Прогноз возникновения и перемещения циклонов и антициклонов, эволюции и перемещения фронтов

При составлении прогноза возникновения новых циклонов и антициклонов приходится решать следующие задачи: предсказывать факт возникновения, указывать район появления нового образования. Возникновение нового циклона (или анти­циклона) сопровождается значительными изменениями бари­ческого и ветрового полей. Верным признаком начавшегося процесса циклогенеза можно считать появление волны на фронте. Волну следует ожи­дать там, где наблюдаются отрицательные барические тенденции с обеих сторон фронта, или там, где вблизи фронта на фоне положительных тенден­ций (или слабых отрицательных) имеется очаг значительного падения давления. Если на фотографии обнаруживается значитель­ное поле перисто-слоистых облаков за холодным фронтом или на холодной стороне стационарного фронта, то в данном месте следует ожидать появления волны на фронте. Хорошим признаком является распределение адвекции. Поскольку возможность появления волны не является достаточным признаком для прогноза воз­никновения циклона. В первую очередь рассматривается характер фронта. При оценке возможности циклонообразования следует обращать внимание на структуру термобарического поля. Чем больше положительное значение                или отрицактельное значение t, тем больше вероятность образования циклона. Возникновение или усиление терми­ческого гребня в слое ниже 500 или 700 мбар способствует возник­новению циклона у поверхности земли и наоборот. Определенную роль в развитии волнового возмущения играет изменение ветра с высотой над вершиной волны. Можно использовать геострофический ветер или просто градиент геопотенциала Н_п Существование области падения давления вблизи вершины волны, а тем более усиление падения давления в ней говорит о процессе развития волны в циклон. О возможности и быстроте развития циклона можно судить по характеру приземного барического поля. Чаще всего циклоны обра­зуются на осях сильно вытянутых ложбин, в тех местах, где вдоль оси расстояние между изобарами наибольшее. Заблаговременность предсказания возникновения циклона составляет 12—15 часов. Антициклоны у поверхности земли возникают под зоной больших контрастов температуры за линией фронта в холодной воздушной массе. Как и в случае циклогенеза, здесь существенную роль играет неодинаковая адвекция. Преобладание адвекции тепла в тылу воз­никающего антициклонического вихря над адвекцией холода в его передней части — хороший признак активного антициклогенеза. Антициклоны, так же как и циклоны, легче и быстрее образуются в безградиентном или малоградиентном барическом поле.

Вторая задача — предсказание района появле­ния нового циклона (или антициклона) — ча­стично решается в процессе решения первой задачи. Любое ново­образование, возникнув, довольно быстро перемещается. Новообразование, будучи низким, смещается вдоль потока на уровне 700 или 500 мбар. принято считать, что волна (ядро) движется вдоль изогипс карт АТ₇₀₀ или АТ₅₀₍| со скоростью, равной 0,8 или 0,6 от скорости геострофического ветра над центром возмущения на этих уровнях.

Под эволюцией фронтов понимают изменение условий погоды в зоне фронта, происходящее в результате их обострения или раз­мывания. Обострение фронта ведет к ухудшению погоды, размыва­ние — к улучшению. Наипростейший прием прогноза эволюции фронта состоит в про­слеживании на синоптических картах условий погоды от одного срока наблюдений к другому. Такой прием может дать положительные результаты только при прогнозах на очень малые сроки (3—6 часов). Используя его, нельзя забывать, что на холодных фронтах, особенно холодных фронтах окклюзии, летом имеет место суточный ход погоды. Контраст температуры. Увеличение контраста температуры способствует обострению фронта, его уменьшение должно приводить к размыванию фронта. Вместе с тем увеличение кон­трастов температуры может дать противоположный эффект. Следует отметить, что фронты, смещающиеся с океана на ма­терик и обратно, размываются (обостряются) в поле температуры только в нижних слоях, наверху же контрасты температуры, как правило, сохраняются.

Наклон фронтальной поверхности. Чем круче наклонена фронтальная поверхность, тем больше при прочих рав­ных условиях вертикальная составляющая движения воздуха на фронте. Изменение угла наклона фронтальной поверхности со време­нем зависит от распределения ветра с высотой. Прогноз изменения угла наклона дается на основании данных об изменении барического поля и ветра с высотой в зоне фронта в исходный момент и по данным прогностических карт на срок прогноза. Рекомендуется также учитывать изменение условий на подстилающей поверхности. Профиль ложбины(КЛ). Профиль ложбины определяет кон­вергенцию воздушных потоков в нижних слоях атмосферы в зоне фронта. Чем больше конвергенция, тем больше восходящие движения и тем активнее процессы образования облаков и осадков. Одним из способов прогноза КЛ является экстраполяция, когда сравниваются значения КЛ, вычисленные по исходной и предыдущей картам погоды, и предполагается, что происходящий процесс изме­нения КЛ сохранится и на срок прогноза.Прогнозируя эволюцию условий погоды на фронте следует учитывать возможные изменения влажно­сти воздуха по обе стороны фронта, особенно в теплой воздушной массе. Можно рекомендовать правило: движение фронта в сторону бо­лее влажной подстилающей поверхности увеличивает его активность, а в сторону более сухой — уменьшает.

Иногда при заполнении ложбины осадки на фронтах не прекращаются, а, наобо­рот, усиливаются, переходя из обложных в ливневые. Происходит это в тех случаях, когда воздух в зоне фронта влажнонеустойчив. Перемещение атмосферных фронтов тесным образом связано с ат­мосферной циркуляцией, с состоянием барического поля. Поэтому прогноз поля давления, т. е. прогноз перемещения и эволюции цик­лонов и антициклонов, должен обязательно предшествовать прог­нозу перемещения фронта.При определении будущего положения фронта необходимо учи­тывать, что скорость фронта уменьшается с приближением к мало­подвижному циклону, при углублении ложбины. Наконец, фронт может сменить знак, т. е. из холодного превратиться в теп­лый и наоборот.

Для прогноза перемещения фронта часто используется карта АТ₇₀₀, причем перемещение фронта за интересующий промежуток времени определяется по правилу ведущего потока с коэффициентом переноса k = 0,8.