Холодный ветер - Cold front
Холодный фронт находится передний край более холодной массы воздуха на уровне земли , который заменяет более теплую массу воздуха и лежит в пределах выраженной поверхности желоба с низким давлением . Он часто формируется позади внетропического циклона (на западе в Северном полушарии , на востоке в Южном ), на переднем крае его схемы адвекции холодного воздуха, известной как сухой «конвейерный» поток циклона . Разница температур на границе может превышать 30 ° C (54 ° F) от одной стороны к другой. При достаточном количестве влаги вдоль границы может идти дождь. Если вдоль границы наблюдается значительная нестабильность, по фронтальной зоне может образоваться узкая полоса гроз . Если нестабильность слабая, широкий экран от дождя может двигаться позади передней части , а охлаждение дождя за счет испарения может увеличить разницу температур на передней части. Холодные фронты сильнее в осенне-весенний переходный период и наиболее слабы летом.
Развитие холодных фронтов
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 вызывает образование облаков с сильным вертикальным развитием, которое может проявляться в виде ливней и гроз при наличии достаточного количества влаги . На погодных картах положение холодного фронта на поверхности обозначено синей линией треугольников / шипов (точек), указывающей направление движения. Расположение холодного фронта находится на переднем крае перепада температуры , который при изотермическом анализе будет отображаться как передний край градиента изотермы, и обычно он лежит в пределах резкой впадины на поверхности . Холодные фронты движутся быстрее, чем теплые, и могут вызывать более резкие изменения погоды. Поскольку холодный воздух более плотный, чем теплый, он быстро заменяет теплый воздух, предшествующий границе.
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 падает с приближением холодного фронта; при фронтальном прохождении давление резко повышается, а затем стабилизируется. Обычно холодные фронты можно обозначить следующими характеристиками:
| Явление погоды | Перед переходом фронта | Пока проходит фронт | После прохождения фронта |
|---|---|---|---|
| Температура | Тепло | Внезапное охлаждение | Постоянное охлаждение |
| Атмосферное давление | Неуклонно снижается | Самый низкий, затем резкое увеличение | Неуклонно растет |
| Ветры |
|
Порывистый; смена |
|
| Осадки / условия * | Легкий пятнистый дождь может быть вызван слоисто-кучевыми или слоистыми облаками в теплом секторе. Летом иногда бывают грозы, если присутствует предшествующая линия шквала . Зимой возможны снежные шквалы или ливни. | Продолжительный дождь (нимбослоистые) или грозы (кучево-дождевые): в зависимости от условий. | Душевые, затем очистка |
| Облака * | Часто предшествуют перистые, перисто-слоистые, затем альтослоистые, как 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 верхним слоем слоистых облаков, сквозь которые иногда можно увидеть солнце. Реже нимбостратус возникает при непрерывном дожде. | Пятнистые Перистые или кучевые и более высокие перистые облака вместе с быстро двигающимся слоистым разорванным затем в конце концов , рассеянными кучевым , а иногда и кучево - дождевым . |
| Видимость * | От справедливого до бедного в дымке | Плохо, но улучшается | Хорошо, кроме душа |
| Точка росы | Высокий, устойчивый | Внезапное падение | Падение |
* при наличии достаточной влажности.
Облака
Если холодный фронт очень нестабилен , вдоль фронта обычно образуются кучево-дождевые облака, производящие грозы. Перистые облака наковальни могут распространяться на значительное расстояние по ветру от гроз. Другие типы облаков, связанные с холодным фронтом, зависят от атмосферных условий, таких как стабильность воздушных масс и сдвиг ветра. По мере приближения фронта средний этап сменяется альтослоистыми и слоисто - кучевыми облаками низкого уровня с перемежающимися небольшими осадками, если теплая воздушная масса, вытесняемая холодным фронтом, в основном стабильна. При значительной нестабильности воздушной массы вдоль фронта образуются вертикально развитые кучевые или кучево-дождевые облака с ливнями и грозами.
После прохождения холодного фронта небо обычно проясняется, поскольку за системой создается высокое давление, хотя может сохраняться значительное количество кучевых или слоисто-кучевых облаков , часто в виде длинных полос, называемых облачными улицами, если воздушная масса за фронтом остается влажной. . Небольшое и неизменное количество кучевых или перистых облаков на ясном небе обычно указывает на сохранение хорошей погоды, пока атмосферное давление остается сравнительно высоким.
Осадки
Холодный фронт обычно приносит с собой узкую полосу осадков, которая следует вдоль передней кромки холодного фронта. Эти полосы осадков часто очень сильные и могут вызывать сильные грозы, ливни с градом , снежные шквалы и / или торнадо . Весной эти холодные фронты могут быть очень сильными и приносить сильные ветры, когда градиент давления выше обычного. 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. Эти ливни иногда вызывают наводнения и могут двигаться очень медленно, когда шторм, управляющий им, сильный и встроен в структуру меридионального потока (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 температурного градиента фронта. Во время этого процесса атмосфера реагирует, пытаясь восстановить равновесие, 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.
По мере того, как во время фронтогенеза градиент температуры усиливается, тепловой ветер становится несбалансированным. Для поддержания баланса геострофический ветер наверху и внизу регулируется таким образом, что образуются области расхождения / конвергенции. Для непрерывности массы потребуется вертикальный перенос 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 прямая термическая циркуляция. Есть несколько факторов, которые влияют на окончательную форму и наклон циркуляции вокруг фронта, в конечном итоге определяя вид и расположение облаков и осадков.
Изменения температуры
Холодные фронты - это передний край более холодных воздушных масс, отсюда и название «холодный фронт». У них более сильные перепады температур осенью (осенью), весной и в середине зимы. Температурные изменения, связанные с холодными фронтами, могут достигать 30 ° C (54 ° F). Когда возникают холодные фронты, обычно бывает быстрый, но сильный порыв ветра, который показывает, что холодный фронт проходит. При наблюдении за погодой на поверхности при этом кодируется примечание, известное как FROPA. 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.
Характеристики границ вокруг внетропического циклона
Холодные фронты образуются, когда более холодная воздушная масса перемещается в область более теплого воздуха в результате развивающегося внетропического циклона. Более теплый воздух взаимодействует с более холодной воздушной массой вдоль границы и обычно вызывает осадки. Холодные фронты часто следуют за тёплым фронтом или линией шквала. Очень часто холодные фронты имеют впереди теплый фронт, но с перпендикулярной ориентацией. В тех областях, где холодные фронты догоняют теплый фронт, развивается окклюзионный фронт . Окклюзионные фасады имеют наверху зону теплого воздуха. Когда такой элемент образует полюс к внетропическому циклону, он известен как trowal , что является сокращением от TR ough O f W arm A ir a L oft. Холодный фронт считается теплым, если он начинает отступать перед следующим внетропическим циклоном вдоль фронтальной границы, и называется стационарным фронтом, если он останавливается.