Понятието за атмосферен фронт е въведено в метеорологичната практика през 1928 г. от Норвежката метеорологична школа. Норвежките метеоролози показват, че пространственото изменение на метеорологичните елементи не е плавно, т.е. не е еднакво навсякъде, а на места търпи скок.

Атмосферните фронтове, тяхното възникване и еволюция са от особено значение за синоптичните процеси. С тях са свързани възникването на циклоните, формирането на специфични облачни системи и валежни зони, резките изменения на времето.

Фронт се нарича тясната преходна зона между въздушни маси с различни свойства. В някои случаи преходната зона между съседни ВМ е сравнително широка (200-500 km). В случай че тази зона е тясна (десетки километри), т.е. хоризонталните градиенти на много метеорологични елементи, на първо място на температурата, са големи, говорим за фронтална зона или атмосферен фронт.

 

 

 

 

Фиг. 50. Вертикален разрез на фронтална зонаAB, A’B’ – ширина

BC, B’C’ – вертикална мощност BD, B’D’ – дебелина

ED’ – височина на фронталната повърхност

Фронталната зона (преходният слой) между въздушните маси е наклонена. Тя е най-тясна близо до земната повърхност (няколко десетки километри) и с височината се разширява (ширината е стотици километри).

Ширината на фронталната зона е стотици километри във височина и десетки километри при земята. Дебелината на фронталната зона е стотици метри (понякога до 1-2 km). Поради това че дебелината на фронталната зона е малка, обикновено тя се разглежда като фронтална повърхност .

Височината на фронталната зона е различна в различните й части. Приземната линия на фронта (или линията на фронта въху някаква друга повърхност) е пресечната линия на горната граница на фронталната зона със земната (или някаква друга) повърхност.

Фронтовете се различават по размерите си, по особеностите на преместването си, по вертикалния и хоризонталния си строеж, по вида на ВМ, които ги разделят. Според хоризонталните и вертикалните си размери фронтовете са: основнивторичнивисоки (фронтове във височина).

Според преместването, вертикалния им строеж и условията на времето фронтовете могат да бъдат:

прости: топли, студени, стационарни

сложни: оклюзионни фронтове.

Според вертикалната компонента на движението на топлия въздух фронтът може да бъде:

анафронт – когато ТВ се издига по клина от СВ

катафронт – когато ТВ се спуска по клина от СВ.

Според степента на изразеност могат да бъдат:

добре изразени (изострени) размити (слабо изразени).

По географски признак (в съответствие с географската класификация на ВМ) могат да се установят следните основни фронтове:

арктичен фронт фронт на умерените ширини , който

по-често се нарича полярен фронт тропичен фронт.

Арктичният фронт разделя арктичния въздух от въздуха на умерените ширини (полярния въздух). Фронтът на умерените ширини (който по-често се нарича полярен фронт ) разделя въздуха на умерените ширини (полярния въздух) и тропичния въздух. Тропичният фронт разделя тропичния от екваториалния въздух.

Основни (тропосферни, високи) са фронтовете, които имат големи хоризонтални и вертикални размери: дължина – хиляди километри, височината достига няколко километра, в някои случаи – до тропопаузата. Разделят ВМ, чиито свойства съществено се различават.

Основните фронтове не опасват земното кълбо като непрекъсната линия. Причината за това е, че между ВМ има не само резки, но и плавни преходи и там линията на фронта се прекъсва. Изменението на температурните контрасти във фронталните зони се определя преди всичко от преноса на ВМ с различна температура

Вторични (приземни, ниски) се наричат атмосферните фронтове, които са с малки хоризонтални и вертикални размери: дължина – стотици километри, височина – 1-1,5 km). Те не отделят основни ВМ, разликата между температурите от двете им страни е по-малка от 5°С.

Периодът на съществуването им е 1-2 денонощия, но при благоприятни условия могат да се превърнат в основни фронтове (когато температурният контраст по основния фронт се загуби, а се създадат условия за усилване на контраста от двете страни на вторичния фронт).

Студени вторични фронтове се наблюдават главно в тилните части на циклоните . Те разделят студената ВМ на участъци, като температурите стават все по-ниски към тила на Циклона.

Фронтове във височина – могат да се открият във височина (на картите на баричната топография), но ги няма при земята. Това може да стане например, когато температурният контраст при земята изчезне, т.е. фронтът при земята се размива, но все още е запазен във височина. Високи фронтове се наблюдават и в системата на оклюзионните фронтове (над тях).

. В съответствие с особеностите на движението си фронтовете могат да бъдат топли, студени или слабоподвижни .

