Temps froid VM

VM par temps chaud

La VM chaude, se déplaçant vers une zone froide, devient stable (refroidissement par la surface froide sous-jacente). La température de l'air, en baisse, peut atteindre le niveau de condensation avec formation de brume, de brouillard, de stratus bas avec des précipitations sous forme de bruine ou de petits flocons de neige.

Conditions pour voler dans un avion chaud en hiver :

Givrage faible et modéré dans les nuages ​​​​à des températures inférieures à zéro ;

Ciel sans nuages, bonne visibilité à H = 500-1000 m ;

Faible bosse à H = 500-1000 m.

Pendant la saison chaude, les conditions de vol sont favorables, à l'exception des zones présentant des foyers d'orages isolés.

Lors d’un déplacement vers une zone plus chaude, une VM froide se réchauffe par le bas et devient instable. De puissants mouvements d'air ascendants contribuent à la formation de cumulonimbus avec des précipitations et des orages.

Front atmosphérique est la division entre deux masses d'air, différents les uns des autres propriétés physiques(température, pression, densité, humidité, nébulosité, précipitations, direction et vitesse du vent). Les façades sont situées dans deux directions – horizontalement et verticalement

La limite entre les masses d'air le long de l'horizon s'appelle première ligne, frontière verticale entre les masses d'air - appelée. zone frontale. La zone frontale est toujours inclinée vers l'air froid. Selon la VM qui arrive - chaude ou froide, ils distinguent TF chaud et HF froid façades.

Caractéristique fronts est la présence des conditions météorologiques les plus dangereuses (difficiles) pour le vol. Les systèmes cloud front-end ont une étendue verticale et horizontale importante. Sur les fronts, pendant la saison chaude, il y a des orages, des rugosités et du verglas ; pendant la saison froide, il y a du brouillard, des chutes de neige et des nuages ​​bas.

Front chaud est un front qui se déplace vers l’air froid, suivi d’un réchauffement.

Associé au front est un puissant système nuageux composé de nuages ​​​​cirrostratus, altostratus et nimbostratus formés à la suite de la montée de l'air chaud le long d'un coin d'air froid. SMC sur le TF : nuages ​​bas (50-200m), brouillard en avant du front, mauvaise visibilité dans la zone de précipitations, givrage dans les nuages ​​et précipitations, glace au sol.

Les conditions de vol à travers le TF sont déterminées par la hauteur des limites inférieures et supérieures des nuages, le degré de stabilité du VM, la répartition de la température dans la couche nuageuse, la teneur en humidité, le terrain, la période de l'année et le jour.

1. Si possible, restez le moins possible dans la zone de températures négatives ;

2. Traverser la façade perpendiculairement à son emplacement ;

3. Sélectionnez un profil de vol dans une zone de températures positives, c'est-à-dire en dessous de l'isotherme 0°, et si les températures dans toute la zone sont négatives, volez là où la température est inférieure à -10°. En vol de 0° à -10°, on observe le givrage le plus intense.

En cas de conditions dangereuses (orage, grêle, givrage important, bosses importantes), il est nécessaire de retourner à l'aérodrome de départ ou d'atterrir sur un aérodrome de dégagement.

-Front froid – Il s’agit d’une section du front principal évoluant vers des températures élevées, suivies d’un refroidissement. Il existe deux types de fronts froids :

-Front froid du premier type (HF-1r)- il s'agit d'un front se déplaçant à une vitesse de 20 à 30 km/h. L'air froid, circulant comme un coin sous l'air chaud, le déplace vers le haut, formant des cumulonimbus, des précipitations et des orages devant le front. Une partie de la TV s'écoule sur le coin CW, formant des nuages ​​​​de stratus et des précipitations en couverture derrière le front. Il y a de fortes bosses devant l'avant, une mauvaise visibilité derrière l'avant. Les conditions de survol du HF -1r sont similaires aux conditions de franchissement du TF.

En traversant HF -1p, vous pouvez rencontrer des bosses faibles à modérées, où l'air chaud est déplacé par l'air froid. Le vol à basse altitude peut être difficile en raison des nuages ​​bas et de la mauvaise visibilité dans les zones de précipitations.

Front froid du deuxième type (HF – 2р) – Il s’agit d’un front se déplaçant rapidement à une vitesse de = 30 – 70 km/h. L'air froid s'écoule rapidement sous l'air chaud, le déplaçant verticalement vers le haut, formant des cumulonimbus développés verticalement, des précipitations, des orages et des grains devant le front. Il est interdit de traverser le HF - type 2 en raison d'une forte rugosité, d'une rafale d'activité orageuse et d'un fort développement de nuages ​​le long de la verticale - 10 - 12 km. La largeur du front près du sol varie de dizaines à centaines de kilomètres. Après le passage du front, la pression augmente.

Sous l'influence des écoulements descendants dans la zone avant après son passage, un dégagement se produit. Par la suite, le nuage froid, tombant sur la surface sous-jacente chaude, devient instable, formant des cumulus, des cumulus puissants, des cumulonimbus avec des averses, des orages, des grains, de fortes bosses, un cisaillement du vent et des fronts secondaires se forment.

Fronts secondaires – Ce sont des fronts qui se forment au sein d’une VM et séparent des zones avec de l’air plus chaud et plus froid. Les conditions de vol y sont les mêmes que sur les fronts principaux, mais les conditions météorologiques sont moins prononcées que sur les fronts principaux, mais même ici, on peut trouver des nuages ​​bas et une mauvaise visibilité en raison des précipitations (blizzards en hiver). Les fronts secondaires sont associés aux orages, aux précipitations, aux grains et au cisaillement du vent.

