Mặt trước khí quyển - nó là gì? Họ thích gì? mặt trước khí quyển. Mặt trước ấm và lạnh Mặt trước khí quyển là gì và nó hình thành như thế nào
Mặt trước khí quyển hay đơn giản là mặt trước là vùng chuyển tiếp giữa hai khối không khí khác nhau. Vùng chuyển tiếp bắt đầu từ bề mặt Trái đất và kéo dài lên đến độ cao nơi mà sự khác biệt giữa các khối khí bị xóa bỏ (thường là đến giới hạn trên của tầng đối lưu). Chiều rộng của vùng chuyển tiếp gần bề mặt Trái đất không vượt quá 100 km.
Trong vùng chuyển tiếp - vùng tiếp xúc của các khối khí - có sự thay đổi rõ rệt các giá trị của các thông số khí tượng (nhiệt độ, độ ẩm). Ở đây có nhiều mây đáng kể, lượng mưa giảm nhiều nhất, những thay đổi mạnh nhất về áp suất, tốc độ và hướng gió xảy ra.
Tùy theo hướng di chuyển của các khối khí ấm và lạnh nằm ở hai bên đới chuyển tiếp mà các mặt trận được chia thành ấm và lạnh. Các mặt trận ít thay đổi vị trí được gọi là không hoạt động. Một vị trí đặc biệt được chiếm bởi các mặt trước tắc, được hình thành khi mặt trước ấm và lạnh gặp nhau. Mặt trước của tắc có thể thuộc loại mặt trước lạnh và ấm. Trên bản đồ thời tiết, mặt trước được vẽ bằng các đường màu hoặc bằng các ký hiệu (xem Hình 4). Mỗi mặt trận này sẽ được thảo luận chi tiết hơn dưới đây.
2.8.1. mặt trước ấm áp
Nếu mặt trước di chuyển theo cách mà không khí lạnh lùi lại, nhường chỗ cho không khí ấm, thì mặt trước như vậy được gọi là ấm. Không khí ấm, di chuyển về phía trước, không chỉ chiếm không gian nơi không khí lạnh từng ở, mà còn bốc lên dọc theo vùng chuyển tiếp. Khi nó tăng lên, nó lạnh đi và hơi nước trong nó ngưng tụ lại. Kết quả là, các đám mây được hình thành (Hình 13).Hình 13. Mặt trước ấm áp trên mặt cắt dọc và trên bản đồ thời tiết.
Hình bên cho thấy mây, lượng mưa và các luồng không khí điển hình nhất của mặt trước ấm. Dấu hiệu đầu tiên của một mặt trận ấm áp đang đến gần sẽ là sự xuất hiện của các đám mây ti (Ci). Áp suất sẽ bắt đầu giảm. Sau một vài giờ, các đám mây ti, ngưng tụ, chuyển thành một bức màn mây ti (Cs). Theo sau những đám mây tầng ti, thậm chí những đám mây tầng cao dày đặc hơn (As) cũng tràn vào, dần trở nên mờ đục đối với mặt trăng hoặc mặt trời. Đồng thời, áp suất giảm mạnh hơn và gió thổi nhẹ sang trái cũng mạnh lên. Mưa có thể rơi ra từ các đám mây altostratus, đặc biệt là vào mùa đông, khi chúng không có thời gian để bay hơi trên đường đi.
Sau một thời gian, những đám mây này biến thành mây nimbostratus (Ns), dưới đó thường có mây nimbus (Frob) và mây nimbus (Frst). Mưa từ các đám mây nimbostratus rơi xuống dày đặc hơn, tầm nhìn kém đi, áp suất giảm nhanh, gió tăng, thường có gió giật mạnh. Khi qua phía trước, gió quay mạnh sang phải, áp suất dừng hoặc giảm tốc độ. Lượng mưa có thể ngừng lại, nhưng thường chúng chỉ yếu đi và chuyển thành mưa phùn. Nhiệt độ và độ ẩm của không khí tăng dần.
Những khó khăn có thể gặp phải khi băng qua mặt trước ấm chủ yếu liên quan đến việc ở lâu trong khu vực có tầm nhìn kém, chiều rộng thay đổi từ 150 đến 200 NM. Cần biết rằng điều kiện giao thông ở các vĩ độ ôn đới và bắc khi băng qua mặt trận ấm áp trong nửa năm lạnh giá càng xấu đi do sự mở rộng của vùng tầm nhìn kém và có thể đóng băng.
2.8.2. phía trước lạnh lùng
Mặt trước lạnh là mặt trước chuyển động về phía một khối không khí ấm. Có hai loại mặt trước lạnh chính:1) mặt trước lạnh của loại thứ nhất - mặt trước di chuyển chậm hoặc chậm lại, thường được quan sát thấy ở ngoại vi của lốc xoáy hoặc phản nhịp tim;
2) mặt trước lạnh của loại thứ hai - chuyển động nhanh hoặc chuyển động với gia tốc, chúng xảy ra ở các bộ phận bên trong của lốc và rãnh di chuyển với tốc độ cao.
Mặt trước lạnh lùng của loại đầu tiên. Mặt trận lạnh lùng của loại đầu tiên, như đã nói, là một mặt trận di chuyển chậm rãi. Trong trường hợp này, không khí ấm từ từ bốc lên vùng không khí lạnh xâm nhập bên dưới nó (Hình 14).
Kết quả là, các đám mây nimbostratus (Ns) lần đầu tiên được hình thành trên vùng giao diện, đi qua một khoảng cách nào đó từ tiền tuyến thành các đám mây có tầng cao (As) và tầng ti (Cs). Lượng mưa bắt đầu rơi ở tuyến đầu và tiếp tục sau khi nó đi qua. Chiều rộng của vùng kết tủa phía trước là 60-110 nm. Vào mùa ấm, ở phần phía trước của mặt trận như vậy tạo điều kiện thuận lợi cho việc hình thành các đám mây vũ tích mạnh (Cb), từ đó lượng mưa lớn giảm xuống, kèm theo giông bão.
