Теплый атмосферный фронт зимой

Физика города: почему вместе со снегопадом приходит потепление

Иллюстрация: Ольга Денисова

На этой неделе в Москву вернулась зима: пошел снег и основательно похолодало. В нашем сознании снегопады прочно связаны с зимой и морозами. Однако, вы наверняка не раз обращали внимание, что с появлением снега в городе становится теплее. Как же в действительности обстоит дело? Приходит ли снег вместе с холодом или с теплом? Мы попросили коллег из журнала «Кот Шредингера» помочь разобраться.

Для начала заметим, что все происходит вот как: снег выпадает, когда становится теплее. То есть причинно-следственная связь этих явлений обратная. Это, конечно, вовсе не означает, что летом нас может накрыть снежная буря (хотя такое тоже иногда случается), ведь снежинки — это замерзшая вода, а она замерзает только при температуре ниже нуля. Чаще всего снегопады атакуют нас зимой, когда приходят циклоны и теплый атмосферный фронт. Рассказываем об этих гостях и связанных с ними причудах природы по порядку.

Откуда падает снег

Осадки — снег, град или дождь — формируются из облаков. Чем теплее и влажнее воздух, тем мощнее облачность — это аксиома. Когда ветра приносят в город теплый атмосферный фронт — то есть разогретый и влажный воздух, который начинает наползать на холодный — облаков становится больше, и выпадает снег. А вместе с ним теплый фронт подогревает наш город. И тут не обязательно дело доходит до оттепели, однако морозы, как правило, спадают. Это — основной механизм зимних потеплений.

Одеяло из облаков

Порождающие снегопад облака, толщиной до двух-четырех километров, сохраняют тепло на земле, подобно пуховому одеялу. Нагретая Земля всегда излучает длинноволновую радиацию — иначе говоря, тепло. В условиях антициклона, когда массивные облака улетают далеко, возникает большая разница между холодной температурой воздуха и температурой нагретой Земли — и тогда она излучает свое тепло безвозвратно. А вот когда приходит циклон (пасмурная погода с осадками) согревающая земная радиация отражается от облаков и возвращается к поверхности Земли в виде мощного встречного излучения. Так, температура воздуха остается плюсовой.

Дополнительная порция тепла

Есть еще один момент, который влияет на изменение температуры в плюсовую сторону. При образовании облаков происходит конденсация водяного пара. Помните термин из школьного курса физики — «экзотермический процесс»? Так вот в облаках идет именно он.

По этим причинам снегопад и потепление зачастую приходят вместе. Но вообще, природа — штука хитрая, и иногда удивляет нас странным поведением. Например, в Москве c 31 января по 1 февраля наблюдалась аномально теплая погода с дождями. А после с холодным фронтом пришли мощные снегопады и морозы. Так что, природа ведет себя в лучших традициях дуализма — снег может прийти и с похолоданием, и с потеплением.

О «Физике города»

Каждый день, просыпаясь утром, мы погружаемся в город, полный фактур, звуков и красок. Пока мы идем на работу и гуляем в парке, нам в голову приходит миллион вопросов о том, как же все вокруг нас устроено в этом огромном мегаполисе. Почему небоскребы не падают? Чем отличается кровь горожанина от крови жителя деревни? Выше какого этажа не стоит жить и почему?

Мы предложили коллегам из журнала «Кот Шредингера» дать ответы на наши вопросы и разъяснить, чем опасно обилие городского освещения, как наше дыхание может навредить окружающим и из-за чего люди болеют зимой. Так появился проект «Физика города». Новые вопросы и новые ответы ищите на нашем сайте по понедельникам и четвергам.

Источник

Что такое теплый фронт?

Теплый фронт – перемещение воздушных масс атмосферы в сторону холодного воздуха: что такое теплый фронт, образование и происхождение, как меняется погода.

Что же такое теплый фронт? Речь идет о некой переходной области, отмечающей точку, где теплая воздушная масса атмосферы сменяется холодной. Как правило, теплые фронты перемещаются с юго-западного направления в юго-восточное. Воздух за ним теплее, чем впереди. Теплый фронт играет роль сигнала в перемене погоды. Причем его приход можно даже предугадать.

Начнется все с того, что давление в области будущего прибытия начнет понижаться, а температурный показатель останется прохладным. В северном полушарии ветер обычно мчится с юга на юго-восток, а в южном – с севера на северо-восток. Типичные осадки – дождь, град или снег. Вы можете отметить различные типы облаков, а точка росы возрастает.

В момент прохода фронта сквозь регион температура повышается. Ранее упавшее атмосферное давление стабилизируется, ветер переменный, а осадки становятся легким дождем. Среди облаков преобладает слоистый тип. Точка росы начинает выравниваться.