Fronts fixes – Ce sont des fronts qui restent immobiles pendant un certain temps et sont situés parallèlement aux isobares. Le système nuageux est similaire au nuage TF, mais avec une petite étendue horizontale et verticale. Du brouillard, de la glace et du givre peuvent apparaître dans la zone avant.

Façades supérieures – Il s'agit d'une condition dans laquelle la surface frontale n'atteint pas la surface du sol. Cela se produit si sur le trajet du front il y a une couche d'air très refroidie ou si dans la couche superficielle le front est emporté et complexe conditions météorologiques(jet, turbulence) persistent encore en altitude.

Fronts d'occlusion se forment à la suite de la fermeture des fronts froids et chauds. Lorsque les fronts se ferment, leurs systèmes cloud se ferment. Le processus de fermeture du TF et du CP commence au centre du cyclone, où le CP, se déplaçant à une vitesse plus élevée, dépasse le TF, s'étendant progressivement vers la périphérie du cyclone. Trois VM participent à la formation d'un front : - deux froids et un chaud. Si l'air derrière le HF est moins froid que devant le TF, alors lorsque les fronts se ferment, un front complexe se forme, appelé OCCLUSION DU FRONT CHAUD.

Si la masse d'air derrière l'avant est plus froide que l'avant, alors la partie arrière de l'air circulera sous l'avant, plus chaude. Un front aussi complexe s’appelle OCCLUSION DU FRONT FROID.

Les conditions météorologiques sur les fronts d'occlusion dépendent des mêmes facteurs que sur les fronts principaux : - le degré de stabilité du CM, le taux d'humidité, la hauteur des limites inférieure et supérieure des nuages, le terrain, la période de l'année, le jour. Dans le même temps, les conditions météorologiques d'occlusion froide pendant la saison chaude sont similaires aux conditions météorologiques de HF, et les conditions météorologiques d'occlusion chaude par temps froid sont similaires à celles de TF. Dans des conditions favorables, les fronts d'occlusion peuvent se transformer en fronts principaux - occlusion chaude dans le TF, occlusion froide dans front froid. Les fronts se déplacent avec le cyclone, tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

La zone frontale est une zone de transition entre des masses d'air aux propriétés différentes, fortement inclinées vers la surface terrestre vers l'air froid. Il s'élève sur plusieurs kilomètres, son étendue horizontale pouvant atteindre des milliers de kilomètres.

La largeur de la zone frontale à la surface de la Terre est de plusieurs dizaines de kilomètres. Étant donné que ses dimensions sont petites par rapport aux dimensions des masses d'air, il est généralement représenté comme une surface frontale dont la ligne d'intersection avec la surface de la terre est appelée front. Au passage du front, tous les éléments météorologiques changent brusquement, de vastes systèmes nuageux se forment, les précipitations tombent et le vent augmente. Des fronts peuvent apparaître et se développer (ce processus est appelé frontogenèse), mais aussi s'éroder et disparaître (frontolyse).

Selon la direction de déplacement des masses d'air, les fronts atmosphériques sont divisés en fronts chauds, froids, sédentaires et d'occlusion.

Front chaud

Un front chaud se produit lorsque des masses d’air se déplacent lorsqu’une masse d’air froid est remplacée par une masse d’air chaud. L'air chaud, comme l'air plus léger, s'écoule sur le coin d'air froid, monte, se refroidit et, à partir d'une certaine hauteur, les vapeurs commencent à se condenser, formant des nuages ​​​​épais caractéristiques constitués de cirrus, de cirrostratus, d'altostratus et de nimbostratus, formant un énorme coin. massif façonné. Un diagramme de l’évolution des types de nuages ​​caractéristiques d’un front chaud est présenté sur la Fig. 12, et l'ordre des changements des éléments météorologiques lors de son passage est dans le tableau. 1.

Tableau 1. Evolution des éléments météorologiques lors du passage d'un front chaud.

Éléments météorologiques	Avant le front	Quand le front passe	Derrière le devant
Pression atmosphérique	Il tombe, généralement uniformément (le coin d'air froid et plus lourd au-dessus du point d'observation diminue (Fig. 12)).	La chute ralentit	Change peu ou grandit peu
Vent	S'intensifie, tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (dans l'hémisphère nord)	Tourne dans le sens des aiguilles d'une montre (dans l'hémisphère nord)	Affaibli, la direction ne change pas
Température de l'air	Ne change pas ou grandit faiblement	Augmente (la masse d'air chaud au point d'observation remplace celle froide (Fig. 12))	Petits changements
Nébulosité	Se remplacent systématiquement : nuages ​​​​cirrus, cirrostratus, altostratus, nimbostratus. Des cumulus peuvent apparaître sous la surface frontale (Fig. 12)	Nimbostratus	Stratus ou stratocumulus
Précipitation	300-400 km avant la ligne de front, de fortes précipitations commencent	Arrête presque	Possibilité de bruine

Front froid

Un front froid se produit lorsque des masses d'air se déplacent lorsqu'une masse d'air chaud est remplacée par une masse d'air froid. Dans ce cas, l'angle d'inclinaison de la surface frontale est généralement supérieur à celui d'un front chaud. Il existe des fronts froids du premier et du deuxième type.

Front froid du premier type

C’est le nom donné à un front froid lent. Au fur et à mesure que les masses d'air se déplacent, l'air froid s'écoule lentement sous l'air chaud, ce qui conduit à l'apparition d'un système nuageux rappelant un système de front chaud, situé dans l'ordre opposé dans le sens de son mouvement. Les dimensions horizontales du système nuageux et de la zone de précipitations pour ce type de front atmosphérique sont plus petites que pour un front chaud.

