En kallfront är en yta som skiljer varma och kalla luftmassor åt , en atmosfärisk front [1] . En kallfront bildas när en kall luftmassa rör sig mot en varm luftmassa. I detta fall uppstår advektion av kyla. En kall luftmassa följer en kallfront. Med den varma luftens stabilitet bildas cirrocumulusmoln. Om den varma luften inte är stabil, förskjuter den kalla luftmassan den varma luften, och cumulus- och cumulonimbusmoln uppstår.
På väderkartan är en kallfront markerad i blått eller som svarta trianglar som pekar i frontrörelsens riktning. När man korsar linjen för en kallfront svänger vinden, som i fallet med en varmfront, åt höger, men svängen är mer betydande och skarp - från sydväst, söder (framför fronten) till väster , nordväst (bakom fronten). Detta ökar vindhastigheten. Atmosfärstrycket framför fronten förändras långsamt. Den kan falla, men den kan också växa. Med passagen av en kallfront börjar en snabb ökning av trycket. Bakom kallfronten kan tryckökningen nå 3–5 hPa/3 h, och ibland 6–8 hPa/3 h eller ännu mer. En förändring i trycktrenden (från fallande till stigande, från långsam till starkare tillväxt) indikerar passagen av en ytfrontlinje.
Före fronten observeras ofta nederbörd och ofta åskväder och skurar (särskilt under den varma halvan av året). Efter passagen av fronten sjunker lufttemperaturen (kall advektion), och ibland snabbt och skarpt - med 5 ... 10 ° C eller mer på 1-2 timmar. Daggpunkten minskar i takt med lufttemperaturen. Sikten tenderar att förbättras när renare, mindre fuktig luft från nordliga breddgrader invaderar bakom kallfronten.
Vädrets natur på en kall front skiljer sig markant beroende på hastigheten på frontförskjutningen, egenskaperna hos varm luft framför fronten och arten av de uppåtgående rörelserna av varm luft ovanför den kalla kilen.
Det finns följande typer av kallfronter [1] :
En kallfront av det första slaget gör att varm luft rör sig i sidled och uppåt. Samtidigt dyker det upp cumulonimbusmoln , med skurar och åskväder . Trycket stiger, lufttemperaturen sjunker, vinden blir starkare och ändrar riktning [1] .
På kalla fronter av 1:a slaget (långsamt rörliga) råder en ordnad uppgång av varm luft över en kil av kall luft. Kallfronten av 1:a slaget är en passiv uppåtgående glidyta. Långsamt rörliga eller bromsande fronter i djupa bariska dalar eller nära mitten av en cyklon tillhör denna typ.
Molnigheten hos kallfronten av 1:a slaget, som bildas genom att varm luft glider uppåt längs dess yta av en kall kil, är liksom en spegelbild av varmfrontens grumlighet. Det börjar med Nimbostratus (Ns) och slutar med Cirrostratus och Cirrus (Cs-Ci). I det här fallet ligger molnen huvudsakligen bakom frontlinjen. Skillnaden från varmfrontens grumlighet existerar fortfarande: på grund av friktion blir ytan på kallfronten i de nedre lagren brant, därför framför själva frontlinjen, istället för en lugn och svagt sluttande uppåtgående glidning, en konvektiv ökning av varm luft observeras. På grund av detta kan kraftfulla cumulus (Cu cong) och cumulonimbus (Cb) moln bildas i den främre delen av molnsystemet, som sträcker sig hundratals kilometer längs fronten, med snöfall på vintern, skurar på sommaren, ofta med åskväder och skurar. Ovanför den överliggande delen av frontytan med normal lutning till följd av varm lufts glidning uppåt, representerar molnsystemet ett enhetligt täcke av As-Ns stratusmoln. Skurar före fronten efter passagen av fronten ersätts av mer likformig nederbörd. Då dyker det upp cirrostratus och cirrusmoln.
Den vertikala tjockleken på systemet av högskiktade moln och nimbostratusmoln (As-Ns) och molnsystemets bredd och nederbördsområdet kommer att vara mycket mindre (ungefär en och en halv till två gånger) än vid en varmfront. As-Ns-systemets övre gräns ligger på en höjd av cirka 4-4,5 km. Under huvudmolnsystemet kan stratus brutna moln (St fr) förekomma, ibland bildas frontaldimma. Varaktigheten av passagen av en kallfront av den första typen genom observationspunkten är 10 timmar eller mer.
Det finns säsongsbetonade drag i strukturen av kallfronter av 1:a slaget. Under det kalla halvåret är molnsystemets bredd 400–500 km, och zonen med omfattande nederbörd är upp till 200 km. I nederbördszonen bildas brutna regnmoln med en nedre gräns på 100-150 meter. Nedisning observeras i moln och underkylt regn. Sikten i nederbörd reduceras till värden på 1000 meter eller mindre.
Under den varma halvan av året utvecklas, förutom det huvudsakliga molnsystemet, ofta cumulonimbusmoln och åskväder längst fram, åtföljda av kraftiga nederbörd och regniga vindar. Molnsystemets bredd är cirka 300 km, regnzonen är cirka 50 km, sedan förvandlas de till mulna; nederbördszonens totala bredd är i genomsnitt cirka 150 km. I molnen noteras isbildning och i cumulonimbus finns dessutom en kraftig turbulens.
