Cyclone qui se produit à l'avant, c'est-à-dire à la frontière de deux masses d'air. La grande majorité des cyclones mobiles des latitudes extratropicales, et apparemment la plupart des cyclones tropicaux (sinon tous) appartiennent au F.C. Il existe différentes étapes dans le développement du F.C. : un cyclone ondulatoire, un jeune cyclone, un cyclone occlus. L'occlusion est le processus de transition d'un cyclone frontal du stade d'un jeune cyclone avec un secteur chaud près de la surface de la terre au stade final ultérieur - un cyclone occlus. L'occlusion consiste en la fermeture d'un front froid d'un cyclone avec un front chaud plus lent. Dans le même temps, le secteur chaud près de la surface de la Terre est éliminé et l'air chaud est de plus en plus déplacé par l'air froid dans les couches supérieures de la troposphère. L'occlusion est associée à une augmentation de la puissance verticale du cyclone (à partir de la moyenne, elle devient élevée), à une diminution de la vitesse de son mouvement vers l'avant et à une atténuation ultérieure due à l'élimination des contrastes de température et à une diminution de l'énergie labile. Un cyclone occlus est un cyclone frontal au stade final de développement, résultant du processus d'occlusion, est un système barique élevé relativement inactif avec une inclinaison d'axe raide. La raison de l'apparition de cyclones thermiques est, par exemple, un réchauffement inégal de la surface sous-jacente et la formation de mouvements d'air ascendants locaux stables sur des zones relativement vastes dans un rayon de 100 à 200 km, ainsi que l'apparition de zones locales de la chute de pression. Une circulation cyclonique fermée apparaît facilement dans un champ barique à faible gradient. Dans des conditions favorables, lorsqu'un front pénètre dans le système d'un tel cyclone, il peut se développer davantage et se transformer en un cyclone frontal ordinaire. Du moment de l'apparition au stade du plus grand développement d'un cyclone, la pression en son centre diminue. Le taux de chute de pression par unité de distance, ou le gradient de pression horizontal, augmente et les vents augmentent, souvent jusqu'aux coups de vent. Les fronts atmosphériques s'aggravent, les précipitations sont les plus intenses. Ensuite, le cyclone s'affaiblit et se remplit, c'est-à-dire que la pression en son centre augmente, les vents s'affaiblissent, les fronts sont emportés, les précipitations diminuent et s'arrêtent progressivement. Au centre des cyclones situés au-dessus de l'Europe, la pression est souvent de 990 à 1000 mb (millibar est une unité de pression atmosphérique, exprimée en unités de force - dynes. 1 mb = 1000 dynes / cm2, 1 mb == 0,75 mm Hg. La pression d'art 990-1000 mb correspond à 742-750 mm Hg Parfois, elle tombe à 940-950 mb. Dans de tels cyclones, le vent atteint une force destructrice.

Formation de fronts d'occlusion

Les fronts complexes (complexes) sont formés par la fusion des fronts froids et chauds lors de l'occlusion du cyclone. Trois masses d'air sont impliquées dans la formation du front d'occlusion - chaudes et deux froides. Dans le cas où la masse d'air froid derrière le front froid est plus chaude que la masse froide devant le front, elle, déplaçant l'air chaud vers le haut, s'écoulera simultanément sur le front, la masse plus froide. Un tel front est appelé front chaud d'occlusion. Inversement, si la masse d'air derrière le front froid est plus froide que la masse d'air devant le front chaud, alors cet air circulera sous la masse d'air chaud et froid avant (relativement chaud). Le front résultant est appelé front d'occlusion froide.

Les fronts d'occlusion passent par trois étapes dans leur développement. Des conditions météorologiques particulièrement difficiles sur les fronts sont observées au moment de la fusion des fronts chauds et froids. Le système nuageux est une combinaison complexe de nuages caractéristiques des fronts chauds et froids. Les précipitations pré-frontales des nimbostratus et des cumulonimbus se transforment en averses directement dans la zone avant. La direction et la vitesse du vent lors du passage des fronts d'occlusion évoluent de la même manière que sur les fronts simples. Au fil du temps, l'air chaud est déplacé vers le haut et le front d'occlusion s'érode progressivement, l'épaisseur verticale du système nuageux diminue et des lacunes apparaissent dans la couverture nuageuse. Dans le même temps, la nébulosité des nimbostratus se transforme progressivement en stratus, les altostratus en altocumulus et les cirrostratus, à leur tour, en cirrocumulus. Ce réarrangement des systèmes nuageux conduit à l'arrêt des précipitations.

Régénération cyclonique

Approfondissement secondaire d'un cyclone qui a déjà commencé à se remplir (après occlusion) ; accompagnée d'une augmentation de la vitesse du mouvement de translation du cyclone. Le R.C. est le plus souvent le résultat de l'introduction d'une masse fraîche d'air froid dans la zone du cyclone et du renforcement ou de la réapparition du contraste de température dans la zone du cyclone. Un tel processus se produit lorsqu'un cyclone à front polaire occlus s'approche du front arctique. Moins souvent, R. Ts. se produit lorsqu'une masse d'air chaud est introduite dans la zone du cyclone. R. C. est également possible à la suite du passage d'un cyclone de la terre à la mer, où le frottement dans les couches d'air superficielles est moindre, et à la suite d'une augmentation de l'instabilité de la stratification des masses d'air dans un cyclope; lorsque deux cyclones fusionnent, il est également possible de former une perturbation plus profonde que chacun des cyclones fusionnés.