Avant le front, des cumulonimbus peuvent se développer dans la masse d'air chaud, dont l'apparition est provoquée par les courants d'air ascendants. Le mouvement des fronts se produit sous l’influence du vent. La direction du vent aux latitudes moyennes coïncide avec la direction de la tangente à l’isobare. Par conséquent, si sur une carte météorologique la ligne d'un front froid passe légèrement en angle par rapport à l'isobare, alors le vent soufflera presque le long du front et la vitesse de ce dernier sera faible. Autrement dit, un tel front sera un front du premier type.

Front froid du deuxième type

C’est le nom donné à un front froid se déplaçant rapidement. Sur une carte météorologique, la ligne de ce front par rapport aux isobares se situe selon un angle proche d'une droite (le vent souffle presque perpendiculairement au front, ce qui entraîne le mouvement rapide de ce dernier). Le flux rapide d'air froid sous l'air chaud entraîne le développement d'une forte convection (courants ascendants) dans une bande étroite devant le front et l'apparition de puissants cumulonimbus.

La turbulence des courants ascendants provoque la présence de bourrasques de vent à la surface de la terre. Le principal type de précipitations est torrentiel. La zone de précipitations est généralement si étroite qu’elle n’est presque pas visible sur les cartes météorologiques. Le système nuageux d'altostratus et de cirrostratus dans le flux ascendant d'air chaud s'étend fortement vers l'avant à partir de la surface frontale et est flou en nuages ​​lenticulaires d'altocumulus et de petits cirrocumulus séparés. L'ordre des changements des éléments météorologiques lors de son passage est dans le tableau. 2.

Tableau 2. Evolution des éléments météorologiques lors du passage d'un front froid.

Éléments météorologiques	Avant le front	Alors que le front passe	Derrière le devant
Pression atmosphérique	Chutes	L’automne laisse place à la croissance	Croissance rapide (le coin d'air froid et plus lourd au-dessus de l'observateur devient de plus en plus haut), puis la croissance ralentit ou s'arrête
Vent	S'intensifie, tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (dans l'hémisphère nord)	S'intensifie de manière significative, devient une bourrasque, tourne brusquement dans le sens des aiguilles d'une montre (dans l'hémisphère nord)	Tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (dans l'hémisphère nord). De fortes rafales de vent persistent
Température de l'air	Stable ou en légère baisse	Diminue fortement	Continue de diminuer ou change peu
Nébulosité	Pour l'avant du 1er type - Cb puissant. Pour un front du 2ème type, des Cc individuels sont possibles, et en dessous d'eux – Ac, puis l'apparition de puissants nuages ​​​​Cb.	Pour un front froid du premier type - Ns. Pour les fronts du 2ème type – Cb, sous lesquels on observe des nuages ​​de pluie fragmentés.	Pour un front froid du premier type, le système nuageux est fondamentalement à l'opposé du front chaud (Ns, As, Cs, Ci changent séquentiellement). Pour un front du deuxième type, la nébulosité disparaît rapidement.
Précipitation	Généralement petit, commençant juste avant le devant	Des averses, souvent fortes	Arrêtez-vous rapidement ou transformez-vous en averses à court terme
Autres phénomènes	Les orages sont fréquents	Orages, augmentation des vagues de vent	Une forte excitation persiste

Avant d'occlusion

Un front froid se déplace toujours plus vite qu’un front chaud et le rattrape progressivement. Lorsque les fronts se ferment, la masse d'air chaud située entre les surfaces frontales est poussée vers le haut et se détache de la surface terrestre. Ce processus est appelé occlusion.

Le développement de l'occlusion dépend du régime thermique des masses d'air. S’ils ont les mêmes températures, alors le front est éliminé à la surface de la terre. L'air chaud se retrouve dans un creux formé par les surfaces des fronts froids et chauds précédents et est appelé neutre. Si l’air froid à l’arrière est plus froid que celui à l’avant, alors un tel front est appelé occlusion de front froid. Dans ce cas, la surface du front chaud glisse sur la surface du front froid. Si l’air arrière est plus chaud que l’air avant, alors un tel front est appelé occlusion de front chaud.

Les fronts d'occlusion sont caractérisés par une grande variété de systèmes nuageux et de précipitations. DANS aperçu général le temps lors d'une occlusion de front chaud est similaire à celui des fronts chauds, et lors d'une occlusion froide, il est similaire au temps des fronts froids. En règle générale, les fronts d'occlusion sont associés à des creux de pression bien définis. L'ordre d'évolution des éléments météorologiques lors du passage du front d'occlusion est donné dans les tableaux 3 et 4.

frontis - front, face avant), fronts troposphériques- une zone de transition dans la troposphère entre des masses d'air adjacentes aux propriétés physiques différentes.

Un front atmosphérique se produit lorsque des masses d'air froid et chaud se rapprochent et se rencontrent dans les couches inférieures de l'atmosphère ou dans toute la troposphère, couvrant une couche pouvant atteindre plusieurs kilomètres d'épaisseur, avec formation d'une interface inclinée entre elles.

Il y a:

• fronts fixes.

Les principaux fronts atmosphériques sont :

• polaire,
• tropical.