Как только теплый фронт удаляется, условия снова начинают трансформироваться. Атмосферное давление повышается, температурный показатель растет, а затем выравнивается. Ветер в северном полушарии идет в юго-юго-западном направлении, а в южном – в северо-северо-западную сторону. Облака – кучево-дождевые. Точка росы возвышается и выравнивается.

Важно понимать механизмы функционирования тепловых фронтов, так как это помогает прогнозировать погоду и отслеживать глобальные изменения климата Земли.

Источник

Атмосферный фронт — описание, признаки и особенности формирования погоды

Процесс образования

В процессе перемещения воздушных масс происходит встреча теплых и холодных течений. Скорость их прохождения может колебаться в широких пределах. Временами она достигает величины 30−35 км/час. Полоса соприкосновения потоков воздуха называется атмосферным фронтом. Его плоскость по отношению к Земле наклонена под углом. Ширина фронта колеблется в пределах 500−900 км, а длина может достигать 2000−3000 км.

Граница фронтов неровная, она изменяется в зависимости от текучести воздушных потоков. При столкновении масс теплый воздух вытесняется холодным и поднимается. В местах столкновения двух потоков из-за конденсации паров образуются облака. Вот почему здесь начинается активное выпадение осадков.

Типы фронтов

В зависимости от температуры воздушных масс фронты бывают нескольких видов. Каждый из них отличается своими характеристиками. Их название и краткое описание представлено в таблице:

Название	Краткая характеристика
Теплый	Формируется в месте преобладания теплого воздуха над холодным
Холодный	Устанавливается в том районе, где холодный воздух располагается снизу под теплым
Малоподвижные и стационарные	Так называются воздушные массы, которые стоят неподвижно и не смещаются в стороны
Фронт окклюзии	Это явление, наблюдаемое при столкновении теплых и холодных воздушных масс. При этом первые потоки поднимаются

Формирование атмосферных фронтов происходит из-за неустойчивости погоды. Они могут устанавливаться в любой точке земного шара, в том числе и России.

Теплая полоса

Наблюдается в том районе, где холодный воздушный поток смещается, уступая место теплому. Нагретые воздушные массы занимают большую территорию. Со временем они поднимаются. Какова бы ни была температура воздуха, она постепенно снижается. В результате начинается конденсация водяного пара. Это приводит к формированию облаков.

Признаки образования теплого фронта носят следующий характер:

1. Резкое уменьшение давления в сторону понижения.
2. Повышение температуры окружающей среды.
3. Появление перистых облаков.
4. Усиление ветра.
5. Начинаются выпадение осадков разной степени интенсивности.

Как только дождь заканчивается, наступает недолгое потепление. Затем холодные массы приносят холод.

Агрессивный холодный

Холодный воздух, двигаясь в направлении теплого потока, занимает его место, располагаясь под ним. Это может происходить медленно или с высокой скоростью. С холодным атмосферным фронтом связана погода. Его приближение сопровождается следующими признаками:

1. Наблюдается резкое понижение давления.
2. На небе начинается образование кучевых облаков.
3. Ощущаются порывы сильного ветра, который постоянно меняет свое направление.
4. Начинается продолжительный дождь, часто с градом и грозой.
5. Температура окружающего воздуха резко падает.

В этот момент может начаться настоящая буря с сильным ветром и шквальным дождем. Наблюдая за атмосферным фронтом, можно увидеть, что за этой полосой идет прояснение.

Малоподвижные стационарные

Воздушные потоки, которые стоят на месте и не смещаются в сторону, называются стационарными. Обычно они формируются в местах глубоких ложбин. Образование облаков идет примерно такое же, как и при приближении теплой полосы. Часто наблюдается выпадение осадков. Атмосферное давление практически остается без изменений, а ветер не меняет своего направления.

При этом возможны волновые возмущения. Проходят они быстро вдоль всего фронта. В этот момент времени возможно образование циклона. Когда это происходит в осенний и весенний периоды, то наблюдается усиление грозовой активности. Реже ливневые шквалы налетают летом.

Явление окклюзии

Чтобы разъяснить понятие окклюзии, нужно знать, что в этом процессе участвуют 2 холодные массы и 1 теплая. При их столкновении теплые воздушные потоки поднимаются. В зависимости от того, в какой последовательности располагаются 2 холодные массы, окклюзии разделяются на 2 типа:

1. Теплая. Происходит в том случае, когда заднее холодное течение имеет более высокую температуру, чем второе — низкотемпературное, находящееся перед теплым воздушным потоком. В соответствии с законами физики теплый поток воздуха вытесняется вверх. При этом заднее холодное течение натекает на переднюю воздушную массу.
2. Холодное. Происходит тогда, когда холодное течение, расположенное сзади, имеет более низкую температуру, чем стоящая впереди него первая низкотемпературная масса. Теперь теплый воздушный поток снова поднимается, а заднее холодное течение заходит под переднюю холодную массу.

Ухудшение погоды начинается во время смыкания потоков. В это время происходят ливневые дожди и сильный ветер, который постепенно ослабевает.