Áp suất ngay trước mặt trước giảm mạnh và "mũi giông" đặc trưng được hình thành trên biểu đồ barogram - một đỉnh nhọn hướng xuống dưới. Gió quay về phía nó ngay trước khi đi qua phía trước, tức là rẽ trái. Sau khi phía trước đi qua, áp suất bắt đầu tăng lên, gió chuyển hướng mạnh sang bên phải. Nếu phía trước nằm ở chỗ trũng được xác định rõ, thì gió quay có khi lên tới 180 °; ví dụ, gió nam có thể được thay thế bằng gió bắc. Với việc đi qua phía trước là một tích tắc lạnh lùng.
Cơm. 14. Mặt trước lạnh của loại thứ nhất trên mặt cắt dọc và trên bản đồ thời tiết.
Điều kiện chèo thuyền khi băng qua mặt trước lạnh giá của loại đầu tiên sẽ bị ảnh hưởng bởi tầm nhìn kém trong vùng mưa và gió rít.
Mặt trước lạnh lùng của loại thứ hai.Đây là một mặt trận di chuyển nhanh chóng. Sự chuyển động nhanh chóng của không khí lạnh dẫn đến sự dịch chuyển rất mạnh của không khí ấm trước trán và hậu quả là dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của các đám mây tích (Cu) (Hình 15).
Mây vũ tích ở độ cao thường kéo dài về phía trước 60-70 NM tính từ tiền tuyến. Phần phía trước của hệ thống mây này được quan sát dưới dạng mây ti (Cs), mây ti (Cc), cũng như mây hình thấu kính (Ac).
Áp suất ở phía trước tiếp cận giảm xuống, nhưng yếu ớt, gió chuyển hướng bên trái, mưa lớn rơi xuống. Sau khi đi qua phía trước, áp suất tăng nhanh chóng, gió chuyển hướng mạnh sang bên phải và tăng đáng kể - nó mang tính chất của một cơn bão. Nhiệt độ không khí đôi khi giảm 10 ° C trong 1-2 giờ.
Cơm. 15. Mặt trước lạnh của loại thứ hai trên mặt cắt dọc và trên bản đồ thời tiết.
Điều kiện điều hướng khi băng qua mặt trận như vậy là không thuận lợi, vì ở gần tiền tuyến, các luồng không khí đi lên mạnh mẽ góp phần hình thành một dòng xoáy với tốc độ gió hủy diệt. Chiều rộng của một khu vực như vậy có thể lên đến 30 NM.
2.8.3. Ít vận động, hoặc tĩnh tại, mặt trận
Mặt trước, không có sự thay đổi đáng chú ý về phía ấm hoặc về phía khối không khí lạnh, được gọi là tĩnh. Các mặt trước tĩnh tại thường nằm trong yên ngựa hoặc trong một rãnh sâu, hoặc ở ngoại vi của chất chống đông. Hệ thống mây của mặt trước đứng yên là một hệ thống các đám mây ti, altostratus và nimbostratus, trông gần giống như một mặt trước ấm. Vào mùa hè, các đám mây vũ tích thường hình thành ở phía trước.Hướng gió ở mặt trước hầu như không thay đổi. Tốc độ gió ở phía không khí lạnh ít hơn (Hình 16). Áp suất không thay đổi đáng kể. Trong một dải hẹp (30 NM) mưa lớn rơi.
Rối loạn sóng có thể hình thành ở mặt trước tĩnh (Hình 17). Các sóng nhanh chóng di chuyển dọc theo mặt trước đứng yên theo cách mà không khí lạnh vẫn ở bên trái - theo hướng của các đường đẳng áp, tức là trong một khối không khí ấm. Tốc độ di chuyển đạt 30 hải lý / giờ trở lên.
Cơm. 16. Mặt trận ít vận động trên bản đồ thời tiết.
Cơm. 17. Rối loạn sóng trên mặt trước ít vận động.
Cơm. 18. Sự hình thành lốc xoáy trên mặt trận ít vận động.
Sau khi làn sóng đi qua, mặt trước khôi phục lại vị trí của nó. Theo quy luật, sự tăng cường của nhiễu động sóng trước khi hình thành lốc xoáy được quan sát thấy nếu không khí lạnh bị rò rỉ từ phía sau (Hình 18).
Vào mùa xuân, mùa thu và đặc biệt là mùa hè, sự di chuyển của sóng trên một mặt trước đứng yên gây ra sự phát triển của hoạt động giông bão dữ dội, kèm theo tiếng ồn ào.
Điều kiện điều hướng khi băng qua mặt trận tĩnh rất phức tạp do tầm nhìn bị suy giảm và vào mùa hè, do gió mạnh lên thành bão.
2.8.4. Các mặt của tắc nghẽn
Mặt trận tắc nghẽn được hình thành do sự hợp nhất của mặt trận lạnh và ấm và sự dịch chuyển của không khí ấm lên trên. Quá trình đóng cửa xảy ra trong các cơn lốc xoáy, nơi một phía trước lạnh, di chuyển với tốc độ cao, vượt qua một phía trước ấm.Ba khối không khí tham gia vào việc hình thành một mặt trước tắc - hai lạnh và một ấm. Nếu khối không khí lạnh phía sau mặt lạnh ấm hơn khối khí lạnh phía trước mặt trước, thì nó, trong khi dịch chuyển không khí ấm lên phía trên, sẽ đồng thời tự chảy lên phía trước, khối lạnh hơn. Mặt trước như vậy được gọi là tắc ấm (Hình 19).