Conditions météorologiques dans les cyclones

Les cyclones frontaux ont 4 stades de développement : 1. Origine (dépression). Selon les statistiques, seule une dépression sur dix se transforme en cyclone frontal. 2. Jeune cyclone 3. Cyclone occlus (stade d'occlusion) c'est à ce stade que le vent dans le cyclone atteint sa force maximale 4. Stade de remplissage, le cyclone est étiré au maximum en longueur

La principale condition d'émergence d'un cyclone frontal est la proximité de masses d'air aux propriétés opposées : froid et chaud, humide et sec.

Comme on l'a vu plus haut, la frontière entre l'air froid provenant des latitudes tempérées et l'air relativement chaud des latitudes inférieures est appelée front des latitudes tempérées ou front polaire. Ce front polaire est assez large. Avec de petites lacunes, il encercle la planète entière. C'est sur ce front polaire que se forment les dépressions des latitudes tempérées (Fig. 2).

Figure 2.- Occurrence d'un cyclone.

La formation (origine) des dépressions est facilitée par une grande différence de température entre les masses d'air chaud et froid. Sous ces latitudes, comme on le sait, le transfert ouest prédomine. Pour qu'un cyclone se forme sur le front polaire, l'air chaud doit se déplacer vers l'est plus rapidement que l'air froid. En règle générale, ces dépressions commencent par de petites perturbations ondulatoires sur la surface frontale. Dès qu'une vague apparaît, l'air chaud se précipite vers le nord et l'air froid vers le sud. Un tourbillon se produit. L'air chaud s'élève lentement au-dessus d'un coin d'air froid sur un front chaud; air froid coincé (fuite) sous l'air chaud au niveau du front froid. Il commence à la surface de la Terre et se propage progressivement vers le haut. En même temps, il y a une chute de pression au centre ; en d'autres termes, la dépression s'aggrave.

Le front froid se déplace plus vite que le front chaud. Les fronts se tordent et se confondent. C'est ce qu'on appelle l'occlusion (Fig. 3).

Figure 3.- Développement de l'occlusion.

Devant le front d'occlusion, il y a de l'air froid qui était devant le front chaud, derrière le front d'occlusion se trouve de l'air froid, qui était auparavant derrière le front froid. L'air chaud est poussé vers le haut. Au niveau de la Terre, la différence de température entre les masses d'air diminue et, comme l'air est froid, la pression augmente.

Un front d'occlusion tourbillonnant, une longue bande de front froid avec des cumulus denses, une courte section d'un front chaud avec une large zone de stratus se distinguent clairement ; espaces sans nuages derrière un front froid.

Dans le cas général, pour tous les cyclones, on distingue conditionnellement :

1) stade d'occurrence– depuis le début de l'apparition des signes d'émergence d'une circulation cyclonique fermée, jusqu'à la première isobare fermée. Cette étape dure généralement moins de 12 heures ;

2) jeune stade de cyclone(étape rainures) - à partir du moment de l'apparition de la première isobare fermée sur la carte synoptique de surface jusqu'au moment de la fin de l'approfondissement intensif. Cela dure environ deux jours;

3) stade de développement maximal- la pression au centre du cyclone change légèrement, commence occlusion;

4) étape de remplissage– du moment de l'augmentation intense de la pression au centre du cyclone à la disparition de la circulation cyclonique fermée près de la surface terrestre. Les deux dernières étapes durent généralement 3-4 jours.

Pour les cyclones frontaux, on distingue les étapes suivantes :

1) scène de vague- le même que le stade d'occurrence ;

2) jeune stade de cyclone– avant le début du processus d'occlusion ;

3) stade d'occlusion– du début de l'occlusion à la disparition du cyclone. Cette étape pour les cyclones non frontaux comprend l'étape de développement maximal et l'étape de remplissage.

série de cyclones.

Le nombre de dépressions dans la famille varie, mais le plus souvent il est de quatre. Tous les cyclones sont à différents stades de développement. La première occlusion, tandis que la seconde ne peut qu'être naissante. Les cyclones sont généralement séparés par des crêtes de haute pression qui offrent de brèves périodes de temps clair entre de longues périodes de précipitations. Cette famille est complétée par un anticyclone dans les régions subtropicales.

Le premier cyclone de la chaîne suivante se forme beaucoup plus au nord, sur le front polaire restauré.

Régénération cyclonique.

Parfois, le début de remplissage du cyclone est remplacé par son nouvel approfondissement. plus largement sous régénération tout fort renforcement d'un cyclone (semblable à un anticyclone) est compris.

La régénération cyclonique se produit :

1) lorsqu'un nouveau front principal entre dans le système d'un cyclone existant ;

2) lorsqu'un nouveau centre se développe près du centre d'un cyclone existant avec leur fusion ultérieure ou lorsque l'ancien se remplit rapidement.