Топли са онези участъци на фронта, които се преместват към по-студената ВМ . Това значи, че по-топлата ВМ, която е зад фронта, настъпва и измества по-студената ВМ, която е пред фронта и отстъпва. Топлият фронт е анафронт.

Облаците пред фронта често не образуват плътен (непрекъснат) слой, а са разкъсани; образуват се Ac, в дневните часове се развиват Cu, а близо до центъра на Ц могат да се развият и Cb с краткотрайни валежи, дори с гръмотевични бури.

През зимата валежите от сняг пред ТФ могат да се съпровождат от снежни виелици. Ако при отрицателни температури на земната повърхност и в приземния слой температурата над фронталната повърхност е положителна, падащите от облака дъждовни капки, достигайки до земната повърхност, образуват поледица. В доста случаи пред ТФ и особено зад него могат да се образуват мъгли (адвективни).

Студени са онези участъци на фронта, които се преместват към по-топлата ВМ . Зад СФ настъпва студената ВМ, която измества топлата ВМ, намираща се пред фронта (която отстъпва). Студеният фронт може да бъде и анафронт, и катафронт.

. Студен фронт от 1-ви род – бавен СФ (една от основните разновидности на СФ): В случай на бавнодвижещ се СФ нормалната кoмпонента на скоростта на вятъра по отношение на фронталната повърхност е малка (за разлика от бързодвижещия се СФ) и клинът от СВ се подпъхва под ТВ, без да предизвиква толкова бързо изтласкване на ТВ както при СФ от 2-ри род. ТВ се издига нагоре по-бавно и (поне част от него) се разтича по клина от СВ, като че ли бавно пълзи нагоре по него.

. В този ТВ се образува слоеста облачност – облачен масив AS-Ns – разположена зад приземната линия на фронта (това е основната облачна система по този вид СФ) и зона на обложни валежи. Облачната система As-Ns зад СФ прилича на огледален образ на облачната система As-Ns по ТФ, но е по-тясна от нея - около 300 km; по-тясна е и валежната зона - около 100 km.

. Във височина, както по ТФ, се образува слой от Cs. Непосредствено пред фронта могат да се образуват купесто-дъждовни облаци (Cb), от които падат краткотрайни валежи. С преминаването на фронта тези краткотрайни валежи преминават в обложни от Ns зад фронта

При този тип СФ (от 2-ри род – бърз) фронталната повърхност в граничния слой е много стръмна и нормалната компонента на скоростта на вятъра зад фронта е голяма (това определя и бързото придвижване на фронта). С височината (до някаква височина, докъдето все още наклонът на фронталната повърхност е голям) скоростта на вятъра нараства поради постепенното намаление на триенето

Основна форма на облаците при такива студени фронтове са мощните купесто-дъждовни облаци (Cb), при чието разрушаване (разтичане) могат да се образуват неголямо количество Ci, Cc, Ac, Sc, а под тях, в зоната на валежите – St или Cu , т.е. разкъсани облаци на лошо време. Валежите от такива облаци са от типа на краткотрайните, често са обилни (проливни, т.е. много интензивни). В някои случаи преминаването на СФ се съпровожда от шквал (рязко внезапно усилване на вятъра) и гръмотевични бури; през зимата са възможни снежни виелици.

Студените фронтове с такивa прояви (краткотрайни валежи, гръмотевични бури, може и градушки) над сушата са по-добре изразени през топлото полугодие. У нас в края на пролетта и началото на лятото (май, юни, донякъде юли) са най-чести, но в други летни месеци могат да бъдат много интензивни

. През зимата при преминаване на СФ се наблюдават интензивни валежи от сняг, придружени от снежни виелици, при което видимостта силно намалява. Това състояние на времето не продължава дълго.

Слабоподвижни са онези участъци от фронта, които не се преместват съществено нито по посока на топлата, нито по посока на студената ВМ . Това става, когато ветровете от двете страни на фронта са слаби (така че нормалните към линията на фронта компоненти на скоростта на вятъра са малки) или духат в противоположни посоки.

В системата на един и същ циклон студеният фронт се премества по-бързо от топлия. Затова с течение на времето той се приближава към топлия, застига го и започва да се слива с него. Този процес започва от центъра на циклона и се разпространява към периферията му. Така се образува оклюзионният фронт

Фронтовете от всеки тип могат да бъдат изразени в различна степен – добре изразени (изострени) или размити (слабо изразени). Фронтът е добре изразен, когато при преминаване през него рязко се изменят температурата на въздуха и редица други метеорологични елементи. Тогава фронтът лесно се открива на синоптичните карти.

www.phys.uni-sof/~mg/SinAnaliz Обща метеорология -доц.В.Андреев