Циклоны и антициклоны

В результате неравномерности распределения воздуха формируются зоны высокого и низкого давления. Если на участке наблюдается избыточное количество воздуха, то в этой зоне присутствует высокое давление. Те места, где воздуха меньше, называются зонами низкого давления. По законам природы происходит перетекание воздушных масс из мест с высоким давлением в зоны низкого. Выражается это в возникновении ветра.

Отсюда появилось такое понятие, как циклон. Его можно охарактеризовать как воронку с низким давлением, куда затягивается воздух из мест, где его в избытке.

Как следствие, существует определение антициклона. Это ветер, возникающий по причине вытеснения воздуха из зоны высокого давления в места с низким его содержанием.

География движения воздуха

В соответствии с существующими климатическими зонами наука сумела установить, какие существуют разновидности атмосферных фронтов на каждой из территорий. По географическому признаку они разделяются на:

1. Арктический. Он отделяет холодный воздух Арктики от умеренного на рядом лежащих территориях.
2. Полярный. Находится между умеренными воздушными потоками и тропическими.
3. Тропический. Располагается между воздушными тропическими массами и экваториальными.

В зависимости от географии земной поверхности изменяется конфигурация линии атмосферного фронта. Например, происходит его деформация во время переваливания через высокие горные хребты.

Составление прогноза погоды — очень сложная процедура. Вызвано это изменчивостью поведения воздушных масс. Только кропотливым трудом синоптикам удается правильно составлять графики воздушных течений.

Источник

Что такое холодный и теплый фронт?

Сегодня мы расскажем про явление, которое позволяет прогнозировать погоду.

Что такое атмосферный фронт

Напомним, атмосфера Земли состоит из воздушных масс – разных по температуре и влажности объёмов воздуха, которые постоянно конкурируют за территорию.

Атмосферный фронт – это место столкновения воздушных масс, граница, которая постоянно в движении. Если холодный воздух продвигается на территорию теплого – это холодный фронт ; если теплый движется к холодному – теплый фронт .

В прогнозах теплые фронты отмечают красными линиями, холодные – синими, указывая треугольниками и другими фигурами направление и тип фронта.

Со временем фронт может замедляться и останавливаться, если замедляется взаимное движение воздушных масс, либо на пути встречаются горы или море. Замедляющийся фронт, в котором практически прекратилось перемещение воздуха, называют стационарным . Если холодный фронт догоняет теплый и смыкается с ним – это фронт окклюзии .

Что приносят с собой фронты

Любой фронт приносит изменение погоды, в том числе силы и направления ветра.

Холодный фронт опаснее, так как часто приносит шквалистый ветер, грозы и дожди. Как правило такая непогода наступает резко, но и длится недолго: холодный фронт движется довольно быстро – до 80 километров в час. В северном полушарии такие фронты обычно двигаются с северо-запада на юго-восток, в южном – с юго-запада на северо-восток.

Холодный фронт сначала несет непогоду, но затем – чистое или усеянное кучевыми облаками небо, хорошую видимость, а также низкую влажность. Он также сопровождается восходящими потоками, что поможет, если вы собираетесь парить.

Тёплый фронт тоже может принести непогоду, но дожди затянутся на день или даже больше, потому что его зона осадков значительно шире, а еще он движется куда медленнее холодного – 20-30 километров в час и менее. Это обусловлено тем, что менее плотному теплому воздуху сложнее вытеснять более плотный холодный. Усиление ветра при теплом фронте не такое сильное, как при холодном. В северном полушарии теплые фронты обычно двигаются с юго-запада на северо-восток, в южном – с северо-запада на юго-восток.

Тёплые фронты часто приносят закрытое облаками небо, высокую влажность, дымку и туманы, жару и дожди на несколько дней, что не очень хорошо для пилотов.

Самые спокойные – стационарные фронты: там, как правило, довольно слабые ветры. Самые опасные – фронты окклюзии, так как различные динамические процессы могут привести к формированию нового циклона.

Чем опасны фронты и как себя защитить

Если тёплый фронт с плохой видимостью неприятен самолетам, холодный фронт, а точнее, его шквалы и грозы, более опасны для неподготовленных людей на улицах и яхтсменов. Но если на улице от ливня и сильного ветра всегда можно укрыться в прочных зданиях, в море важно заранее знать, придется столкнуться с непогодой или нет, и лучше этого избежать.

Еще до выхода в море необходимо проверить прогноз погоды как на предполагаемом маршруте, так и в его окрестностях. При наличии интернета стоит делать это дважды в сутки, также можно проверить индекс CAPE (Convective Available Potential Energy). Если он выше 500 – стоит подготовиться к возможной непогоде.

Если интернета нет, наступление холодного фронта можно заметить издали – часто он выглядит как мрачная стена непогоды. Также предвестником может стать резкое падение давления.

Источник