой стрелки, задним ходом). Атмосферное давление неуклонно уменьшается с приближением холодного фронта; при фронтальном прохождении давление резко повышается, а затем стабилизируется. Обычно холодные фронты можно обозначить следующими характеристиками:[4][1]

Погодное явлениеДо принятия фронтПока фронт проходитПосле прохождения фронта
ТемператураТеплыйВнезапное охлаждениеПостоянное охлаждение
Атмосферное давлениеНеуклонно снижаетсяСамый низкий, затем резкое увеличениеНеуклонно растет
Ветры
  • С юго-запада на юго-восток (северное полушарие)
  • С северо-запада на северо-восток (южное полушарие)
Порывистый; смена
  • С севера на запад, обычно с северо-запада (северное полушарие)
  • С юга на запад, обычно на юго-запад (южное полушарие)
Осадки / условия *Легкий пятнистый дождь может быть вызван слоисто-кучевыми или слоистыми облаками в теплом секторе. Летом иногда бывают грозы, если предшествующий линия шквала настоящее. Зимой снежные шквалы или возможны ливни.[5]Продолжительный дождь (нимбостратус) или грозы (кучево-дождевые): зависит от условий.Душевые, затем очистка
Облака *Часто предшествуют перистые, перисто-слоистый затем альтослоистые слои, похожие на теплый фронт (но обычно с меньшим количеством этих облаков). Области перисто-кучевых и высококучевых облаков внутри перисто-слоистых и высокослоистых облаков встречаются чаще, чем на теплом фронте. Более крупные кучевые облака под более высокими типами облаков, чем на теплом фронте, где обычно встречаются слоисто-кучевые и кучевые влажные облака. Некоторые из этих кучевых облаков могут вызывать ливни перед фронтом.Кучево-дождевые и большие кучевые облака, дающие частые ливни, с листом верхнего альтослоя, через который иногда можно увидеть солнце. Реже нимбостратус возникает при непрерывном дожде.Пятнистый высококучевые облака или слоисто-кучевые облака и выше циррус облака вместе с быстро движущимися слоистый слой затем в конце концов рассыпались кучевые облака и иногда кучево-дождевые облака.
Видимость *От справедливого до бедного мглаПлохо, но улучшаетсяХорошо, кроме душа
Точка росыВысокий, устойчивыйВнезапное падениеПадение

* при наличии достаточной влажности.

Облака

Если холодный фронт сильно неустойчивый, кучево-дождевые облака производящие грозы обычно образуются вдоль фронта. Наковальня перистые облака может распространяться на значительное расстояние по ветру от грозы.[6] Другие типы облаков, связанные с холодным фронтом, зависят от атмосферных условий, таких как стабильность воздушных масс и сдвиг ветра.[7] По мере приближения фронта средний этаж уступает место высотно-слоистый и на низком уровне слоисто-кучевые облака с прерывистыми небольшими осадками, если теплая воздушная масса, вытесняемая холодным фронтом, в основном стабильна. При значительной нестабильности воздушной массы, вертикально развитой кучевые облака либо кучево-дождевые облака с ливнями и грозами образуются вдоль фронта.

После прохождения холодного фронта небо обычно проясняется, поскольку за системой создается высокое давление, хотя значительное количество кучевых или слоисто-кучевых облаков, часто в виде длинных полос, называемых облачные улицы может сохраняться, если воздушная масса за передней частью остается влажной.[8] Небольшое и неизменное количество кучевых или перистых облаков при ясном небе обычно указывает на сохранение хорошей погоды, пока барометрическое давление остается сравнительно высоким.

Атмосферные осадки

Холодный фронт, появившийся на Национальная метеорологическая служба Уичито, Канзас WSR-88D 3 апреля 2011 года. Тонкая синяя линия с надписью «холодный фронт» - это фронт, за которым видны сильные грозы, которые развиваются за фронтом, который движется к нижнему правому краю.

Холодный фронт обычно приносит узкую полосу атмосферные осадки который следует по передней кромке холодного фронта. Эти полосы осадков часто бывают очень сильными,[9] и может принести сильную грозу, град,[10] снежные шквалы,[5] и / или торнадо. Весной эти холодные фронты могут быть очень сильными и приносить сильные ветры, когда градиент давления выше, чем обычно. В зимние месяцы холодные фронты иногда проходят через районы с небольшим количеством осадков или без них. Более широкие полосы дождя могут возникать за холодными фронтами, которые имеют тенденцию иметь более стратиформные и менее конвективные осадки.[11] Эти ливни иногда приносят наводнение, и может двигаться очень медленно, когда шторм, наводящий его, сильный и заключен в меридиональный поток паттерн (с большим движением от полюса к экватору, а не с запада на восток). Зимой холодные фронты могут принести похолодания, а иногда и снегопады. Весной или летом в умеренных широтах иногда может выпадать град вместе с дождем. Если влаги недостаточно, например, когда система ранее перемещалась через горный барьер, холодные фронты могут проходить без облачности.

Фронтогенетическое кровообращение

Фронтогенез это процесс создания или увеличения градиента температуры фронта. Во время этого процесса атмосфера реагирует, пытаясь восстановить баланс, следствием чего является круговое движение вдоль фронта, где воздух поднимается вверх, вдоль холодного фронта и опускается вниз за фронтальной границей. Это действительная сила восходящего движения вдоль фронта, ответственная за облака и осадки.

