Л.Т. Матвеев - Курс общей метеорологии. Физика атмосферы (1115251), страница 100
Текст из файла (страница 100)
Различают системы облаков теплого и холодного фронтов, а также фронтов окклюзии (сомкнутых фронтов). Детальное описание форм, видов и разновидностей облаков, которые входят во фронтальные системы, содержится в книгах по синоптической метеорологии. Не останавливаясь на этом 31* Облака Облака, туманы и осадкм зим 4 ) 1( Толщина, км 5-5 Папугодис 5-7 ~ 7-9 и — з Фронт 9-П» ~-15 с! Рис. 17.24.
Среднее распределение водности (г/мз]в облачной системе теплого фронта (!). л — горизонтальное расстаяане ио псрпоидикуляру к Фронту. 1775 1364 550 662 479 О,З 0,6 0,5 0,2 0,2 19,8 21,7 17,8 22,4 33,8 33,0 !6,4 11,4 !7,9 !6,5 !3,4 8,4 !0,3 13,7 7,7 7,4 !0,5 10,8 4,2 6,9 3,8 7,8 2,1 3,1 16,8 11,! 23,2 12,3 18,0 15,7 31,! 25,3 33,4 ЗЗ,О 40,8 36,7 Холодное Теплое Холодное Теплое Холодное Теплое Теплый Холодный Окклюзии обго 045 0 -400 -з00 -700 -700 0 700 700 з00 400 л км Площадь, мдн, км' >-3 ( 2-9 Месяц 4 — з б-7 >7 СО,95 165 !99 205 167 59 13 45 37 59 5 32 114 96 94 !21 !ОО 72 43 68 67 30 9 32 27 67 1!4 !57 267 !09 238 52 ) 149 19 7 !7 22 Март Июнь Сентябрь Октябрь 41 12 5 описании, приведем некоторые сведения о толщине и горизонтальных размерах облачных систем различных фронтов. Как из табл.
17.30, так и из многочисленных данных о высоте нижней и верхней границ фронтальных облаков на различном удалении от линии фронта следует, что количественные характеристики фронтальных облачных систем чрезвычайно разнообразны. Это подтверждают и вертикальные разрезы облачности, построенные по данным самолетного зондирования. Таблица 17.30.
Повторяемость (о/о) толщины фронтальных облаков над Европейской частью СССР в среднем для всей системы Характерной особенностью фронтальных облачных систем является их расслоенность, т. е. наличие безоблачных прослоек в общем массиве облачности. Однослойная облачность на теплых и холодных фронтах наблюдается соответственно в 42 и 53 % случаев, двухслойная — в 37 и 32 %, трехслойная — в 15 и 12 %, четырехслойная — в 5 и 3 %.
Данные о горизонтальных размерах облачных полей, приведенные в табл. 17.31, показывают, что примерно в 50 % случаев площадь облачных полей заключена в интервале 0,5 — 3 млн. км' в холодное полугодие и 0,5 — 2 млн. км' в теплое. Таблица !7.3!. Чисто облачных полей различной площади над северным полушарием Представление о среднем распределении водности в облачной системе теплого фронта дает рис.
17.24, построенный по данным многочисленных полетов в облаках. Даже по средним данным поле водности облаков теплого фронта достаточно неоднородно: наблю- даются большие изменения водности как по горизонтали, так и по вертикали. 6 Основные результаты исследования облачных систем с помощью спутников Метеорологические спутники Земли открыли уникальную возможность регулярного наблюдения за облачностью и другими атмосферными явлениями на огромных тсрриториях.
Особенно важно то, что спутники позволяют проводить наблюдения в тех районах, где наземные наблюдения отсутствуют или очень редка сеть станций. Еще и сейчас примерно '/5 поверхности нашей планеты слабо освещены наземными наблюдениями (оксаиы, пустыни и горные массивы, полярные и малообжитые районы). К тому же наземные наблюдения не лишены некоторых недостатков. Они носят прерывистый (дискретный) характер как во времени, так н в пространстве, Расстояние между станциями, как правило, превышает 100 — 150 км, вследствие чего большие участки территории остаются не освещенными наблюдениями. Так, наземными наблю- Облака, туманы и осадки дениями обычно охватывается лишь 10 — 20 % облачного покрова. При наблюдении с земли ряд явлений малого масштаба (грозы, осадки, туманы), а также детали крупномасштабных явлений и процессов нередко полностью ускользают из поля зрения наблюдателя.
С помощью установленной на метеорологических спутниках аппаратуры в настоящее время получают информацию о количестве и форме облаков, температуре верхней границы облаков или подстилающей поверхности, о распределении снежного и ледяного покрова, о составляющих радиационного баланса системы земная поверхность — атмосфера. Если на спутнике установлена спектральная аппаратура, позволяющая измерять потоки радиации в различных интервалах длин волн, то представляется возможным получить сведения о вертикальном распределении температуры, влажности, углекислого газа и атмосферных примесей.