Dans le premier comme dans le second cas, l'invasion d'une nouvelle portion d'air froid à l'arrière du cyclone est obligatoire. Dans certains cas, les processus de régénération se produisent à plusieurs reprises, ce qui soutient l'existence à long terme de vastes cyclones à faible mobilité, qui perturbent le transport occidental pendant une longue période. Ils sont appelés bloquants ou centraux.

Après régénération, le cyclone suit le même chemin de développement que la formation barique nouvellement émergée, mais dans un contexte de pression plus faible. Le cyclone occlus régénéré présente les signes extérieurs d'un jeune cyclone, car il a un secteur chaud avec des conditions météorologiques caractéristiques.

Ainsi, 1) des cyclones frontaux se forment sur le front polaire (front des latitudes tempérées) à la suite de l'apparition d'une vague dessus, puis un secteur chaud avec des branches chaudes et froides du front. Quelques jours plus tard, les fronts chaud et froid fusionnent et le centre du cyclone est repoussé vers le nord. Il se trouve maintenant dans une masse froide relativement homogène. Sans énergie pour maintenir son existence, le cyclone disparaît. Cela prend environ une semaine.

2) les cyclones se succèdent généralement en série, généralement quatre. Chaque cyclone suivant est situé au sud du précédent. Le premier de la série est le plus ancien, qui est au stade de l'occlusion. La série se termine par un cyclone au stade naissant. Ils se déplacent vers l'est ou le nord-est (sud-est dans l'hémisphère sud) et se remplissent progressivement.

4. L'étape de remplissage (occlusion) du cyclone.

La phase initiale de développement d'un cyclone, qui dure environ une journée, est caractérisée par un processus allant des premiers signes d'occurrence à l'apparition de la première isobare fermée sur la carte météorologique de surface. La différence de pression entre le centre et la périphérie n'est pas supérieure à 5-10 mb. En hauteur, les tourbillons ne sont pas tracés au stade initial.

Au deuxième stade de développement, dont la durée ne dépasse généralement pas une journée, les cyclones ont déjà au moins 2 isobares fermées. Le champ thermobarique se déforme, le cyclone s'approfondit, se transforme en un puissant vortex atmosphérique avec des vitesses de vent importantes. La circulation cyclonique se propage dans les couches supérieures de l'atmosphère.

La troisième étape est caractérisée par la pression la plus basse au centre du cyclone. La durée de l'étape ne dépasse pas 12-24 heures.

Dans la dernière étape, le cyclone est rempli. A la surface de la Terre au centre du cyclone, la pression monte. Les gradients horizontaux de pression et de vitesse du vent diminuent progressivement. Cette étape est la plus longue - 4 jours ou plus.

L'expérience pratique d'un prévisionniste montre que les conditions les plus favorables au développement d'un cyclone se forment lorsque son centre de surface est situé sous la partie avant du thalweg barique de haute altitude à AT500, en présence de gradients horizontaux importants du géopotentiel (zone frontale de haute altitude). L'effet de renforcement est la divergence des isohypses avec leur courbure cyclonique des isohypses, qui diminue le long de l'écoulement. Ici se produit une raréfaction des masses d'air, ce qui provoque une chute de pression dynamique.

Avec une augmentation de la température dans la couche sus-jacente de l'atmosphère, c'est-à-dire Avec l'advection de chaleur, la pression terrestre diminue. La plus grande advection de chaleur a généralement lieu à l'avant des cyclones, où se produit la diminution de pression par advection et où se forme la zone des mouvements d'air ascendants. La plus grande advection de froid est observée derrière le front froid à l'arrière du cyclone, une montée en pression advective et où se forme une zone de mouvements d'air descendants.

L'advection (de lat. advectio delivery) en météorologie est le mouvement de l'air dans une direction horizontale et le transfert de ses propriétés avec lui : température, humidité et autres.

Stade initial du cyclone (stade de vague)

La durée de la phase initiale du cyclone depuis les premiers signes de formation barique jusqu'à l'apparition de la première isobare fermée sur la carte météorologique de surface est d'environ une journée. Lorsqu'une onde se produit à l'avant dans sa partie avant (dans le sens du mouvement), l'avant acquiert le caractère d'une chaude et à l'arrière, le caractère d'une froide. Si l'onde est instable, elle se développe davantage en cyclone, cela est dû à la formation d'une zone de basse pression et au début d'un tourbillon cyclonique du flux d'air. En raison de la perturbation ondulatoire relativement faible du front (voir Fig. 1.1), cette première étape du développement d'un cyclone est appelée l'étape ondulatoire.

Riz. 1.1. Le stade initial du développement du cyclone. Onde frontale

Lorsqu'une perturbation ondulatoire se forme, la bande nuageuse correspondant au front s'étend sur une section du front d'une longueur de plusieurs centaines de kilomètres. La dilatation est généralement observée vers l'air froid. Au fur et à mesure que l'onde se développe, la bande nuageuse se penche vers l'air froid. La courbure au sommet de la vague s'accompagne d'un épaississement des nuages. La nébulosité légère la plus puissante et la plus lumineuse sur les images est située directement au-dessus du sommet de la vague, là où les mouvements d'air ascendants sont les plus intenses. Dans la partie avant du réseau nuageux, les stratus acquièrent une structure en bande. Les bandes nuageuses coïncident avec la direction du cisaillement vertical droit du vent dans l'atmosphère moyenne. Dans l'air froid, une, deux ou plusieurs bandes nuageuses arquées peuvent parfois être observées derrière une bande relativement large de nébulosité frontale, comme si elle répétait la courbure de la bande frontale principale.
Il y a relativement peu de nuages dans l'air chaud près du front, mais des bandes nuageuses apparaissent parfois lorsqu'une vague se produit.