Cơm. 19. Mặt trước của tắc ấm trên mặt cắt dọc và trên bản đồ thời tiết.
Nếu khối không khí phía sau mặt lạnh lạnh hơn khối không khí phía trước mặt trước ấm, thì khối khí phía sau này sẽ chảy cả bên dưới vật ấm và dưới khối không khí lạnh phía trước. Mặt trước như vậy được gọi là tắc lạnh (Hình 20).
Mặt trận tắc nghẽn trải qua một số giai đoạn trong quá trình phát triển của chúng. Các điều kiện thời tiết khó khăn nhất trên các mặt trận tắc được quan sát tại thời điểm ban đầu đóng các mặt trận nhiệt và lạnh. Trong thời kỳ này, hệ thống đám mây, như được thấy trong Hình. 20 là sự kết hợp của những đám mây phía trước ấm và lạnh. Lượng mưa trên cao bắt đầu rơi xuống từ các đám mây vũ tích và nimbostratus, ở vùng phía trước chúng biến thành mưa rào.
Gió trước khi tắc ấm phía trước tăng lên, sau khi đi qua nó sẽ yếu đi và chuyển sang bên phải.
Trước khi mặt trước lạnh đi, gió mạnh lên thành bão, sau khi đi qua nó yếu đi và chuyển hẳn sang phải. Khi không khí ấm bị dịch chuyển vào các lớp cao hơn, mặt trước tắc nghẽn dần dần bị xói mòn, sức mạnh thẳng đứng của hệ thống mây giảm và các không gian không có mây xuất hiện. Mây Nimbostratus dần dần biến thành tầng, altostratus thành altocumulus và Cirrostratus thành Cirrocumulus. Mưa ngừng rơi. Việc đi qua các mặt trước cũ của tắc nghẽn được biểu hiện trong dòng chảy của các đám mây tích cao từ 7-10 điểm.
Cơm. 20. Mặt trước của tắc lạnh trên mặt cắt dọc và trên bản đồ thời tiết.
Các điều kiện chuyển hướng qua vùng phía trước tắc nghẽn trong giai đoạn phát triển ban đầu gần giống như các điều kiện chuyển hướng, tương ứng khi băng qua vùng phía trước ấm hoặc lạnh.
Ở đằng trước
Mục lục
Trở lại
thời tiết VM lạnh
Thời tiết VM ấm áp
VM ấm, di chuyển đến vùng lạnh, trở nên ổn định (làm mát từ bề mặt lạnh bên dưới). Nhiệt độ không khí giảm xuống có thể đạt đến mức ngưng tụ với sự hình thành của mây mù, sương mù, các đám mây tầng thấp với lượng mưa dưới dạng mưa phùn hoặc những bông tuyết nhỏ.
Điều kiện bay trong khung máy bay ấm áp vào mùa đông:
Đóng băng nhẹ và vừa phải trong các đám mây ở nhiệt độ thấp;
Trời quang mây tạnh, tầm nhìn tốt ở H = 500-1000 m;
Chập yếu ở H = 500-1000 m.
Vào mùa ấm, điều kiện cho các chuyến bay thuận lợi, trừ những vùng có tâm dông riêng biệt.
Khi di chuyển đến một vùng ấm hơn, VM lạnh sẽ nóng lên từ bên dưới và trở thành VM không ổn định. Các chuyển động mạnh của không khí đi lên góp phần hình thành các đám mây vũ tích với lượng mưa lớn, giông bão.
mặt trước khí quyển- Đây là phần giữa hai khối khí khác nhau về tính chất vật lý (nhiệt độ, áp suất, mật độ, độ ẩm, mây, lượng mưa, hướng gió và tốc độ). Các mặt tiền nằm ở hai hướng - theo chiều ngang và chiều dọc.
Ranh giới giữa các khối khí dọc theo đường chân trời được gọi là tiền tuyến, ranh giới giữa các khối khí theo phương thẳng đứng - gọi là. vùng trán. Vùng trán luôn nghiêng về phía không khí lạnh. Tùy thuộc vào máy ảo nào đến - ấm hay lạnh, chúng phân biệt TF ấm và HF lạnh mặt tiền.
Một tính năng đặc trưng của các mặt trận là sự hiện diện của các điều kiện khí tượng nguy hiểm nhất (khó khăn) cho chuyến bay. Các hệ thống đám mây phía trước được đặc trưng bởi mức độ dọc và ngang đáng kể. Có thể quan sát thấy dông, nhiễu động, đóng băng trên các mặt trước vào mùa ấm, sương mù, tuyết rơi và mây thấp được quan sát vào mùa lạnh.
mặt trước ấm áp là mặt trước chuyển động theo hướng của không khí lạnh, tiếp theo là chuyển động nóng lên.
Một hệ thống mây mạnh được liên kết với phía trước, bao gồm các đám mây tirostratus, altostratus, nimbostratus, được hình thành do sự gia tăng của không khí ấm dọc theo một hình nêm lạnh. SMU trên TF: ít mây (50-200m), sương mù phía trước, tầm nhìn kém trong vùng mưa, mây đóng băng và lượng mưa, băng trên mặt đất.
Các điều kiện bay qua TF được xác định bởi độ cao của ranh giới dưới và trên của các đám mây, mức độ ổn định của VM, sự phân bố nhiệt độ trong lớp mây, độ ẩm, địa hình, thời gian trong năm, ngày.
1. Nếu có thể, hãy ở trong vùng nhiệt độ âm càng ít càng tốt;
2. Qua mặt trước vuông góc với vị trí của nó;
3. Chọn cấu hình chuyến bay trong vùng nhiệt độ dương, tức là dưới đường đẳng nhiệt 0 ° và nếu nhiệt độ âm trong toàn bộ khu vực, thì chuyến bay nên được thực hiện ở nơi nhiệt độ dưới -10 °. Khi bay từ 0 ° đến -10 °, hiện tượng đóng băng mạnh nhất được quan sát thấy.