Si les masses d'air étaient stationnaires, la surface du front atmosphérique serait horizontale, avec de l'air froid en dessous et de l'air chaud au-dessus, mais comme les deux masses sont en mouvement, il est situé obliquement par rapport à la surface de la Terre. Dans ce cas, l'angle d'inclinaison moyen est d'environ 1° par rapport à la surface de la Terre. Un front chaud est incliné dans la même direction dans laquelle il se déplace, tandis qu’un front froid est incliné dans la direction opposée. La pente de la façade dans un modèle idéal peut être exprimée grâce à la formule de Margulis.

La zone du front atmosphérique est très étroite par rapport aux masses d'air qu'elle sépare, donc à des fins recherche théorique il est approximativement considéré comme l'interface entre deux masses d'air différentes températures et j'ai appelé surface frontale. Pour cette raison, sur les cartes synoptiques, les fronts sont représentés par une ligne ( première ligne). A l'intersection avec la surface terrestre, la zone frontale a une largeur de l'ordre de plusieurs dizaines de kilomètres, tandis que les dimensions horizontales des masses d'air elles-mêmes sont de l'ordre de plusieurs milliers de kilomètres.

Lorsque des masses d'air ayant des caractéristiques différentes se rencontrent, un espace tangentiel se forme dans la zone qui les sépare, c'est-à-dire :

1. Les gradients horizontaux de température et d’humidité de l’air augmentent.
2. Le champ de pression présente un creux ou « creux caché ».
3. La vitesse du vent tangente à la ligne de discontinuité présente un saut.

Au contraire, à mesure que les masses d’air s’éloignent les unes des autres, les gradients des grandeurs météorologiques et de la vitesse du vent diminuent. Les zones de transition dans la troposphère, dans lesquelles convergent des masses d'air présentant des caractéristiques différentes, sont appelées zones frontales.

Dans le sens horizontal, la longueur des fronts, comme les masses d'air, est de plusieurs milliers de kilomètres, verticalement - environ 5 km, la largeur de la zone frontale à la surface de la Terre est d'environ des centaines de kilomètres, en altitude - plusieurs centaines de kilomètres. Zones frontales se caractérisent par des changements importants dans la température et l'humidité de l'air, ainsi que dans la direction du vent le long de la surface horizontale, à la fois au niveau de la Terre et au-dessus.

La section transversale de la surface terrestre par la surface frontale est appelée front atmosphérique et est tracée sur une carte synoptique de surface. Les zones frontales de haute altitude (HFZ) sont tracées sur des cartes de topographie de pression - des sections de la surface frontale des surfaces isobares.

La « surface avant » est une surface ou une zone de transition qui sépare des masses d'air ayant des propriétés différentes, notamment des densités d'air différentes. La continuité de la pression impose certaines conditions sur l'orientation spatiale de la surface frontale. En l'absence de mouvement, toute discontinuité dans le champ de densité (ou zone de transition rapide d'une masse d'air à une autre) doit être horizontale. Lorsqu'il y a un mouvement, la surface de transition s'incline, l'air plus dense (froid) formant un coin sous l'air moins dense (chaud), et l'air chaud glissant vers le haut le long de ce coin.

L'épaisseur verticale de la surface frontale est très faible - plusieurs centaines de mètres, ce qui est bien inférieur à la largeur des masses d'air qu'elle sépare. Dans la troposphère, une masse d’air en chevauche une autre. La largeur de la zone de front sur les cartes météorologiques est de plusieurs dizaines de kilomètres, mais lors de l'analyse des cartes synoptiques, le front est tracé comme une seule ligne. Ce n'est que dans des sections verticales à grande échelle de l'atmosphère qu'il est possible d'identifier les limites supérieure et inférieure de la couche de transition.

Sur les fronts, les mouvements d'air ascendants sont très développés, donc près des fronts il existe des conditions favorables à la formation de nuages ​​et de précipitations. Leur apparition est facilitée, d'une part, par la convergence du vent vers la ligne de front dans la couche superficielle (divergence négative de la composante horizontale du vent). De plus, dans un système frontal, l’air chaud monte (glissant vers le haut) le long d’un coin d’air froid. Les mouvements d'air ascendants se produisent également en raison de la différence de vitesse entre l'air postfrontal et préfrontal, c'est-à-dire lorsque l'air postfrontal se déplace plus rapidement que l'air préfrontal. La montée de l'air se produit dans les parties du front où un mouvement instable est observé. Mouvements ascendants sur stade précoce Le développement d'un cyclone est également facilité par une perte de charge dynamique. À mesure que l’air s’élève, il se refroidit de manière adiabatique et des nuages ​​et des précipitations se forment.

Un front bien défini a une hauteur de plusieurs kilomètres, le plus souvent de 3 à 5 km. Les fronts majeurs sont associés à des précipitations abondantes et prolongées ; Dans le système de fronts secondaires, les processus de formation des nuages ​​sont moins prononcés, les précipitations sont de courte durée et n'atteignent pas toujours la Terre. Il existe également des précipitations intramassiques non associées à des fronts.

Dans la couche superficielle, en raison de la convergence des flux d'air vers l'axe des creux de pression, les plus grands contrastes de température de l'air sont créés ici - par conséquent, les fronts proches de la Terre sont situés précisément le long des axes des tranchées de pression. Les fronts ne peuvent pas être situés le long des axes des crêtes de pression, là où les flux d'air divergent, mais ne peuvent couper l'axe de la crête que selon un grand angle.

Avec l'altitude, les contrastes de température sur l'axe du creux de pression diminuent - l'axe du creux se déplace vers plus basses températures l'air et tend à s'aligner sur l'axe du creux thermique, où les contrastes de température sont minimes. Ainsi, avec la hauteur, la façade s'éloigne progressivement de l'axe du creux de pression vers sa périphérie, où se créent les plus grands contrastes.