Le temps dans la zone d'une onde cyclonique est déterminé par la présence de fronts chauds et froids dans cette zone. Dans la zone du front chaud, des nuages nimbostratus de forte épaisseur verticale se forment. La plus grande puissance verticale de ces nuages est généralement observée près du sommet de la vague. La limite supérieure des nuages peut atteindre une hauteur de 6 à 8 km et, dans certains cas, elle est même plus élevée. L'isotherme zéro, même pendant la saison chaude, est située à l'intérieur du système nuageux, ce qui rend possible le givrage de l'avion dans la région des températures négatives dans les nuages. Devant le front chaud, des précipitations importantes tombent en large bande (en été, avec le développement des cumulonimbus, les averses ne sont pas rares), altérant fortement la visibilité. En conséquence, dans la zone d'influence d'un front chaud, des conditions de vol météorologiques difficiles sont généralement créées. Le front froid dans la région des vagues est dans la plupart des cas un front froid de 2e type avec un système de nuages et de précipitations typique de ce front, décrit dans le chapitre précédent. Une caractéristique distinctive de l'étage des vagues est qu'un tel régime météorologique est observé sur une section relativement petite du front initialement stationnaire.

Jeune stade de cyclone

Cette étape ne dure pas plus de 1 jour, généralement 12 heures.Lorsque l'onde frontale est instable, celle-ci prend le caractère d'un jeune cyclone. Dans ce cas, le front chaud se déplace de plus en plus vers la masse d'air froid, et le front froid continue de se déplacer vers le chaud. Ainsi, à ce stade de développement, un secteur chaud bien défini se forme dans le cyclone, rempli d'air chaud et séparé du reste de la partie froide du cyclone en avant par des fronts chauds et en arrière par des fronts froids.

La circulation cyclonique dans la région du jeune cyclone est déjà très bien exprimée ; dans sa partie centrale, il y a plusieurs isobares fermées. La pression au centre d'un jeune cyclone est inférieure de 10 à 20 mb à ce qu'elle était au début de son apparition.

Le centre du jeune cyclone coïncide avec le sommet du secteur chaud. A ce stade, les vitesses de vent les plus élevées sont observées dans le système cyclonique. Ce stade de développement du cyclone est caractérisé par le fait que le réseau nuageux acquiert une structure tourbillonnaire. La bande nuageuse frontale continue de se déformer. Avec son emplacement latitudinal, la section du front froid, avec le système nuageux, se plie vers le sud et, au sommet de la vague, elle s'étend vers le nord.

La nébulosité d'un jeune cyclone a une structure en rayures, les rayures en spirale vers un point, formant un vortex nuageux.

Le centre du jeune cyclone coïncide avec le sommet du secteur chaud. A ce stade, les vitesses de vent les plus élevées sont observées dans le système cyclonique.

Dans un jeune cyclone, on peut distinguer trois zones très différentes dans les conditions météorologiques.

Zone I - les parties avant et centrale du secteur froid du cyclone devant le front chaud. Dans cette zone, la nature du temps est déterminée par les propriétés du front chaud. Plus le centre du cyclone et la ligne de front sont proches, plus le système nuageux est puissant et plus les précipitations sont probables.

Zone II - la partie arrière du secteur froid du cyclone derrière le front froid. Ici, le temps est déterminé par les propriétés de la masse d'air froid. Avec une humidité suffisante et une instabilité importante, les averses tombent dans cette zone.

Zone III - le secteur chaud entre les fronts chaud et froid. En hiver, dans le secteur chaud d'un jeune cyclone, on observe des nuages continus St, Sc, et parfois des brouillards d'advection et de la bruine. En été, dans le secteur chaud du cyclone, en fonction de l'humidité de la masse d'air, on peut observer du temps nuageux, ainsi que du temps nuageux, et parfois même des orages. Pendant la journée, il y a surtout des cumulus.

Au stade de jeune cyclone, la nébulosité la plus puissante est observée au sommet d'un secteur chaud encore large. Dans le secteur chaud du cyclone, le temps nuageux prévaut. Parfois, des crêtes étroites de nuages comparativement plus brillants peuvent apparaître devant un front chaud, qui sont orientés parallèlement au bord de la nébulosité frontale. Ces crêtes indiquent la présence d'air plus instable à l'avant d'un front chaud, dans lequel des cumulus peuvent se développer en été. Dans certains cas, le tourbillon de nébulosité dans un jeune cyclone peut être tracé assez faiblement. Comme le stade d'un jeune cyclone ne dure pas longtemps, ce système nuageux ne peut pas toujours être fixé à partir d'un satellite.

On sait que le stade d'un jeune cyclone se caractérise par la présence de deux ou trois isobares fermées près de la surface de la Terre, une circulation cyclonique nettement prononcée dans les basses couches de la troposphère, et la présence d'une crête chaude à l'avant de le cyclone et un creux froid à l'arrière.