Khi gặp MU nguy hiểm (giông bão, mưa đá, đóng băng nặng, sóng gió lớn), bạn phải quay lại sân bay khởi hành hoặc hạ cánh tại sân bay thay thế.
- mặt trước lạnh lùng -Đây là một phần của mặt trước chính di chuyển về phía nhiệt độ cao, sau đó là làm mát. Có hai loại mặt trước lạnh:
-Mặt trước của loại đầu tiên (HF-1r)- Đây là phía trước di chuyển với tốc độ 20 - 30 km / h. Không khí lạnh, chảy như nêm dưới không khí ấm, dịch chuyển nó lên phía trên, tạo thành các đám mây tích, mưa lớn và giông bão ở phía trước. Một phần của TV chảy vào nêm HV, tạo thành các đám mây nhiều lớp và lượng mưa lớn phía sau mặt trước. Phía trước nhiễu loạn nặng nề, phía sau tầm nhìn kém. Điều kiện bay qua HF -1p tương tự như điều kiện bay qua TF.
Tại giao điểm của HF -1r, người ta có thể gặp một nhiễu động trung bình và yếu, nơi không khí ấm bị không khí lạnh thay thế. Bay ở độ cao thấp có thể bị cản trở bởi mây thấp và tầm nhìn kém trong vùng mưa.
Mặt trước lạnh của loại thứ hai (HF - 2p) -Đây là mặt trận di chuyển nhanh với tốc độ = 30 - 70 km / h. Không khí lạnh nhanh chóng di chuyển theo luồng không khí ấm, dịch chuyển nó theo phương thẳng đứng lên trên, tạo thành các đám mây vũ tích phát triển theo phương thẳng đứng ở phía trước, lượng mưa lớn, giông bão và gió giật mạnh. Cấm vượt qua KhF - loại thứ 2 do nhiễu động mạnh, hoạt động dông mạnh, mây phát triển mạnh theo phương thẳng đứng - 10 - 12 km. Chiều rộng mặt tiền gần mặt đất từ hàng chục đến hàng trăm km. Khi phía trước đi qua, áp suất tăng lên.
Dưới ảnh hưởng của các dòng chảy phía trước đi xuống, sau khi dòng chảy của nó đi qua, một sự bù trừ xảy ra. Sau đó, không khí lạnh rơi xuống bề mặt ấm áp bên dưới trở nên không ổn định, hình thành mây tích, mây tích mạnh, mây tích kèm theo mưa rào, giông bão, gió giật mạnh, nhiễu động mạnh, gió cắt và các mặt trước thứ cấp được hình thành.
Mặt tiền phụ -Đây là những mặt trận hình thành trong cùng một máy ảo và các khu vực riêng biệt với không khí ấm hơn và lạnh hơn. Các điều kiện bay ở đó cũng giống như ở mặt chính, nhưng hiện tượng thời tiết ít rõ rệt hơn ở mặt chính, nhưng ở đây bạn cũng có thể tìm thấy mây thấp, tầm nhìn kém do lượng mưa (bão tuyết vào mùa đông). Sấm sét, lượng mưa lớn, tiếng ồn ào và gió cắt có liên quan đến các mặt trước thứ cấp.
Mặt trận văn phòng phẩm -đây là những mặt trước bất động trong một thời gian, nằm song song với các đường đẳng lượng. Hệ thống đám mây tương tự như đám mây TF, nhưng với mức độ nhỏ theo chiều ngang và chiều dọc. Sương mù, băng, đóng băng có thể xảy ra ở khu vực phía trước.
Mặt trận phía trênđây là trạng thái khi bề mặt của mặt trước không tiếp cận với bề mặt của trái đất. Điều này xảy ra nếu gặp phải lớp không khí được làm mát mạnh trên đường đi của mặt trước hoặc mặt trước bị rửa trôi trong lớp bề mặt và các điều kiện thời tiết khó khăn (phản lực, nhiễu động) vẫn tồn tại ở độ cao.
Các mặt của tắc nghẽnđược hình thành là kết quả của sự hợp nhất của mặt trận lạnh và ấm. Khi các mặt trận đóng lại, hệ thống đám mây của họ cũng đóng lại. Quá trình đóng TF và HF bắt đầu ở trung tâm của xoáy thuận, nơi HF, di chuyển với tốc độ cao hơn, vượt qua TF, dần dần lan ra ngoại vi của xoáy thuận. Ba máy ảo tham gia vào việc hình thành mặt trước: - hai lạnh và một ấm. Nếu không khí phía sau HF ít lạnh hơn trước TF, thì khi các mặt trước đóng lại, một mặt trước phức tạp được hình thành, được gọi là CUỘC CHIẾN TRƯỚC MẶT TRƯỚC.
Nếu khối không khí phía sau lạnh hơn phía trước, thì phần không khí phía sau sẽ chảy dưới phía trước ấm hơn. Một mặt trận phức tạp như vậy được gọi là MẶT TRƯỚC LẠNH CỦA SỰ CỐ.
Điều kiện thời tiết trên mặt trận phụ thuộc vào các yếu tố tương tự như trên mặt chính: - mức độ ổn định của VM, độ ẩm, độ cao của ranh giới mây dưới và trên, địa hình, mùa, ngày. Đồng thời, điều kiện thời tiết của tắc lạnh vào mùa ấm tương tự với điều kiện thời tiết của KhF, và điều kiện thời tiết của tắc ấm vào mùa lạnh tương tự như thời tiết của TF. Trong điều kiện thuận lợi, mặt trước tắc có thể biến thành mặt trước chính - tắc ấm trong TF, tắc lạnh thành mặt trước lạnh. Các mặt trước di chuyển cùng với lốc xoáy, quay ngược chiều kim đồng hồ.