La surface sous-jacente a une influence significative sur le mouvement et les propriétés des façades. Dans les centaines de mètres inférieurs, l’influence du frottement entraîne une déformation du profil avant. Des frottements inégaux associés à des différences dans la nature de la surface sous-jacente conduisent également à une déformation du profil avant, notamment en terrain complexe. Les obstacles orographiques peuvent affecter le mouvement des fronts et provoquer à la fois des déformations des fronts eux-mêmes et des modifications des effets qui leur sont associés, ou bien créer de nouveaux effets. Le passage des fronts à travers les obstacles montagneux affecte les processus de formation des nuages ​​et des précipitations. L'air a généralement tendance à contourner les obstacles dans le sens horizontal, car cela implique la moindre consommation d'énergie. Si l'air est stratifié de manière instable, il s'écoule partiellement sur la crête, notamment dans sa partie centrale. Ce flux est dix fois moins intense que le flux latéral. De plus, il présente un caractère fortement turbulent, dû à de forts frottements en terrain montagneux.

La partie inférieure de l'atmosphère terrestre, la troposphère, est en mouvement constant, se déplaçant au-dessus de la surface de la planète et se mélangeant. Ses sections individuelles ont des températures différentes. Lorsque de telles zones atmosphériques se rencontrent, des fronts atmosphériques apparaissent, qui constituent des zones limites entre des masses d'air de températures différentes.

Formation d'un front atmosphérique

La circulation des courants troposphériques provoque la rencontre des courants d’air chaud et froid. À l'endroit où ils se rencontrent, en raison de la différence de température, une condensation active de la vapeur d'eau se produit, ce qui conduit à la formation de nuages ​​​​puissants, puis de fortes précipitations.

La frontière des fronts atmosphériques est rarement lisse ; elle est toujours tortueuse et hétérogène, du fait de la fluidité des masses d'air. Les courants atmosphériques plus chauds se dirigent vers les masses d'air froid et montent vers le haut, tandis que les courants plus froids déplacent l'air chaud, le faisant monter plus haut.

Riz. 1. Approche du front atmosphérique.

L'air chaud est plus léger que l'air froid et monte toujours, tandis que l'air froid, au contraire, s'accumule près de la surface.

Les fronts actifs se déplacent à une vitesse moyenne de 30 à 35 km. par heure, ils peuvent toutefois arrêter temporairement leur mouvement. Par rapport au volume des masses d'air, la limite de leur contact, appelée front atmosphérique, est très petite. Sa largeur peut atteindre des centaines de kilomètres. En longueur - en fonction de l'ampleur des courants d'air en collision, le front peut atteindre des milliers de kilomètres de long.

Signes d'un front atmosphérique

Selon le courant atmosphérique qui se déplace le plus activement, on distingue les fronts chauds et froids.

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Riz. 2. Carte synoptique des fronts atmosphériques.

Les signes de l’approche d’un front chaud comprennent :

• mouvement des masses d'air chaud vers des masses d'air plus froides ;
• formation de cirrus ou de stratus ;
• changement progressif du temps;
• bruine ou fortes pluies ;
• augmentation de température après le passage d’un front.

L’approche d’un front froid est indiquée par :

• mouvement de l'air froid vers les zones chaudes de l'atmosphère ;
• éducation grande quantité cumulus ;
• changements climatiques rapides;
• averses et orages ;
• diminution ultérieure de la température.

L'air froid se déplace plus rapidement que l'air chaud, les fronts de basse température sont donc plus actifs.

Météo et front atmosphérique

Dans les zones où passent les fronts atmosphériques, le temps change.

Riz. 3. Collision de courants d'air chaud et froid.

Ses évolutions dépendent :

• températures des masses d'air rencontrées . Plus la différence de température est grande, plus les vents sont forts, plus les précipitations sont intenses et plus la nébulosité est intense. Et vice versa, si la différence de température entre les courants d'air est faible, alors front atmosphérique sera faiblement exprimé et son passage à la surface de la Terre n’entraînera pas de changements météorologiques particuliers ;
• activité des courants d'air . En fonction de leur pression, courants atmosphériques peut avoir différentes vitesses de mouvement, qui détermineront la vitesse du changement météorologique ;
• formes avant . Les formes de surface avant linéaires plus simples sont plus prévisibles. Avec la formation d'ondes atmosphériques ou la fermeture de langues individuelles proéminentes de masses d'air, des vortex se forment - cyclones et anticyclones.

Après le passage d’un front chaud, un temps plus chaud s’installe. Une fois le froid passé, une vague de froid se produit.