L'une des caractéristiques des précipitations est la présence de nuages fragmentés de mauvais temps (nimbus) sous des nuages denses d'altostratus ou de nimbostratus. Le début de la zone de telles précipitations coïncide avec le début de la zone de nuages de pluie fragmentés. Cela peut être établi en prenant connaissance de la situation météorologique sur la carte synoptique, où toutes les données nécessaires sont disponibles.

Des complications en vol particulièrement graves peuvent être associées à la pluie verglaçante lorsque l'aéronef est soumis à un givrage intense. Le vol à long terme dans les nuages nimbostratus présente également de sérieuses difficultés en raison de la possibilité d'un fort givrage de l'avion. À l'approche du front chaud, l'épaisseur des nuages augmente à mesure que leur limite inférieure descend progressivement. À cet égard, à l'approche d'un front chaud, le temps nécessaire pour percer les nuages et récupérer un groupe d'avions derrière les nuages augmente.

En été, la nébulosité du front chaud prend souvent un caractère d'averse, qui est associé à de fortes pluies et à une activité orageuse.

Stade de développement maximal du cyclone

Au troisième stade de développement, ou station de développement maximal, le cyclone à la surface de la Terre atteint sa plus grande profondeur, après quoi il commence à se remplir. La durée de l'étape est de 12 heures à une journée. Les températures sur les parties arrière et centrale du cyclone diminuent.

Au stade de développement maximal, des changements très importants et rapides de la structure se produisent avec le système nuageux cyclonique. Il acquiert une forme en spirale prononcée. Dans la partie centrale, les spirales nuageuses associées aux fronts chauds et froids fusionnent en une seule spirale avec un puissant système nuageux, se tordant vers le centre d'un cyclone de haute altitude.

Le champ de pression de surface dans un cyclone est caractérisé par un grand nombre d'isobares fermées et des gradients bariques importants. Il y a une fermeture des fronts chaud et froid - l'occlusion du cyclone. Le secteur chaud du cyclone est considérablement réduit.

cyclone au stade de développement maximal cyclone : début d'occlusion

Dans la vie d'un cyclone et d'un anticyclone, on distingue plusieurs stades de développement :
1) la phase initiale (la phase d'occurrence),
2) le stade d'un jeune cyclone (anticyclone),
3) le stade de développement maximal,
4) étape de remplissage du cyclone ou de destruction de l'anticyclone

La phase initiale, d'une durée d'environ une journée, est caractérisée par un processus allant des premiers signes de formation barique à l'apparition de la première isobare fermée sur la carte météorologique de surface. La différence de pression entre le centre et la périphérie n'est pas supérieure à 5-10 mb. En hauteur, les tourbillons ne sont pas tracés au stade initial.

Au deuxième stade de développement, dont la durée ne dépasse généralement pas une journée, les formations bariques ont déjà au moins 2 isobares fermées. Le champ thermobarique se déforme, le cyclone s'approfondit, l'anticyclone s'intensifie, se transformant en un puissant vortex atmosphérique avec des vitesses de vent importantes. La circulation cyclonique se propage dans les couches supérieures de l'atmosphère.

La troisième étape est caractérisée par la pression la plus basse (la plus élevée) au centre du cyclone. La durée de l'étape ne dépasse pas 12-24 heures.

Dans la dernière étape, le cyclone (anticyclone) est rempli (détruit). Près de la surface de la Terre, au centre du cyclone, la pression monte, et au centre de l'anticyclone, elle diminue. Les gradients horizontaux de pression et de vitesse du vent diminuent progressivement. Cette étape est la plus longue - 4 jours ou plus.

À chaque stade de développement, le cyclone a une structure tridimensionnelle particulière et chaque stade se distingue par les particularités météorologiques.

Habituellement, le passage d'un cyclone est associé à des intempéries avec de la pluie et des vents violents. Mais un cyclone est constitué de plusieurs masses d'air hétérogènes qui diffèrent par leurs caractéristiques météorologiques. Il peut y avoir à la fois un temps pluvieux et ensoleillé dans un cyclone, selon les propriétés des masses d'air dans ses parties avant et arrière.

Les pluies associées aux systèmes cycloniques irriguent les terres pendant la période chaude, et en hiver la couverture neigeuse protège les cultures du gel. D'autre part, les cyclones sont à l'origine de phénomènes météorologiques dangereux, qui entraînent de grandes catastrophes. Par exemple, les vagues de tempête résultant de vents violents sont dangereuses pour les navires et détruisent les installations portuaires.

Les vents violents de travers et de tangage et de lacet du navire entraînent une perte de vitesse, limitent le confort des conditions de vie des marins et des pêcheurs, créent une menace certaine pour la sécurité du navire et rendent difficile la réalisation des opérations de production.

Un danger spécifique pour les opérations maritimes est le givrage, dont la probabilité et l'intensité sont augmentées par des vents forts et orageux et de hautes vagues. De manière écrasante, la probabilité de givrage dans la partie arrière d'un cyclone bien développé est la plus élevée pendant l'advection d'air froid, qui s'accompagne de vents forts principalement des directions nord-ouest et nord. La zone de givrage est située à l'arrière du cyclone à une certaine distance du front atmosphérique froid, où les basses températures de l'air ont lieu et les vagues se développent bien.