Chúng tôi đã xem xét các loại mặt trước của khí quyển. Nhưng khi dự báo thời tiết trên du thuyền, cần nhớ rằng các loại mặt trước khí quyển được coi là chỉ phản ánh các đặc điểm chính của sự phát triển của xoáy thuận. Trong thực tế, có thể có những sai lệch đáng kể so với sơ đồ này.
Các dấu hiệu của mặt trước khí quyển thuộc bất kỳ loại nào trong một số trường hợp có thể được phát âm, hoặc trầm trọng hơn,
trong các trường hợp khác - diễn đạt yếu hoặc mờ.
Nếu loại mặt trước khí quyển được làm sắc nét thì khi đi qua vạch của nó, nhiệt độ không khí và các yếu tố khí tượng khác thay đổi mạnh, nếu bị mờ đi thì nhiệt độ và các yếu tố khí tượng khác thay đổi dần.
Các quá trình hình thành và làm sắc nét các mặt trước của khí quyển được gọi là quá trình phát sinh trước, và các quá trình xói mòn được gọi là quá trình phân hủy phía trước. Các quá trình này được quan sát liên tục, giống như các khối khí liên tục được hình thành và biến đổi. Điều này phải được ghi nhớ khi dự báo thời tiết trong du thuyền.
Sự hình thành mặt trước khí quyển đòi hỏi sự tồn tại của ít nhất một gradient nhiệt độ ngang nhỏ và một trường gió như vậy, dưới ảnh hưởng của nó, gradient này sẽ tăng lên đáng kể trong một dải hẹp nhất định.
Các yên baric và các trường biến dạng gió liên quan đóng một vai trò đặc biệt trong việc hình thành và xói mòn các loại mặt trước khí quyển. Nếu các đường đẳng nhiệt trong vùng chuyển tiếp giữa các khối khí liền kề song song với trục kéo dài hoặc ở góc nhỏ hơn 45 ° so với nó, thì chúng hội tụ trong trường biến dạng và gradient nhiệt độ theo phương ngang tăng lên. Ngược lại, khi các đường đẳng nhiệt nằm song song với trục nén hoặc ở góc nhỏ hơn 45 ° so với trục nén, khoảng cách giữa chúng sẽ tăng lên, và nếu một mặt trước khí quyển đã được hình thành nằm dưới một trường như vậy, nó sẽ bị rửa trôi.
Hồ sơ bề mặt của mặt trước khí quyển.
Góc dốc của hình dạng bề mặt của mặt trước khí quyển phụ thuộc vào sự chênh lệch về nhiệt độ và tốc độ gió của các khối khí ấm và lạnh. Tại đường xích đạo, các mặt trước của khí quyển không giao nhau với bề mặt trái đất mà chuyển thành các lớp đảo chiều ngang. Cần lưu ý rằng độ dốc của bề mặt khí quyển ấm và lạnh phần nào bị ảnh hưởng bởi lực ma sát của không khí với bề mặt trái đất. Trong lớp ma sát, vận tốc của bề mặt phía trước tăng theo chiều cao, và trên mức ma sát, nó hầu như không thay đổi. Điều này có ảnh hưởng khác nhau đến hình dạng bề mặt của mặt trước khí quyển ấm và lạnh.
Khi mặt trước của khí quyển bắt đầu chuyển động như một mặt trước ấm, trong lớp mà tốc độ chuyển động tăng lên theo chiều cao, bề mặt phía trước trở nên dốc hơn. Một cấu trúc tương tự đối với mặt trước khí quyển lạnh cho thấy rằng, dưới tác động của lực ma sát, phần dưới của bề mặt của nó trở nên dốc hơn phần trên và thậm chí có thể có độ dốc ngược bên dưới, do đó có thể có không khí ấm gần bề mặt trái đất. dạng nêm dưới nguội. Điều này làm phức tạp việc dự đoán các sự kiện trong tương lai trong du thuyền.
Chuyển động của các mặt trận khí quyển.
Một yếu tố quan trọng trong du thuyền là sự chuyển động của các mặt trước của khí quyển. Các đường của mặt trước khí quyển trên bản đồ thời tiết chạy dọc theo trục của các máng khí quyển. Như đã biết, trong một rãnh, các đường thẳng hội tụ về trục của rãnh, và do đó, tới đường của mặt trước khí quyển. Do đó, khi đi qua nó, gió đổi hướng khá mạnh.
Vectơ gió tại mỗi điểm phía trước và phía sau đường giới hạn của khí quyển có thể được phân tách thành hai thành phần: tiếp tuyến và pháp tuyến. Đối với chuyển động của mặt trước khí quyển, chỉ có thành phần thông thường của tốc độ gió mới quan trọng, giá trị của nó phụ thuộc vào góc giữa các đường đẳng và đường giới hạn. Tốc độ chuyển động của các mặt trước khí quyển có thể dao động trong một phạm vi rất rộng, vì nó không chỉ phụ thuộc vào tốc độ của gió, mà còn phụ thuộc vào bản chất của áp suất và trường nhiệt của tầng đối lưu trong vùng của nó, cũng như ảnh hưởng của ma sát bề mặt. Việc xác định tốc độ chuyển động của các mặt trước khí quyển là vô cùng quan trọng trong du thuyền khi thực hiện các hành động cần thiết để tránh lốc xoáy.
Cần lưu ý rằng sự hội tụ của các luồng gió đến tiền tuyến khí quyển ở lớp bề mặt sẽ kích thích các chuyển động của không khí đi lên. Do đó, gần các tuyến này có điều kiện thuận lợi nhất cho việc hình thành mây và lượng mưa, và ít thuận lợi nhất cho du thuyền.