Comme nous l'avons vu, un réchauffement inégal de la surface terrestre et de l'air dans la troposphère est à l'origine de l'émergence de gradients horizontaux de température et de pression et de la formation de courants d'air. En raison du transport, des masses d'air aux propriétés différentes peuvent se rapprocher ou s'éloigner. Lorsque des masses d'air ayant des propriétés physiques différentes se rapprochent, les gradients horizontaux de température, d'humidité, de pression et d'autres éléments météorologiques augmentent, ainsi que la vitesse du vent. Au contraire, à mesure qu’ils s’éloignent les uns des autres, les gradients diminuent. Les zones dans lesquelles des masses d'air différentes, par exemple des masses d'air relativement sèches, froides et humides et chaudes, se rencontrent sont appelées zones de transition ou zones frontales. Dans les zones frontales, il semble y avoir une lutte entre les masses d'air froid et chaud. À la suite de cette lutte, des masses d'air froid pénètrent dans les zones où se trouvent les masses chaudes et des masses chaudes pénètrent dans les zones où se trouvent les masses froides. À la suite de ces processus, les deux masses d'air acquièrent progressivement des propriétés inhérentes à l'air d'une zone géographique donnée.
Les zones frontales de la troposphère peuvent être détectées quotidiennement dans le domaine de la température et de la pression, principalement dans les latitudes extratropicales, où l'afflux d'énergie solaire est différent au nord et au sud. zone tempérée. Les amplitudes des gradients horizontaux de température et de pression sont ici plus grandes que partout ailleurs dans le monde. globe. Des zones frontales apparaissent continuellement, s'aggravent et sont détruites. Cependant, leur intensité varie en fonction de la différence de température entre les masses d'air qui se rapprochent.
Dans les couches inférieures de l'atmosphère, lors de la traversée des zones frontales dans le sens de l'air chaud vers l'air froid, conformément à de grands gradients horizontaux, une diminution rapide de la température, de la pression et de l'humidité se produit et des vitesses élevées des courants d'air sont observées. Aux latitudes moyennes, à des altitudes de 10 à 12 km dans ces zones, les vents atteignent souvent la force d'un ouragan, soit 200 km/h ou plus. Comme nous le verrons ci-dessous, les zones frontales jouent un rôle prépondérant dans le développement des processus atmosphériques.
Étant donné que les masses d'air froid et chaud ont des densités différentes, elles ne sont pas situées les unes par rapport aux autres verticalement, mais obliquement. L’air froid, étant plus dense et plus lourd, se coince sous l’air chaud et plus léger. Dans cette zone frontalière entre des masses d'air de propriétés différentes, des cyclones et des anticyclones apparaissent généralement, apportant du beau temps et du mauvais temps.
Les dimensions des zones de transition sont petites par rapport aux masses d'air. Dans la zone frontale apparaissent des interfaces entre les masses d’air froid et chaud, appelées fronts atmosphériques. Les surfaces frontales sont toujours inclinées vers l'air froid, qui se situe sous l'air chaud sous la forme d'un coin étroit (Fig. 52). L'angle d'inclinaison de la surface frontale par rapport à l'horizon est très petit : il est inférieur à 1° et la tangente de l'angle varie de 0,01 à 0,02. Cela signifie que si vous vous éloignez de 200 km de la ligne de front à la surface de la terre vers l'air froid, alors la surface frontale se trouvera à une altitude de 1 à 2 km. Lorsqu'elle est éloignée de 500 km dans le sens horizontal, la surface frontale se trouve à une altitude de 2,5 à 5,0 km. Étant donné que les angles d'inclinaison des fronts sont très petits, afin de représenter plus clairement les fronts dans le plan vertical, l'échelle horizontale est généralement prise plusieurs fois plus petite que l'échelle verticale. Dans le diagramme présenté du front, l’échelle verticale est augmentée de près de 50 fois.

La plus grande longueur de fronts en hauteur aux latitudes moyennes est de 8 à 12 km. Ils atteignent souvent la tropopause. Selon les recherches de E. Palmen, G. D. Zubyan et d'autres, des fronts sont également observés dans les couches inférieures de la stratosphère.
Sur les fronts troposphériques, des nuages ​​​​multicouches se développent généralement d'où tombent les précipitations. Les fronts sont plus prononcés dans les cyclones, où le mouvement de l’air ascendant prédomine. Dans les anticyclones, en raison des mouvements descendants, les nuages ​​frontaux se dissipent.
Les fronts atmosphériques sont divisés en fronts froids et chauds.
Un front froid est un front qui se dirige vers des températures plus élevées. Après le passage d’un front froid, une vague de froid se produit. Un front chaud est un front évoluant vers des températures basses. Après le passage d’un front chaud, un réchauffement se produit.
Dans le domaine de la température et du vent, les fronts sont plus prononcés à la surface de la Terre dans le système de cyclones et de creux de pression en développement. Ceci est facilité par la convergence des courants d'air dans la zone avant près de la surface de la terre, car en raison de cette convergence dans la zone avant, il existe des masses d'air de faible et températures élevées. Sur la fig. 53a montre le champ de pression, de vent et de température dans le creux du cyclone à la surface de la terre. Le front s'intensifie, car au nord il y a une masse d'air froid avec des températures de 1 à 2° au-dessous de zéro, et au sud il y a une masse d'air chaud avec des températures allant jusqu'à 10 à 12° au-dessus de zéro.