Поскольку градиент температуры усиливается во время фронтогенеза, термический ветер становится неуравновешенным. Для поддержания баланса геострофический ветер вверх и вниз отрегулируйте так, чтобы образовались области расхождения / конвергенции. Непрерывность массы потребует вертикального переноса воздуха вдоль холодного фронта, где есть расхождение (пониженное давление ). Хотя эта циркуляция описывается серией процессов, на самом деле они происходят одновременно, что можно наблюдать вдоль фронта как термически прямая циркуляция. Есть несколько факторов, которые влияют на окончательную форму и наклон циркуляции вокруг фронта, в конечном итоге определяя вид и расположение облаков и осадков.[7][12]

Изменения температуры

Холодные фронты - это передний край более холодных воздушных масс, отсюда и название «холодный фронт». У них более сильные перепады температур во время падать (осенью) и весной и в середине зимы. Температурные изменения, связанные с холодными фронтами, могут достигать 30 ° C (50 ° F). Когда возникают холодные фронты, обычно бывает быстрый, но сильный порыв ветра, который показывает, что холодный фронт проходит. В приземные наблюдения за погодой при этом кодируется примечание, известное как FROPA.[13] Последствия холодного фронта могут длиться от часов до дней. Воздух за передней частью холоднее, чем воздух, который он заменяет, и теплый воздух вынужден подниматься, поэтому он охлаждается. Поскольку более прохладный воздух не может удерживать столько влаги, сколько теплый воздух, образуются облака и идет дождь.[4]

Характеристики границ вокруг внетропического циклона

Окклюзионный циклон пример. Тройная точка - это пересечение холодного, теплого и закрытого фронтов.

Холодные фронты образуются, когда более холодная воздушная масса перемещается в область более теплого воздуха вслед за развивающимся внетропическим циклоном. Более теплый воздух взаимодействует с более холодной воздушной массой вдоль границы и обычно вызывает осадки. Холодные фронты часто следуют за теплый фронт или линия шквала. Очень часто холодные фронты имеют впереди теплый фронт, но с перпендикулярной ориентацией. В регионах, где холодные фронты догоняют теплый фронт, закрытый фронт развивается. Окклюзионные фасады имеют наверху зону теплого воздуха. Когда такой объект образует полюс к внетропическому циклону, он известен как трель, что является сокращением от TRох Ож Wрука Аir aLчасто.[14] Холодный фронт считается теплый фронт если он начинает отступать впереди следующего внетропического циклона вдоль фронтальной границы, и называется стационарный фронт если он заглохнет.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б Уайтмен, К. Дэвид (2000). Горная метеорология: основы и приложения. Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 77–79. ISBN  978-0-19-803044-7. OCLC  428735924.
  2. ^ Дэвид Рот (14 декабря 2006 г.). «Единое руководство по анализу поверхности» (PDF). Центр гидрометеорологического прогнозирования. Получено 2012-01-09.
  3. ^ Пол М. Марковски; Иветт П. Ричардсон (2011-09-20). Мезомасштабная метеорология в средних широтах. Джон Уайли и сыновья. п. 120. ISBN  978-1-119-96667-8. Получено 2012-01-09.
  4. ^ а б «Холодный фронт: зона перехода от теплого воздуха к холодному». ww2010.atmos.uiuc.edu. Получено 2019-11-09.
  5. ^ а б Дональд, Аренс, К. (2007). Метеорология сегодня: введение в погоду, климат и окружающую среду (8-е изд.). Бельмонт, Калифорния: Томсон / Брукс / Коул. С. 298–300. ISBN  978-0495011620. OCLC  66911677.
  6. ^ Ли М. Гренчи; Джон М. Несе (2001). Мир погоды: основы метеорологии: текст / лабораторное руководство (3-е изд.). Кендалл / Хант Издательская Компания. С. 207–212. ISBN  978-0-7872-7716-1. OCLC  51160155.
  7. ^ а б Холтон, Джеймс Р. (2004). Введение в динамическую метеорологию. Академическая пресса. п. 277. ISBN  978-0-12-354015-7.
  8. ^ Уэстон, К. Дж. (1980). «Наблюдательное исследование улиц конвективных облаков». Скажи нам. 32 (5): 433–438. Bibcode:1980TellA..32..433W. Дои:10.1111 / j.2153-3490.1980.tb00970.x.
  9. ^ Глоссарий по метеорологии (2009 г.). Линия префронтального шквала. В архиве 2007-08-17 на Wayback Machine Проверено 24 декабря 2008.
  10. ^ Schemm, S .; Л. Ниси, А. Мартынов; Д. Леуэнберг и О. Мартиус (2016). «На стыке холодных фронтов и града в Швейцарии». Письма об атмосфере. 17 (5): 315–325. Bibcode:2016AtScL..17..315S. Дои:10.1002 / asl.660.
  11. ^ К. А. Браунинг и Роберт Дж. Герни (1999). Глобальная энергия и водные циклы. Проверено 26 декабря 2008.
  12. ^ Карлсон, Тоби Н. (1991). Метеорологические системы для средних широт. HarperCollins Academic. п. 435. ISBN  978-0-04-551115-0.
  13. ^ Nav Canada (январь 2005 г.). Руководство по авиационным метеорологическим службам. п. 36.
  14. ^ Сент-Луисский университет (2003-08-04). «Что такое БРАЧКА? Через машину обратного пути в Интернете». Архивировано из оригинал на 2006-09-16. Получено 2006-11-02.

внешние ссылки