Як виникають атмосферні фронти та їх основні характеристики

Нерівномірне нагрівання сонячним випромінюванням земної поверхні та нижніх шарів атмосфери є причиною виникнення горизонтальних змін (градієнта) температури повітря. Особливо великі горизонтальні градієнти температури повітря створюються між високими та низькими широтами. Внаслідок атмосферної циркуляції теплі та холодні повітряні маси можуть зближуватися одна з одною або, навпаки, взаємно віддалятися.

При зближенні повітряних мас, які мають різні характеристики, у зоні між ними збільшуються горизонтальні градієнти температури повітря, вологості, тиску, зростає швидкість вітру. Навпаки, при віддаленні повітряних мас одна від одної градієнти метеорологічних величин та швидкості вітру зменшуються.

Таким чином, перехідні зони у тропосфері (нижній шар атмосфери, де формується погода), у яких відбувається зближення повітряних мас із різними метеорологічними характеристиками, називаються фронтальними зонами чи атмосферними фронтами. Саме атмосферні фронти є причиною примхливої ​​та нестійкої погоди, з опадами, поривчастим вітром, коливаннями температури і тиску.

У горизонтальному напрямку довжина фронтів, як і повітряних мас, займає сотні чи тисячі кілометрів, по вертикалі – близько 5 км, ширина фронтальної зони біля поверхні землі – близько сотні кілометрів, на висотах – кілька сотень кілометрів. Фронтальні зони характеризуються значними змінами температури повітря, вологості, напрямів вітру вздовж горизонтальної поверхні, як на рівні землі, так і вище. Поняття фронтів і фронтальних поверхонь було введено в метеорологічну літературу та практику у 1918 р. норвезьким метеорологом Якобом Бьоркнесом і з того часу міцно закріпилося в усьому світі.

Існує кілька загальноприйнятих класифікацій атмосферних фронтів, заснованих на протяжності, часі існування, погодних умовах та генетичному походженні. Але якщо узагальнити, зазвичай виділяють кліматологічні фронти, які розтягнуті по всій планеті залежно від широти місцевості та особливостей розподілу суші і моря. Інша група фронтів пов'язана безпосередньо з циклонами. Саме вони у нас найчастіше на слуху, коли ми читаємо прогнози погоди чи огляди синоптичної ситуації. Тому на них зупинимося детальніше.

У циклоні різні за своїми властивостями повітряні маси співіснують у безпосередній близькості одна від одної. Саме в районі, де одна повітряна маса змінюється на іншу, проходить атмосферний фронт. У тому випадку, якщо на більш холодне повітря натікає тепліше, виникає теплий фронт. Після його проходження температура зазвичай різко підвищується. У зворотній ситуації – коли тепла чи спекотна повітряна маса змінюється на більш холодну, то говорять про проходження холодного фронту. Їх буває два типи: холодний фронт І роду та ІІ роду. Вони різняться за швидкістю просування, типами погодних умов та особливостями вертикальної будови. Нарешті, у разі, коли відбувається злиття теплого та холодного фронту на певній висоті в атмосфері, виникає фронт оклюзії. Крім того, іноді виділяють вторинні (другорядні) фронти, а також верхні. Вторинні зазвичай формуються після проходження циклону у його тиловій (холодній частині). А верхні пов'язані зі змінами метеорологічних характеристик на висотах у кілька кілометрів, а у землі вони не простежуються. Проте, атмосферні фронти не завжди точно прив'язані до циклонів, а можуть існувати ізольовано – у малоградієнтних баричних полях чи на периферії антициклону.