Trong trường hợp loại mặt trước khí quyển rõ nét, một luồng phản lực được quan sát ở phía trên nó và song song với nó ở tầng đối lưu trên và tầng bình lưu dưới, được hiểu là những luồng không khí hẹp với tốc độ cao và chiều ngang lớn. Vận tốc lớn nhất được ghi nhận dọc theo trục hơi nghiêng nằm ngang của dòng phản lực. Chiều dài của cái sau được đo bằng hàng nghìn, chiều rộng - hàng trăm, độ dày - vài km. Tốc độ gió lớn nhất dọc theo trục của luồng phản lực là 30 m / giây trở lên.
Sự xuất hiện của các luồng phản lực có liên quan đến sự hình thành các gradient nhiệt độ ngang lớn trong các đới phía trước độ cao, như đã biết, xác định gió nhiệt.
Giai đoạn của một xoáy thuận trẻ tiếp tục cho đến khi không khí ấm vẫn còn ở trung tâm của xoáy thuận gần bề mặt trái đất. Thời gian của giai đoạn này trung bình là 12-24 giờ.
Các khu vực phía trước khí quyển của một xoáy thuận trẻ.
Chúng ta hãy lưu ý một lần nữa rằng, như trong giai đoạn đầu của sự phát triển của xoáy thuận trẻ, mặt trước ấm và lạnh là hai phần của bề mặt cong giống như sóng của mặt trước khí quyển chính, trên đó xoáy thuận phát triển. Trong một xoáy thuận trẻ, có thể phân biệt ba khu vực, khác biệt rõ rệt về điều kiện thời tiết, và do đó, về điều kiện du thuyền.
Vùng I - phần phía trước và phần trung tâm của khu vực lạnh của xoáy thuận trước mặt trước của khí quyển ấm. Ở đây, bản chất của thời tiết được xác định bởi các thuộc tính của mặt trước ấm. Càng gần đường thẳng của nó và trung tâm của xoáy thuận, hệ thống mây càng mạnh và lượng mưa có thể xảy ra nhiều hơn, sự sụt giảm áp suất được quan sát thấy.
Vùng II - phần phía sau của khu vực lạnh của lốc xoáy phía sau phần trước của khí quyển lạnh. Ở đây thời tiết được quyết định bởi tính chất của mặt trước khí quyển lạnh và khối khí lạnh không ổn định. Với độ ẩm vừa đủ và sự không ổn định đáng kể của khối không khí, mưa rào sẽ rơi xuống. Áp suất khí quyển phía sau đường thẳng của nó tăng lên.
Khu vực III - khu vực ấm. Vì một khối không khí ấm chủ yếu là ẩm và ổn định, các điều kiện thời tiết trong đó thường tương ứng với các điều kiện thời tiết trong một khối không khí ổn định.
Hình trên và hình dưới cho thấy hai mặt cắt thẳng đứng qua khu vực xoáy thuận. Vùng phía trên nằm ở phía bắc của tâm lốc xoáy, vùng phía dưới ở phía nam và cắt qua cả ba vùng được coi là. Hình dưới cho thấy sự gia tăng của không khí ấm ở phía trước của xoáy thuận trên bề mặt của mặt trước khí quyển ấm và sự hình thành của một hệ thống mây đặc trưng, cũng như sự phân bố của các dòng chảy và mây gần mặt trước khí quyển lạnh ở phía sau lốc xoáy. Phần trên vượt qua bề mặt của mặt trước chính chỉ trong bầu không khí tự do; chỉ có không khí lạnh gần bề mặt trái đất, không khí ấm áp chảy qua nó. Mặt cắt đi qua rìa phía bắc của vùng trầm tích phía trước.
Sự thay đổi hướng gió trong quá trình chuyển động của mặt trước khí quyển có thể được nhìn thấy trong hình, cho thấy các dòng khí lạnh và ấm.
Không khí ấm trong một xoáy thuận trẻ di chuyển nhanh hơn chính vùng nhiễu động di chuyển. Do đó, ngày càng nhiều luồng khí ấm đi qua phần bù, đi xuống dọc theo hình nêm lạnh ở phía sau của lốc xoáy và tăng lên ở phần trước của nó.
Khi biên độ nhiễu động tăng lên, vùng ấm của xoáy thuận thu hẹp lại: mặt trước khí quyển lạnh dần vượt qua vùng khí quyển ấm đang chuyển động chậm, và đến một thời điểm khi mặt trước khí quyển ấm và lạnh của xoáy thuận hợp nhất.
Khu vực trung tâm của xoáy thuận gần bề mặt trái đất hoàn toàn chứa đầy không khí lạnh, và không khí ấm bị đẩy trở lại các lớp cao hơn.
Thời tiết ở nước ta không ổn định. Điều này đặc biệt rõ ràng ở khu vực châu Âu của Nga. Điều này là do thực tế là các khối khí khác nhau gặp nhau: ấm và lạnh. Các khối khí khác nhau về các tính chất: nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng bụi, áp suất. Hoàn lưu khí quyển cho phép các khối khí di chuyển từ phần này sang phần khác. Khi các khối khí có đặc tính khác nhau tiếp xúc với nhau, mặt trận khí quyển.
Các mặt trước của khí quyển nghiêng về bề mặt Trái đất, chiều rộng của chúng đạt từ 500 đến 900 km và kéo dài thêm 2000-3000 km chiều dài. Ở các đới phía trước, có một mặt phân cách giữa hai loại không khí: lạnh và ấm. Bề mặt như vậy được gọi là trán. Theo quy luật, bề mặt này nghiêng về phía không khí lạnh - nó nằm dưới nó như một bề mặt nặng hơn. Và không khí ấm, nhẹ hơn, nằm ở phía trên bề mặt (xem hình 1).