Les précipitations abondantes tombant pendant la période de maturation des grains ou pendant la récolte sont néfastes pour l'agriculture, les congères perturbent le fonctionnement normal de tous les modes de transport.

Dans le processus de développement classique, un cyclone se transforme généralement en une formation barique haute et peu mobile avec un axe quasi vertical. La durée de chaque étape varie de quelques heures à plusieurs jours. Les premiers stades de développement des cyclones sont les moins longs.

L'apparition d'une onde sur un front quasi-stationnaire (ou sur un front qui n'a pas de stricte stationnarité) s'accompagne d'une déformation du champ thermobarique de la troposphère. L'air chaud a tendance à se déplacer en direction de l'air froid, la pression au sommet de la vague commence à diminuer, ce qui contribue au développement de la circulation cyclonique ici.

À l'arrière de la vague, une composante de vent apparaît, dirigée de l'air froid vers l'air chaud - cette section de la vague devient froide. Une crête thermique se forme devant la vague et un creux thermique se forme à l'arrière. Des isobares fermées apparaissent près de la surface de la Terre.

La restructuration du champ thermobarique s'accompagne d'une modification des composantes verticales des mouvements de l'air et, par conséquent, de la transformation de l'onde nuageuse frontale. En avant de la vague, à la suite du glissement ascendant de l'air chaud, de puissants nuages en couches de Ns-As-Cs se forment.

Si dans un premier temps une bande de précipitations a été observée le long du front principal, associée à la convergence des frottements ou au fait que le front n'avait pas une stricte stationnarité, mais était par exemple froid sur toute sa longueur, alors avec le développement du vague, la bande nuageuse s'élargit, les précipitations deviennent plus actives, prenant un caractère continu.

Sous l'effet de la convection dynamique et thermique, des cumulus se forment à l'arrière de l'onde.

Au fur et à mesure que le cyclone se développe, la déformation de la bande nuageuse frontale augmente et le cyclone passe à l'étape suivante, un jeune cyclone.

Aux premiers stades d'un cyclone, trois zones peuvent être conventionnellement distinguées, différant par leurs caractéristiques météorologiques:
1) l'avant du cyclone,
2) secteur chaud du cyclone,
3) partie arrière du cyclone.

Le temps à l'avant du cyclone se forme sous l'influence d'un front chaud, qui est une limite arrière conditionnelle de cette zone.

Lorsqu'un système nuageux typique d'un front chaud (nuage glissant vers le haut), qui a une distribution horizontale de milliers de kilomètres, s'approche, à une distance de 900-1000 km de la ligne de front chaud de surface, l'observateur fixe une bande nuageuse de des cirrus transparents (Ci) accompagnés de cirrostratus.

Les cirrus sont caractéristiques du bord d'attaque d'un système nuageux à front chaud. Ces nuages sont à des altitudes de 6 à 8 km. Les cirrus brillent bien à travers le Soleil, la Lune, les étoiles. Ils ont la forme de fils parallèles, accrochés (Ci uncinus) Constitués de cristaux de glace.

Les cirrostratus représentent un voile uniforme blanc transparent qui couvre tout le ciel et donne souvent des phénomènes de halo près du Soleil ou de la Lune.

A l'approche d'un front chaud à une distance d'environ 600 km de celui-ci, les cirrus et cirrostratus sont remplacés par des nuages translucides fortement stratifiés (As trans.) et denses fortement stratifiés (As op.).

Les nuages translucides Altostratus ont l'apparence d'une couverture nuageuse uniforme grisâtre ou bleutée, d'aspect parfois un peu fibreux, enveloppant progressivement tout le ciel. Le soleil et la lune brillent à travers la couche nuageuse comme à travers du verre dépoli. Dense hautement stratifié - une couverture grise uniforme, souvent de densité inhomogène. Le soleil et la lune ne brillent pas.

Ces nuages aux latitudes tempérées sont observés à des altitudes de 2 à 7 km. Leur épaisseur verticale atteint plusieurs kilomètres. La bande nuageuse a une largeur d'environ 300 km. Ils sont constitués d'un mélange de gouttelettes et de cristaux surfondus et donnent des précipitations sous forme de bandes d'automne qui peuvent atteindre la surface de la terre en hiver. En été, les précipitations d'As n'atteignent pas la surface de la Terre, s'évaporant en se déplaçant à travers les couches d'air chaud sous les nuages (précipitations pseudo-bruines).

Sous les nuages altostratus se trouvent des nuages nimbostratus denses (Ns), étroitement adjacents au front chaud. Ns sont similaires en apparence à As, mais de couleur plus foncée.

Près du centre du cyclone, où l'on observe la plus grande épaisseur de nuages, le système nuageux As-Ns a une largeur d'environ 500 à 600 km.

Habituellement, les nuages Ns couvrent tout le ciel sans lacunes. La zone Ns s'étend sur 300 km de largeur. De fortes précipitations tombent de Ns.