По косвенным признакам (расположению облачных гряд, центров вихревых облачных систем и др.) делается заключение о направлении ветра, о положении циклонов, фронтов, ложбин. Возможность одновременного обзора (фотографирования) облачности на больших территориях со спутников позволила выявить многие ранее неизвестные особенности строения облачных систем— спиралеобразную структуру облачных образований в циклонах, системы конвективных облаков в тропической зоне, мсзомасштабные облачные образования (ячейки и гряды). Анализ облачных снимков дал возможность уточнить или заново получить ряд количественных характеристик облаков, прежде всего их горизонтальные размеры.
В атмосфере наблюдаются движения различного масштаба: масштаб А — движения с характерным горизонтальным масштабом Ь порядка тысяч километров; масштаб  — движения с 7. порядка сотен километров; масштаб С вЂ” движения с Ь от 10 до 100 км; масштаб П вЂ” движения с Е от сотен метров до нескольких километров. Масштаб А принято называть синоптическим,  — субсиноптическим, С вЂ” мезомасштабом, Р— микродаасштабом. Наиболее отчетливо масштаб движения проявляется в облачных полях соответствующего характерного размера.
С движением масштаба А связано образование облачных систем ложбин, являющихся составной частью длинных волн, и циклонов; масштаба В— образование фронтальных облаков; масштаба С вЂ” мезомасштабных облаков типа ячеек и гряд; масштаба П вЂ” образование конвективных и волнистообразных облаков. Основные сведения об облаках масштабов С и 11 приведены в п. 2 настоящей главы. Поэтому остановимся здесь на описании облачных систем масштабов А и В. Облака Уже первые фотографии облачного покрова, полученные с помощью спутников, показали, что облачные системы имеют, как правило, вихревую структуру: облачная система состоит из нескольких спиралевидных полос, сходящихся в точке вблизи центра циклона. Совместный анализ фотографий облачных полей и синоптических карт позволил установить, что вихревая структура облачности наблюдается преимущественно в циклонах (в 83 % случаев).
В оставшихся !7 о)о случаев, хотя циклон вблизи земной поверхности и отсутствовал, отмечались высотные ложбины и циклоны, а также заполнившиеся циклоны, в которых облачный вихрь сохранялся сутки и более. Тот же анализ показал, что центры облачного вихря и приземного циклона в 82 % случаев удалены не более чем на 200 км, в 12 % случаев — на 200 — 400 км и в 6% случаев — на 400 — 600 км. В синоптической метеорологии весь период развития циклона принято делить на четыре стадии: начальную (или волновую), молодого циклона, максимального развития и заполнения.
Каждой из этих стадий присущи некоторые особенности строения облачной системы. В начальной стадии фронтальная облачная полоса несколько прогибается в сторону холодного воздуха. К моменту окончания стадии молодого циклона облачность у вершины волны уплотняется — начинается формирование центральной части вихря. В последующем, в стадии максимального развития, облачная полоса приобретает спиралевидный характер, при этом, чем глубже циклон и больше период его жизни, тем больше витков вокруг центра делает облачная спираль.
В стадии заполнения облачность разрушается и сохраняется лишь в центральной части циклона (гряды конвективцой облачности), а также на его периферии. Анализ полей облачности, снятой со спутников, позволил обнаружить одну характерную особенность развития циклона. После исчезновения циклона как у земной поверхности, так и на высотах облачный вихрь продолжает существовать в течение 1 — 1,5сут. Такой вихрь принято называть облачным следом циклона. Этот опытный факт служит косвенным подтверждением развитой в п.З теории, согласно которой облачность формируется за время, колеблющееся от нескольких до десятков часов, В течение такого же интервала времени существующая облачность постепенно рассеивается после того, как исчезают факторы, способствующие сохранению восходящих вертикальных движений (таким основным фактором служит циклоническое движение).
Следует обратить внимание на то, что в тыловой части циклона (за холодным фронтом) нередко образуются, особенно над водной поверхностью, вторичные облачные вихри сравнительно небольшого размера (обычно ЗООХ500 км). В таких вихрях создаются благоприятные условия для развития конвекцип — болыпие вертикальные градиенты температуры, увлажнение воздуха от под- Облака, тунанн ы акалкы Облака стилающей поверхности, восходящие движения. Наблюдения показывают, что в области вторичных облачных вихрей конвекция распространяется до высоты 4 — 5 км, а иногда и до тропопаузы, в то время как в холодном воздухе конвекцня развивается лишь в нижних 1,5 — 2 км.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