Cơm. 1. Mặt trận khí quyển
Đường giao nhau của bề mặt chính diện với bề mặt Trái đất tạo thành tiền tuyến, còn được gọi ngắn gọn là sự trơ trẽn.
mặt trước khí quyển- vùng chuyển tiếp giữa hai khối khí khác nhau.
Không khí ấm, nhẹ hơn, bốc lên. Đang nổi lên, nó nguội đi, bão hòa với hơi nước. Mây hình thành và lượng mưa rơi xuống. Do đó, sự đi qua của mặt trước khí quyển luôn kèm theo lượng mưa.
Tùy thuộc vào hướng chuyển động, các mặt trận chuyển động của khí quyển được chia thành ấm và lạnh. mặt trước ấm ápđược hình thành khi luồng không khí ấm áp vào luồng không khí lạnh. Tiền tuyến chuyển động theo hướng không khí lạnh. Sau khi mặt trước ấm đi qua, hiện tượng nóng lên xảy ra. Mặt trước ấm tạo thành một dải mây liên tục dài hàng trăm km. Có những cơn mưa phùn kéo dài, và sự ấm dần lên. Sự bay lên của không khí trong thời gian bắt đầu có mặt trước ấm xảy ra chậm hơn so với mặt trước lạnh. Các đám mây hình vòng cung và mây ti hình thành cao trên bầu trời là báo hiệu của một mặt trận ấm áp đang đến gần. (xem Hình 2).
Cơm. 2. Mặt trước khí quyển ấm áp ()
Nó được hình thành khi không khí lạnh bị rò rỉ dưới không khí ấm, trong khi tiền tuyến di chuyển về phía không khí ấm, bị ép lên trên. Như một quy luật, một mặt trận lạnh di chuyển rất nhanh. Điều này gây ra gió mạnh, lượng mưa lớn, thường lớn kèm theo giông bão và bão tuyết vào mùa đông. Sau khi đi qua một mặt trận lạnh lẽo, một tia sáng lạnh lẽo bắt đầu xuất hiện. (Xem Hình 3).
Cơm. 3. Mặt trước lạnh ()
Các mặt trước của khí quyển là đứng yên và chuyển động. Nếu các luồng không khí không di chuyển về phía lạnh hoặc về phía không khí ấm dọc theo tiền tuyến, thì các dòng khí đó được gọi là đứng im. Nếu các dòng không khí có vận tốc chuyển động vuông góc với đường phía trước và di chuyển về phía lạnh hoặc về phía không khí ấm, các mặt trước của khí quyển như vậy được gọi là động. Các mặt trước của khí quyển hình thành, di chuyển và sụp đổ trong khoảng vài ngày. Vai trò của hoạt động trực diện trong quá trình hình thành khí hậu rõ ràng hơn ở các vĩ độ ôn đới, do đó, thời tiết không ổn định là đặc trưng của hầu hết nước Nga. Mặt trận mạnh nhất xảy ra khi các loại khối khí chính tiếp xúc với nhau: bắc cực, ôn đới, nhiệt đới (xem Hình 4).
Cơm. 4. Sự hình thành các mặt trận khí quyển ở Nga
Các khu vực phản ánh vị trí dài hạn của họ được gọi là mặt trận khí hậu. Trên biên giới giữa không khí bắc cực và ôn đới, trên các vùng phía bắc của Nga, phía trước bắc cực. Các khối khí thuộc vĩ độ ôn đới và nhiệt đới được ngăn cách bởi mặt trận ôn đới cực, nằm chủ yếu ở phía nam của biên giới nước Nga. Các mặt trước khí hậu chính không tạo thành các dải liên tục mà được chia thành các phân đoạn. Các quan sát dài hạn đã chỉ ra rằng mặt trận Bắc Cực và Địa cực đang dịch chuyển về phía nam vào mùa đông và lên phía bắc vào mùa hè. Ở phía đông của đất nước, mặt trận Bắc Cực đến bờ biển Okhotsk vào mùa đông. Về phía đông bắc của nó, không khí bắc cực rất lạnh và khô chiếm ưu thế. Ở châu Âu Nga, mặt trận Bắc Cực không di chuyển xa đến vậy. Đây là nơi phát huy tác dụng ấm lên của Dòng chảy Bắc Đại Tây Dương. Các nhánh của mặt trận khí hậu địa cực chỉ trải dài trên lãnh thổ phía nam của nước ta vào mùa hè, vào mùa đông chúng nằm trên Địa Trung Hải và Iran, và đôi khi chiếm được Biển Đen.
Trong tương tác của các khối khí tham gia cơn lốc Và Xoáy nghịch- các xoáy khí quyển chuyển động lớn mang theo khối lượng khí quyển.
Một khu vực có áp suất khí quyển thấp với một dạng gió cụ thể thổi từ các rìa về phía trung tâm và lệch ngược chiều kim đồng hồ.
Một khu vực có áp suất khí quyển cao với một kiểu gió cụ thể thổi từ tâm ra rìa và lệch theo chiều kim đồng hồ.
Lốc xoáy có kích thước ấn tượng, kéo dài vào tầng đối lưu với chiều cao lên tới 10 km và chiều rộng lên tới 3000 km. Áp suất tăng trong các lốc xoáy và giảm trong các thuốc chống đông mạch. Ở bán cầu bắc, gió thổi về phía trung tâm của các xoáy thuận bị lệch bởi lực của trục quay của trái đất sang phải (không khí bị xoắn ngược chiều kim đồng hồ), và ở phần trung tâm không khí bốc lên. Trong ngược dòng, gió hướng ra vùng ngoại ô cũng lệch sang phải (không khí xoáy theo chiều kim đồng hồ), và ở phần trung tâm không khí đi xuống từ các tầng trên của khí quyển xuống (xem hình 5, hình 6).