L'essentiel des Ns aux latitudes tempérées se situe entre 2 et 7 km, cependant, leur base est souvent inférieure à 2 km, et la limite supérieure peut atteindre 8 km.

Certains Ns sont rarement observés - généralement des nuages de pluie fragmentés se forment sous eux (nb Fr. - Le terme Fr nb. fait référence à des cumulus brisés ou à des stratus brisés s'ils sont observés sous une couche de nuages nimbostratus d'où tombent les précipitations).

Si le profil du front chaud est doux dans la couche limite, le système nuageux principal et la zone de précipitations abondantes peuvent être déplacés vers l'avant depuis la ligne de front.

En été, pendant la journée, les mouvements ascendants près de la ligne de front chaude acquièrent parfois le caractère de convectifs, et des nuages convectifs peuvent être observés dans la nébulosité préfrontale, les précipitations se transformant en averses, souvent accompagnées d'orages.

A une vitesse de front chaud d'environ 30 km/h, la durée de passage du système nuageux de front chaud à travers la pointe est en moyenne d'environ une journée, dont environ 10 heures pour la zone de précipitations importantes.

Il y a une chute de pression à l'avant du cyclone, qui augmente à l'approche du front chaud.

Le vent devant le cyclone, se déplaçant généralement d'ouest en est, a une direction majoritairement sud-est.

Le temps dans le secteur chaud du cyclone est caractérisé par l'arrêt des précipitations de Ns, une augmentation de la température de l'air et un virage du vent du sud-est au sud-ouest. Après le passage du front, on observe un affaiblissement important de la perte de charge, qui se termine par sa croissance derrière le front froid, qui est la limite arrière du secteur chaud.

En été, avec une nébulosité importante dans le secteur chaud, la température de l'air peut ne pas différer sensiblement de la température de l'air à l'avant du front chaud. Parfois, dans le secteur chaud, des températures de l'air plus basses peuvent être observées que dans la masse d'air à l'avant du front chaud (masquage du front chaud).

La masse d'air du secteur chaud est majoritairement humide et stable. Ici, des nuages de convection dynamique peuvent apparaître - stratifiés et stratocumulus (St, Sc). Les nuages brumeux stratifiés (St neb.) peuvent être situés si bas qu'ils recouvrent le sommet d'objets terrestres hauts et ressemblent au brouillard. Souvent dans le secteur chaud, on observe des brouillards d'advection, accompagnés de vents forts.

Si la convection dynamique n'est pas suffisamment développée, par exemple avec des vents faibles, ou si le niveau de condensation se situe au-dessus de la limite supérieure de la convection dynamique, on observe un temps clair.

Des précipitations importantes dans le secteur chaud ne sont généralement pas observées, des précipitations de bruine peuvent tomber des stratus, qui sont des gouttelettes liquides, et de la neige légère des stratocumulus en hiver.

Dans certains cas, l'épaisseur verticale des stratus augmente tellement qu'ils atteignent leur limite supérieure du niveau de cristallisation, se transforment en nimbostratus et commencent à donner des précipitations.

Lorsqu'un front chaud est situé dans un creux prononcé et se déplace lentement, des mouvements ascendants peuvent également capturer la région postfrontale. Dans ce cas, le système de nuages glissants ascendants As-Ns est situé des deux côtés du front chaud et, derrière le front, le système nuageux est considérablement stratifié et ne donne pas de précipitations, ou les précipitations sont faibles, ayant souvent le caractère de bruine.

En été, dans le secteur chaud du cyclone au-dessus des terres, la masse d'air peut être instable soit avec un temps légèrement nuageux, soit avec des cumulus, parfois des cumulonimbus, avec de fortes précipitations, souvent avec des orages, y compris nocturnes, des brouillards de rayonnement (principalement après des précipitations et clarification nocturne).

Dans la partie arrière du secteur chaud, à une distance d'environ 200 km du front froid de 2ème espèce, apparaissent des cirrocumulus (Cc), parfois lenticulaires (Cc lent.), en dessous desquels se trouvent des altostratus lenticulaires (Ac prêté.), stratocumulus (Sc). Devant le front froid, parallèlement à celui-ci, se trouve un réseau de cumulonimbus - nuages denses et puissants avec un développement vertical important en forme de montagnes et de tours. La partie supérieure de Cb peut être assez lisse (Cb calvus - chauve), mais a souvent la forme d'une enclume (Cb incus), d'une coiffe (Cb pileus) ou d'un voile (Cb capillatus, Cb velum).

Les nuages Cumulonimbus sont constitués de gouttelettes d'eau (à basse température de l'air - surfondu) et, dans les parties supérieures, de cristaux de glace. Les bases des nuages se situent généralement en dessous de 2 km, les sommets peuvent s'étendre jusqu'aux hauteurs de la haute troposphère. Ainsi, leur épaisseur peut varier de 3 à 10 km.

Les principales précipitations tomberont de la bande Cb devant le front froid, large d'environ 70 km. Les précipitations de Cb sont de nature torrentielle avec des orages et de la grêle. Lorsque l'air chaud est très sec, un front froid peut passer sans précipitations.

Pour les orages frontaux, les grains sont particulièrement caractéristiques (forte augmentation du vent jusqu'à 20-30 m/s ou plus).