Dans les anticyclones, les fronts proches de la surface de la Terre sont emportés, car le système de courants d'air diverge (Fig. 53 6). Ici, dans la première partie de la crête, la partie froide du front proche de la surface de la terre est emportée, puisque les flux ne sont pas dirigés vers le front, mais loin du front. Dans le système d'un cyclone en développement, l'air a tendance à monter vers le haut et, en raison du refroidissement dynamique et de la condensation, des nuages ​​apparaissent et des précipitations se produisent. Dans le système d'un anticyclone en développement, au contraire, il y a un mouvement d'air vers le bas et, en raison du chauffage dynamique, l'air s'éloigne de l'état de saturation, les nuages ​​​​se dissipent et les précipitations s'arrêtent.
La vitesse du front dépend de l’ampleur de la composante normale du vent, qui varie considérablement. En Europe pendant les saisons de transition de l'année vitesse moyenne le mouvement des fronts atteint environ 30 km/heure, soit environ 700 km par jour ; mais souvent dans un système cyclonique, les fronts parcourent une distance de plus de 1 200 à 1 500 km par jour. Dans ces cas, la façade, située par exemple dans Europe occidentale, en une journée, il se retrouve dans les régions centrales du territoire européen de l'URSS. Si les courants d’air sont dirigés parallèlement au front, alors le front reste inactif. Les gradients de température et de pression étant beaucoup plus importants en hiver qu'en été, l'activité des fronts en hiver est plus intense.
Nous avons déjà dit que dans la zone du front atmosphérique, en particulier dans le système d'un cyclone en développement, l'air monte, un refroidissement adiabatique et la formation de nuages ​​​​et de précipitations se produisent. La montée de l'air se produit non seulement dans la couche terrestre, mais également en hauteur. Mais si dans la couche superficielle cela est causé par la convergence du vent de surface, alors la raison de la montée de l'air en altitude est le mouvement non stationnaire et la différence de vitesse de déplacement de l'air transfrontal et préfrontal.
Dans le cas d'un front froid, l'air froid se déplaçant rapidement derrière le front, circulant sous l'air chaud, le déplace vers le haut. En conséquence, si les conditions dynamiques provoquent une montée générale de l'air, l'air chaud commence à glisser vers le haut le long de la surface inclinée du front et à se refroidir de manière adiabatique.
Dans le cas d'un front chaud, dans les mêmes conditions, un mouvement ascendant d'air chaud au-dessus d'un coin d'air froid se produit également. Plus la différence de température entre l'air froid et l'air chaud est grande, c'est-à-dire plus le front est prononcé non seulement à la surface de la terre, mais aussi en hauteur, plus intense dans les mêmes conditions le mouvement ascendant de l'air chaud, la condensation et la formation de nuages ​​et de précipitations se produit.
Sur un front bien défini, les nuages ​​de tous niveaux sont représentés. Les nuages ​​d'un front chaud peuvent être très puissants ; ils s'étendent souvent horizontalement perpendiculairement au front sur 500 à 700 km et verticalement jusqu'à 6 à 8 km ou plus. De plus, la longueur d'un tel front peut atteindre 1 000 à 2 000 km. La partie supérieure des puissants nuages ​​frontaux, même en été, est située dans la zone de températures négatives, elle est donc généralement constituée de cristaux de glace. Sur la fig. 54 en coupe verticale perpendiculaire au front montre un système nuageux caractéristique d'un front chaud. Ces nuages ​​sont stratifiés et se situent principalement dans l'air chaud au-dessus de la surface frontale. Les nuages ​​​​les plus élevés (cirrus et cirrostratus) sont situés à des altitudes de 6 à 8 km. Ils sont les précurseurs d’un front chaud. L'apparition de ces nuages ​​quelques heures avant l'approche de la zone de précipitations indique une dégradation des conditions météorologiques. Les cirrostratus sont remplacés par des altostratus, à travers lesquels le soleil brille toujours, mais qui ont une plus grande puissance verticale. Viennent ensuite des nuages ​​​​de nimbostratus plus denses, produisant des précipitations en couverture qui atteignent le sol. Ci-dessous se trouvent des stratus et des nimboclouds dont la hauteur de la limite inférieure, en fonction de la teneur en humidité, peut varier de zéro à plusieurs centaines de mètres. En même temps, comme on peut le voir sur la Fig. 54, nuages niveau inférieur se forment non seulement dans l'air suprafrontal chaud, mais aussi en partie dans l'air froid à proximité immédiate de la surface frontale. Les flèches sur cette figure montrent la direction du flux d'air en air chaud et froid avec un transfert général de gauche à droite dans le plan du schéma présenté ici.

Le système nuageux d’un puissant front froid est représenté sur la Fig. 55. Comme il est facile de le constater, les profils des fronts chaud (Fig. 54) et froid (Fig. 55) sont sensiblement différents les uns des autres. Cela se produit parce que lors du déplacement, l'air chaud dans la couche inférieure en raison du frottement surface de la terre s'étire dans la direction opposée au mouvement. Pendant ce temps, le front froid devient plus raide en raison de la friction dans la couche inférieure de 1 à 2 km.

Montré sur la Fig. Les systèmes nuageux 54 et 55 de fronts chauds et froids font référence aux cas où l'étendue verticale des fronts est grande, les contrastes de température au front sont importants et il y a un intense mouvement d'air ascendant. Les masses d’air des deux côtés du front sont stables. Si, dans toutes ces conditions, l'air froid est stratifié de manière instable, alors le front froid n'est pas suivi de stratocumulus, mais de puissants cumulus et cumulonimbus. Si en même temps l'air froid et l'air chaud sont stratifiés de manière instable, alors de puissants nuages ​​​​de grains se forment devant le front (Fig. 56), donnant de fortes précipitations, accompagnées d'orages et même de grêle.

Le système nuageux d’un front chaud présente également des variations. Lorsque l’air chaud est instable, des nuages ​​convectifs se forment et des pluies surviennent. On suppose que la teneur en humidité de l’air est suffisante.
Cependant, l'étendue verticale des fronts atmosphériques n'est pas toujours significative ; elle ne dépasse souvent pas 1 à 3 km. Conformément à cela, la nébulosité frontale connaît un développement limité, à l'exception des cas où, en raison de l'instabilité, une nébulosité convective se forme, atteignant une hauteur de 5 à 6 km ou plus. Même avec une grande étendue verticale du front, les nuages ​​frontaux ne représentent pas un milieu continu, comme le montre la Fig. 54 et 55, mais se compose d'un certain nombre de couches séparées par des espaces sans nuages ​​(Fig. 57 a). Cela est dû au fait que dans de nombreux cas, la montée générale de l'air chaud est perturbée et que des couches avec des mouvements d'air ascendants et descendants alternent dans la zone avant. Dans ce cas, ces dernières provoquent la destruction du système nuageux du front, jusqu'à la dispersion complète des nuages. Lorsque l'air est très sec, la formation de nuages ​​​​à l'avant ne se produit pas du tout ou des nuages ​​​​de faible puissance apparaissent dans les niveaux moyen et supérieur qui ne produisent pas de précipitations (Fig. 57-6).

