Циклоны — области по преимуществу пасмурной погоды с осадками, антициклоны — ясной сухой погоды. Как мы уже знаем, в самом нижнем слое атмосферы ветры дуют под углом к изобарам и воздух оттекает от высокого давления к низкому. Он стекается к центру циклона и здесь поднимается. В антициклоне наоборот: внизу воздух растекается от центра наибольшего давления, а на его место сверху опускается воздух, стекающийся наверху. Когда воздух в циклоне поднимается и оказывается под меньшим давлением атмосферы, он расширяется и температура его понижается. С понижением температуры водяной пар, содержащийся в воздухе, начинает конденсироваться, т. е. переходить в воду. В воздухе появляются мелкие водяные капли, образующие облака. В антициклоне при опускании воздух сжимается и нагревается, а все облачные капли испаряются. Такова основная причина различной погоды в циклонах и антициклонах.
Но неправильно было бы думать, что во всей области циклона небо сплошь затянуто облаками и идут непрерывные дожди. Если посмотреть на циклон сверху, из космического пространства (а такие фотоснимки уже имеются), то окажется, что облачность в его зоне распределяется преимущественно в виде вытянутых полос, которые сходятся в центральной части циклона.
Положение поверхности фронта в атмосфере. Черная стрелка показывает направление движения холодного воздуха, светлая — теплого.
Теплый фронт в разрезе.
Длина этих полос достигает тысяч, а ширина — сотен километров. Распределение облаков показывает, что воздух подымается не во всей области циклона, а в сравнительно узких его зонах. Эти зоны имеют особое значение для формирования погоды. Они не случайно называются атмосферными фронтами, так как, подобно военным фронтам, изображаются на карте погоды линией. Вдоль такой линии наблюдается резкий контраст температуры — здесь у земли непосредственно рядом находятся области как теплого, так и холодного воздуха. Выше от земли граница между теплым и холодным воздухом представляет почти горизонтальную поверхность, наклоненную под очень малым углом к земной поверхности: холодный воздух в виде клина расположен под этой поверхностью, а теплый воздух — над ней. Там, где фронтальная поверхность опускается до земли, находится линия фронта.
Фронт может оставаться неподвижным только при одном условии: если массы теплого и холодного воздуха текут, как бы скользя вдоль его поверхности, либо в одном и том же, либо в противоположных направлениях. Если воздушный поток направлен от теплого воздуха к холодному, то фронт перемещается в этом направлении, теплый воздух вытесняет и заменяет холодный. Такой фронт называется теплым, так как он приносит с собой всегда потепление. Теплый воздух движется быстрее холодного и вынужден восходить вверх по наклонной фронтальной поверхности; он как бы взбирается на спину отступающего холодного воздуха. Восходящий воздух охлаждается, в нем образуется целая система облаков, из которых в зоне шириной до 300—400 км выпадает дождь или снег. Характерная особенность этих облаков — они очень однородны, напоминают пелену и только в зоне осадков под ними образуются
низкие разорванные облака плохой погоды. Теплый фронт дает наиболее устойчивую и продолжительную ненастную погоду, так как ширина зоны его осадков наиболее велика.
Наблюдали ли вы когда-нибудь, как приходит ненастье? Стоит ясный день, и вот у самого горизонта появляются малозаметные тонкие перистые облака. Они постепенно распространяются по всему небу. Солнце светит почти по-прежнему ярко, а небо остается голубым, хотя и утратило немного чистоту своей окраски. Вслед за перистыми облаками надвигается прозрачная вуаль перисто-слоистых облаков, солнце продолжает светить, но небо стало белесоватым. Вуаль уплотняется, солнце светит как сквозь масляную бумагу, небо белое и у горизонта даже сероватое: это — высокослоистая облачность, поверхность фронта над нами опустилась еще ниже. Теперь уже самый ненаблюдательный человек заметит, что погода ухудшается. Но вот падают первые редкие капли дождя. Солнце скрывается за ровной серой пеленой облаков. Дождь усиливается; под пеленой слоисто-дождевых облаков несутся обрывки и клубы низких разорванно-дождевых облаков. Дождь идет несколько часов, а затем прекращается, воздух теплеет: теплый фронт прошел.
Если воздушный поток направлен от холодного воздуха к теплому, то, наоборот, холодный воздух вытесняет теплый. Такой фронт приносит похолодание и называется холодным. Отставание нижних слоев воздуха от верхних под влиянием трения о земную поверхность приводит к тому, что фронт «выпячивается» вперед и верхние слои обрушиваются вниз: холодный фронт приобретает форму катящегося вала. Вытесняемый прямо вверх теплый воздух быстро поднимается и образует гряду темных туч — кучево-дождевых облаков, из которых летом выпадают грозовые ливни, иногда с градом, зимой — шквалистый снегопад. Над более высокими частями фронтальной поверхности теплый воздух поднимается более плавно: здесь часто образуются облака и осадки, похожие на облака ненастья и обложные осадки теплого фронта.
Холодный фронт в разрезе.
Холодный фронт не предупреждает о своем приходе в отличие от теплого. Редко, когда перед ним образуются высококучевые облака в виде хлопьев или зерен чечевицы. Обычно на горизонте появляется сплошная гряда темных туч с белоснежными вершинами. Эта гряда быстро приближается, протягиваясь от одного края небосвода до другого. Становится видной нижняя рваная поверхность этой гряды, за которой виднеется сливающаяся темная стена дождя. Удары грома, молнии, порывы ветра, и ливень с градом забарабанил по крышам. Дождь становится обложным, потом постепенно ослабевает, прекращается, облачность разрывается. Быстро холодает: холодный фронт прошел.
Наиболее резко фронты выражены в циклонах, так как здесь нижние стекающиеся потоки сближают холодные и теплые массы воздуха, увеличивают температурные различия между ними. В антициклонах, наоборот, растекающиеся потоки ослабляют температурные
контрасты, и поэтому фронты почти никогда не проходят через центры антициклонов.
Циклоны с фронтами и антициклоны непрерывно возникают в атмосфере, переносятся общим воздушным потоком (преимущественно с запада на восток), исчезают и возникают вновь. Они-то и определяют капризную изменчивость погоды, о которой говорилось в начале этой статьи. Иногда в течение целого месяца или даже сезона через какую-нибудь область непрерывно один за другим движутся циклоны с фронтами, выпадают осадки, стоит ненастная погода. Потом наступает период преобладания антициклонов и устанавливается ясная сухая погода.
Заблаговременное предсказание погоды — пока главное средство преодолевать вредное ее влияние на нашу жизнь и народное хозяйство. Но недалеко то время, когда мы сможем частично изменять погоду. Уже сейчас на небольших территориях удается рассеивать облака или вызывать из них осадки. Нужно надеяться, что упорная работа ученых подготовит новую эру, когда погода будет подчинена человеку.