Cơm. 5. Lốc
Cơm. 6. Anticyclone
Các mặt trước mà xoáy thuận và nghịch lưu bắt nguồn hầu như không bao giờ là tuyến tính, chúng được đặc trưng bởi các khúc cua lượn sóng. (Xem Hình 7).
Cơm. 7. Mặt trước khí quyển (bản đồ khái quát)
Trong các vịnh hình thành của không khí ấm và lạnh, các đỉnh quay của các xoáy khí quyển được hình thành (xem hình 8).
Cơm. 8. Hình thành xoáy khí quyển
Dần dần, chúng tách khỏi phía trước và bắt đầu tự di chuyển và mang theo không khí với tốc độ 30 - 40 km / h.
Các xoáy khí quyển sống trong 5 - 10 ngày trước khi hủy diệt. Và cường độ hình thành của chúng phụ thuộc vào các đặc tính của bề mặt bên dưới (nhiệt độ, độ ẩm). Một số xoáy thuận và kháng chu kỳ hình thành hàng ngày trong tầng đối lưu. Có hàng trăm người trong số họ trong suốt cả năm. Mỗi ngày nước ta đều chịu sự tác động của một số loại xoáy khí quyển. Kể từ khi không khí tăng lên trong các cơn lốc xoáy, thời tiết nhiều mây với lượng mưa và gió luôn đi kèm với sự xuất hiện của chúng, mát mẻ vào mùa hè và ấm áp vào mùa đông. Trong toàn bộ thời gian lưu trú của antiyclone, thời tiết khô ráo không có mây phổ biến, nóng vào mùa hè và băng giá vào mùa đông. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự chìm xuống chậm của không khí từ các tầng cao hơn của tầng đối lưu. Không khí đi xuống nóng lên và trở nên ít bão hòa với độ ẩm hơn. Trong các dòng gió ngược, gió yếu, và trong các bộ phận bên trong của chúng hoàn toàn yên tĩnh - điềm tĩnh(xem hình 9).
Cơm. 9. Chuyển động của không khí trong một chất chống đông mạch
Ở Nga, xoáy thuận và nghịch lưu được giới hạn ở các mặt trận khí hậu chính: địa cực và bắc cực. Chúng cũng hình thành trên biên giới giữa các khối khí biển và lục địa của vĩ độ ôn đới. Ở phía tây nước Nga, xoáy thuận và nghịch lưu hình thành và di chuyển theo hướng vận chuyển hàng không chung từ tây sang đông. Ở Viễn Đông, phù hợp với hướng của gió mùa. Khi di chuyển cùng với sự chuyển dịch theo hướng tây ở phía đông, các xoáy thuận lệch về phía bắc và các xoáy thuận lệch về phía nam (xem hình 10). Do đó, đường đi của lốc xoáy ở Nga hầu hết thường đi qua các vùng phía bắc của Nga, và các đường đi ngược lại - qua các vùng phía nam. Về vấn đề này, áp suất khí quyển ở phía bắc của Nga thấp hơn, có thể có thời tiết khắc nghiệt trong nhiều ngày liên tiếp, ở phía nam có nhiều ngày nắng hơn, mùa hè khô và mùa đông có ít tuyết.
Cơm. 10. Độ lệch của xoáy thuận và nghịch lưu khi di chuyển từ phía tây
Các khu vực có lốc xoáy mùa đông dữ dội đi qua: Biển Barents, Kara, Okhotsk và phía tây bắc của Đồng bằng Nga. Vào mùa hè, lốc xoáy thường xuyên xảy ra nhất ở Viễn Đông và ở phía tây Đồng bằng Nga. Thời tiết kháng chu kỳ phổ biến quanh năm ở phía nam Đồng bằng Nga, phía nam Tây Siberia và vào mùa đông trên toàn bộ Đông Siberia, nơi hình thành áp suất cực đại châu Á.
Sự chuyển động và tương tác của các khối không khí, mặt trước khí quyển, xoáy thuận và nghịch lưu làm thay đổi thời tiết và ảnh hưởng đến nó. Dữ liệu về sự thay đổi thời tiết được áp dụng cho các bản đồ khái quát đặc biệt để phân tích sâu hơn về điều kiện thời tiết ở nước ta.
Sự chuyển động của các xoáy khí quyển dẫn đến sự thay đổi của thời tiết. Tình trạng của cô ấy cho mỗi ngày được ghi lại trên các bản đồ đặc biệt - công quan(xem hình 11).
Cơm. 11. Bản đồ khái quát
Việc quan sát thời tiết được thực hiện bởi một mạng lưới rộng khắp các trạm khí tượng. Sau đó kết quả quan trắc được truyền về trung tâm dữ liệu khí tượng thủy văn. Tại đây chúng được xử lý và thông tin thời tiết được áp dụng cho bản đồ khái quát. Bản đồ hiển thị áp suất khí quyển, mặt trước, nhiệt độ không khí, hướng và tốc độ gió, mây và lượng mưa. Sự phân bố của áp suất khí quyển cho biết vị trí của các xoáy thuận và nghịch lưu. Bằng cách nghiên cứu các mô hình của quá trình khí quyển, có thể dự đoán thời tiết. Dự báo thời tiết chính xác là một vấn đề đặc biệt phức tạp, vì rất khó để tính đến toàn bộ phức hợp của các yếu tố tương tác trong sự phát triển không ngừng của chúng. Vì vậy, ngay cả những dự báo ngắn hạn của trung tâm khí tượng thủy văn không phải lúc nào cũng chính xác.
Một nguồn).).
Bài tập về nhà
- Tại sao lượng mưa rơi vào vùng phía trước của khí quyển?
- Sự khác biệt chính giữa một lốc xoáy và một thuốc chống co giật là gì?