En kallfront av det andra slaget är brantare än en kallfront av det första slaget. Nära marken kan en kallfront av det andra slaget luta åt andra hållet och kännetecknas av cumulus- och cumulonimbusmoln med skurar , vanligtvis utan åskväder [1] .
Kallfronter av 2:a slaget inkluderar de flesta av de snabbt rörliga kallfronterna i cykloner, särskilt i utkanten av cykloner. Här förträngs varm luft från de nedre lagren av ett kallt schakt som går framåt. Ytan på kallfronten i de nedre lagren är belägen mycket brant och bildar till och med en utbuktning i form av ett skaft. Den snabbrörliga kilen av kall luft orsakar påtvingad konvektion av undanträngd varm luft i ett trångt utrymme framtill på frontytan. Ett kraftfullt konvektivt flöde skapas här med bildandet av cumulonimbusmoln, som intensifieras som ett resultat av termisk konvektion på dagtid.
Frontens förebud är linsformade altocumulusmoln som sprider sig framför den på ett avstånd av upp till 200 km. Det framväxande molnsystemet har en liten bredd (50-100 km) och är inte ett separat konvektivt moln, utan en kontinuerlig kedja, eller en molnbank, som kanske inte är kontinuerlig (särskilt vid låg luftfuktighet). På sjökort i normal skala kan cumulonimbusmoln (Cb) och regnskurar, hagel och åskväder inte alltid upptäckas (eller markeras "mellan tider").
Under den varma halvan av året sträcker sig den övre gränsen (städet) av cumulonimbusmoln till höjden av tropopausen. På kallfronter av 2:a slaget observeras intensiv åskaktivitet, skurar, ibland med hagel, och smutsiga vindar. Det är kraftig turbulens och isande i molnen. Bredden på zonen med farliga väderfenomen är flera tiotals kilometer.
Under den kalla halvan av året når toppen av cumulonimbusmoln 3-4 km. Denna molnighet är förknippad med korta tunga snöfall (bredden på snöfallszonen är 50 km), snöstormar med en sikt på mindre än 1000 m, en kraftig ökning av vindhastigheten och turbulens. Kallfrontsmoln av 2:a slaget har en uttalad dygnsvariation. Cb-moln kan suddas ut på natten. Under dagen intensifieras konvektiva luftrörelser på grund av uppvärmningen av den underliggande ytan och utvecklingen av turbulenta rörelser. Därför når moln och nederbörd av kallfronten av 2:a slaget den största utvecklingen på eftermiddagstimmarna, vilket också är typiskt för intramass cumulus (Cu) och cumulonimbus (Cb) moln.
När kalla fronter av 2:a slaget passerar genom observationspunkten uppstår först (3-4 timmar innan frontlinjen passerar nära jorden) cirrusmoln, som snabbt ersätts av starkt skiktade, ibland linsformade, som snabbt ersätts av Cb med nederbörd. Varaktigheten av rörelsen av ett molnsystem med skurar och åskväder överstiger vanligtvis inte 1-2 timmar. Efter kallfrontens passage upphör skurarna.
Ett kännetecken för kallfronter av både det första och andra slaget är prefrontala stormar. Eftersom en brant lutning av frontytan skapas i den främre delen av den kalla kilen på grund av friktion, ligger en del av den kalla luften ovanför den varma. Sedan blir det en "kollaps" av kalla luftmassor framför det framryckande kalla schaktet. Kollaps av kall luft leder till uppåtriktad förskjutning av varm luft och till uppkomsten av en virvel med en horisontell axel längs fronten. Skvaller är särskilt intensiva på land på sommaren, när det är stor temperaturskillnad mellan varm och kall luft på båda sidor av fronten, och när den varma luften är instabil. Under dessa förhållanden åtföljs passagen av en kallfront av destruktiva vindhastigheter. Vindhastigheten överstiger ofta 15-20 m/s, varaktigheten av fenomenet är vanligtvis flera minuter.
Sekundära kallfronter finns nära jordens yta i bariska dalar i cyklonens bakre del bakom huvudfronten, där vindkonvergens äger rum. Det kan finnas 1 till 3 sekundära fronter. De sekundära fronterna har ett molnsystem som liknar molnsystemet i kallfronten av 2:a slaget, men molnens vertikala utsträckning är mindre än de primära. Som ett resultat av detta, efter en kortvarig uppklarning efter passagen av huvudfronten, uppträder konvektiva moln associerade med sekundära fronter, med kraftiga nederbörd, åskväder, skurar och snöstormar.
Men nederbörd i den bakre delen av cyklonen kan inte bara vara frontal, utan också intramassa, eftersom luftmassan i den bakre delen av cyklonen är instabil. Skvalor förknippade med kraftiga konvektionsmoln (Cb) i varmt sommarväder över land eller i kalla instabila massor ovanför en varm underliggande yta kan också vara intramassa (nedåtgående rörelser sker i den bakre delen av Cb, kraftiga uppåtgående i den främre delen, vilket bildar en virvel med en horisontell axel - squall).