Atmosfärisk front (från annan grekisk ατμός - ånga , σφαῖρα - boll och lat. frontis - panna , framsida ), troposfäriska fronter - en övergångszon i troposfären mellan intilliggande luftmassor med olika fysiska egenskaper.
En atmosfärisk front uppstår när massor av kall och varm luft närmar sig och möts i de lägre lagren av atmosfären eller i hela troposfären och täcker ett lager upp till flera kilometer tjockt, med bildandet av ett lutande gränssnitt mellan dem.
Skilja på:
De viktigaste atmosfäriska fronterna är:
Om luftmassorna vore stationära skulle atmosfärfrontens yta vara horisontell, med kall luft under och varm luft ovanför, men eftersom båda massorna rör sig lutar den mot jordytan. I det här fallet är lutningsvinkeln i genomsnitt cirka 1 ° mot jordens yta. En varmfront lutar åt samma håll som den rör sig och en kallfront lutar i motsatt riktning. Lutningen på fronten i en ideal modell kan uttryckas genom Margulis formel .
Den atmosfäriska frontzonen är mycket smal jämfört med luftmassorna den separerar, därför betraktas den, för en teoretisk studie, ungefär som gränsytan mellan två luftmassor med olika temperaturer och kallas frontytan . Av denna anledning, på synoptiska kartor , är fronter avbildade som en linje ( frontlinje ). Vid skärningen med jordytan har frontzonen en bredd av storleksordningen tiotals kilometer, medan själva luftmassornas horisontella dimensioner är av storleksordningen tusentals kilometer.
När luftmassor med olika egenskaper närmar sig varandra, bildas ett tangentiellt gap i zonen mellan dem , det vill säga:
Tvärtom, när luftmassorna rör sig bort från varandra minskar gradienterna av meteorologiska storheter och vindhastigheter. Övergångszoner i troposfären, där konvergensen av luftmassor med olika egenskaper uppstår, kallas frontalzoner.
I horisontell riktning är längden på fronterna, såväl som luftmassorna, tusentals kilometer, längs vertikalen - cirka 5 km, bredden på frontzonen nära jordens yta är cirka hundra kilometer, på höjder - flera hundra kilometer. Frontzoner kännetecknas av betydande förändringar i lufttemperatur och luftfuktighet, vindriktningar längs den horisontella ytan, både på marknivå och ovanför.
Sektionen av den främre ytan av jordens yta kallas en atmosfärisk front och är avsatt på en synoptisk karta över ytan. High-altitude frontal zones (AFZ) plottas på bariska topografikartor — sektioner av isobariska ytor vid frontytan.
"Frontyta" - en övergångszon som separerar luftmassor med olika egenskaper. Inklusive, med olika luftdensiteter. Tryckkontinuiteten ställer vissa villkor för frontytans rumsliga orientering. I frånvaro av rörelse måste eventuell diskontinuitet i densitetsfältet (eller zon med snabb övergång från en luftmassa till en annan) vara horisontell. I närvaro av rörelse blir övergångsytan lutande, med tätare (kall) luft som bildar en kil under mindre tät (varm) luft, och varm luft glider uppåt längs denna kil.
Den vertikala tjockleken på frontytan är mycket liten - några hundra meter, vilket är mycket mindre än bredden på luftmassorna som den separerar. Inom troposfären överlappar en luftmassa en annan. Bredden på frontzonen på väderkartor är flera tiotals kilometer, men vid analys av synoptiska kartor ritas fronten i form av en enda linje. Endast på storskaliga vertikala delar av atmosfären är det möjligt att avslöja de övre och nedre gränserna för övergångsskiktet.
Vid fronterna är stigande luftrörelser kraftigt utvecklade, så nära fronterna finns det gynnsamma förhållanden för bildandet av moln och nederbörd. Deras utseende underlättas, för det första, av vindens konvergens till frontlinjen i ytskiktet (negativ divergens av den horisontella vindkomponenten). Dessutom, i systemet med fronter, stiger varm luft (stigande glidning) längs den kalla luftkilen. Stigande luftrörelser uppstår också på grund av skillnaden i hastigheterna för den postfrontala och prefrontala luften, det vill säga när den postfrontala luften rör sig snabbare än den prefrontala. Luftstigningen sker i de sektioner av fronten där ostadiga rörelser observeras. Stigande rörelser i ett tidigt skede av cyklonutvecklingen underlättas också av ett dynamiskt tryckfall. När luften stiger kyls den adiabatiskt och bildar moln och nederbörd.
En väldefinierad front har en höjd på flera kilometer, oftast - 3-5 km. Huvudfronterna är förknippade med långvarig och kraftig nederbörd; i systemet med sekundära fronter är molnbildningsprocesserna mindre uttalade, nederbörden är kortlivad och når inte alltid jorden. Det finns också intramassnedfällning som inte är förknippad med fronter.
I ytskiktet, på grund av konvergensen av luftflöden till de bariska trågens axel, skapas de största lufttemperaturkontrasterna här - därför är fronterna nära jorden placerade exakt längs axlarna för de bariska trågen. Fronterna kan inte placeras längs axlarna av bariska åsar, där luftflödena divergerar, utan kan bara korsa åsens axel i en stor vinkel.
Med höjden minskar temperaturkontrasterna på axeltrågets axel - trågets axel skiftar mot lägre lufttemperaturer och tenderar att sammanfalla med värmetrågets axel, där temperaturkontrasterna är minimala. Så med höjden rör sig fronten gradvis bort från det bariska trågets axel till dess periferi, där de största kontrasterna skapas.
Den underliggande ytan har en betydande effekt på fronternas rörelse och egenskaper. Inom de lägre hundratals meter leder effekten av friktion till deformation av frontprofilen. Friktionsojämnheter förknippade med skillnaden i den underliggande ytans beskaffenhet leder också till deformation av frontprofilen, särskilt under förhållanden med komplex relief. Orografiska hinder kan påverka fronternas rörelse och orsaka både deformationer av själva fronterna och förändringar i de effekter som är förknippade med dem, eller skapa nya effekter. Omlastningen av fronter genom bergshinder återspeglas i processerna för moln- och sedimentbildning. Luft tenderar i allmänhet att strömma runt hinder i horisontell riktning, eftersom detta ger minst energiförbrukning. I händelse av att luften är instabil skiktad, flyter den delvis över åsen, särskilt i dess centrala del. Detta bräddflöde är tio gånger mindre intensivt än sidoflödet. Dessutom har den en kraftigt turbulent karaktär, på grund av stark friktion i bergig terräng.
Fronten som korsar bergskedjan är delvis förstörd, frontlinjen får en "slingrande" karaktär. Även låga hinder kommer delvis att flyta horisontellt, och med stabil skiktning och höga hinder är det enda möjliga flödet horisontellt. När en kallfront närmar sig åsen sker en uppåtgående rörelse av varm luft som "kläms" mellan kallluftskilen och åsen, och processerna med moln- och nederbördsbildning framför fronten intensifieras. Vinden framför fronten tilltar också, då strömlinjerna i den varma luften, mellan kallfronten och åsen, närmar sig varandra.