Il existe d’autres types de fronts qui se produisent lorsque des fronts froids et chauds se rencontrent. La fermeture des fronts résulte du fait qu'ils se déplacent à des vitesses différentes. Dans un système cyclonique, les fronts froids se déplacent généralement avec vitesses élevées que les chauds. Par conséquent, le front froid, rattrapant le chaud, se ferme avec lui, formant un front de fermeture ou, comme on l'appelle habituellement, un front d'occlusion. Au début, les systèmes nuageux des deux fronts, s'étant fermés, persistent et donnent des précipitations abondantes, principalement couvertes. Cependant, progressivement l'intensité du front d'occlusion s'affaiblit en raison du processus de flou déjà existant. Dans le même temps, de puissants systèmes nuageux commencent à se dissiper et le front est détecté dans le champ de vent de surface par les restes de nuages. Sur la fig. 58 montre schématiquement la fermeture des fronts froids et chauds lorsqu'ils se déplacent de gauche à droite. L'air froid, étant plus dense, se coince sous l'air chaud.

Tous les types de fronts, lorsqu'ils rencontrent des obstacles de montagne, laissent beaucoup d'humidité du côté au vent. Cependant, à mesure que l'obstacle de haute montagne est surmonté, le système nuageux des fronts est perturbé et, du côté sous le vent des montagnes, les nuages ​​s'étendent et les précipitations s'arrêtent souvent. Ce n'est qu'après avoir surmonté l'obstacle que le système frontal nuageux est à nouveau restauré.
L'étude des fronts atmosphériques est dictée par la nécessité d'approfondir les connaissances dans ce domaine en lien avec les exigences de la pratique, notamment aéronautique, puisque des nuages ​​puissants, comme les changements brusques de temps, sont associés aux fronts. Leur étude est donc l’une des tâches les plus importantes des météorologues.
Malgré l'importance de la tâche d'étude des fronts, la connaissance des conditions de leur apparition est encore loin d'être suffisante. Cela s'applique principalement à la formation et à l'évolution des nuages ​​frontaux. Les diagrammes ci-dessus donnent seulement idée générale sur les nuages ​​frontaux. En réalité, les nuages ​​​​dans la zone des fronts atmosphériques comprennent à la fois des couches moyennes et épaisses continues avec des espaces sans nuages ​​entre elles.
Les difficultés d'étude de la physique de la formation des nuages ​​sur les fronts sont liées au manque de méthodes pour une étude massive et détaillée de toutes les caractéristiques du développement des nuages ​​dans certaines conditions synoptiques, car cela nécessite un long séjour en altitude, techniquement difficile à mettre en œuvre. .
Des avions vraiment modernes volant avec grande vitesse, permettent d'effectuer des observations et diverses mesures le long de la trajectoire de vol. Les ballons sont plus pratiques pour étudier les nuages. Mais ils ne peuvent pas toujours entrer dans le nuage qui nous intéresse. En particulier, le ballon ne peut pas pénétrer dans les nuages ​​orageux, car il pourrait être enflammé par un éclair.
Il a déjà été mentionné plus haut que la formation des nuages ​​est provoquée par la condensation de la vapeur d'eau due à la montée de l'air et à son refroidissement adiabatique. Pour imaginer les difficultés d'étudier l'évolution de la nébulosité, il suffit de dire que les mouvements verticaux de l'air qui provoquent la formation et la destruction des nuages ​​ne se prêtent pas encore à des mesures directes. Les calculs approximatifs des mouvements verticaux sont actuellement effectués principalement à partir de prémisses théoriques de changements de pression et de champs de vent à différentes hauteurs.
L'étude des fronts atmosphériques et de leurs systèmes nuageux attire l'attention de nombreux scientifiques tant en URSS qu'à l'étranger. Souvent, au péril de leur vie, ils volent dans des nuages ​​​​d'orage et élargissent progressivement leurs connaissances sur l'activité frontale. Les dispositions sur les caractéristiques structurelles des fronts, élaborées principalement par des météorologues norvégiens (T. Bergeron, S. Petersen, etc.), ont été révisées et clarifiées par des scientifiques soviétiques. Grâce aux travaux de A. F. Dyubyuk, N. L. Taborovsky, E. G. Zak, E. K. Fedorov, G. D. Zubyan, E. S. Selezneva et d'autres, nos connaissances sur l'émergence et l'érosion des fronts, la nature des mouvements verticaux de l'air et de la formation des nuages, ainsi que d'autres questions liés aux fronts, ont été considérablement enrichis. Et pourtant beaucoup caractéristiques importantes La formation des nuages ​​et les changements de forme des nuages ​​au cours de l’évolution des fronts restent inconnus.
Il n’existe pas d’unité de vues sur la question de l’étendue verticale des fronts dans la troposphère et sur la formation des fronts dans la stratosphère. Cependant, dans dernières années De plus en plus de scientifiques arrivent à la conclusion que les fronts troposphériques atteignent dans la plupart des cas la tropopause ; plus haut - dans la stratosphère - ils existent également (G.D. Zubyan, R. Bergren), mais en raison de la teneur en humidité négligeable de l'air, les nuages ​​​​ne se forment pas sur les fronts stratosphériques.