Dans certains cas, la manifestation visible d'un grain est un tronc (tuba), représentant une colonne nuageuse émanant de la base d'un cumulonimbus avec un mouvement d'air tourbillonnant.

Avec une forte teneur en humidité et une instabilité importante de l'atmosphère, un tronc sombre géant s'étend d'un puissant nuage orageux, dont la base inférieure prend la forme d'un entonnoir renversé, vers la surface de la Terre ou de la mer.

Si un vortex se forme au-dessus de la mer, on l'appelle une tornade, au-dessus de la terre - un thrombus. Vers lui s'élève un large entonnoir de poussière (sur terre) ou d'eau (sur mer).

Le tronc, pour ainsi dire, plonge son extrémité dans le bol ouvert de l'entonnoir (avec la montée de l'air en spirale). Une colonne continue se forme, se déplaçant à grande vitesse (jusqu'à 100 km / h ou plus). La vitesse du vent dans une tornade atteint 50-100 m/s avec une forte composante ascendante.

Plusieurs entonnoirs de tornade peuvent descendre d'un nuage orageux. Dans ce cas, tout ce qui se passe sur son passage est aspiré dans le système vortex, puis ces objets tombent du nuage, parfois à une distance considérable du point d'aspiration. Le temps de son existence est de quelques minutes à plusieurs heures.

La différence de pression entre le centre du vortex et sa périphérie atteint parfois 150 à 200 hPa. Avec une telle différence de pression, des destructions catastrophiques se produisent, le vent peut soulever des personnes, du bétail, des voitures, des toits de maisons, des ponts.

Le temps dans un cyclone derrière un front froid est typique d'une masse d'air froid instable. Il y a des cumulus, des cumulonimbus, de fortes précipitations, souvent répétées de nombreuses fois, parfois pendant la journée des orages, des grains, la nuit des brouillards de rayonnement sont observés sur les continents. La variation diurne des éléments météorologiques est particulièrement importante.

Après le passage du front froid, il y a un brusque virage du vent du sud, du sud-ouest au nord-ouest, une augmentation de la vitesse du vent, une augmentation de la pression, une diminution de la température de l'air (l'air froid se réchauffe rapidement par temps clair en été).

Les précipitations s'arrêtent généralement avec le passage d'un front froid. Mais dans le cas d'un front froid de 1ère espèce, le système nuageux situé à l'arrière du front (As-Ns) continue à donner des précipitations à caractère général.

Si l'air froid est sec et que les mouvements descendants s'y développent intensément, on observe alors un temps sans nuages.

La seconde moitié de la vie du cyclone est caractérisée par une diminution de sa vitesse d'avancement, une transformation significative du champ thermobarique de la troposphère - le cyclone devient une formation barique élevée à symétrie thermique (froide). Le processus d'occlusion entraîne le déplacement d'air chaud, une réduction de la surface du secteur chaud avec sa disparition progressive. Les bandes nuageuses des principaux fronts chauds et froids fusionnent pour former une seule spirale nuageuse du front d'occlusion.

Au stade d'occlusion cyclonique, selon les conditions météorologiques, on distingue 2 zones :
1) la partie centrale et avant du cyclone devant le front d'occlusion,
2) la partie arrière du cyclone derrière le front d'occlusion.

Dans le cas d'un cyclone occlus, le temps diffère selon les caractéristiques des masses d'air de part et d'autre du front occlus.

Dans le cas d'un front chaud d'occlusion, la masse d'air devant lui sera plus froide qu'après le passage du front. Les blizzards et les conditions glaciales sont associés à des fronts chauds d'occlusion.

Dans le cas d'un front froid d'occlusion, au contraire, la masse arrière sera plus froide. Sur les fronts froids d'occlusion, des orages sont souvent observés, les brouillards sont fréquents, notamment lors des dégagements nocturnes de courte durée en zone frontale.

Au front d'occlusion, il y a une combinaison de systèmes nuageux de fronts froids et chauds - une bande de précipitations commune est formée de stratus ascendants (As-Ns) et de cumulonimbus convectifs (Cb), qui tomberont tous les deux devant le première ligne et derrière elle.

Au stade de l'occlusion du cyclone près de la surface de la Terre dans des creux bariques derrière le front principal froid, où le vent converge, des fronts froids parfois secondaires (généralement pas plus de 2) se forment - des fronts à l'intérieur d'une masse d'air froid horizontalement inhomogène, derrière laquelle un partie plus froide de ces mêmes masses. Les fronts secondaires ont un système nuageux similaire à la nébulosité du système nuageux du front froid de 2e type, mais l'étendue verticale des nuages est inférieure à celle des primaires.

Dans le même temps, 3 zones se distinguent dans le cyclone avec des caractéristiques météorologiques différentes, similaires à un jeune cyclone :
1) l'avant du cyclone,
2) le secteur chaud secondaire du cyclone, dont les limites sont le front d'occlusion et le front froid secondaire,
3) la partie arrière du cyclone - derrière le front froid secondaire.

Par rapport au secteur chaud d'un jeune cyclone dans le secteur chaud secondaire, après un dégagement de courte durée suite au passage d'un front d'occlusion, des nuages convectifs apparaissent à l'arrière du cyclone associés à des fronts secondaires, avec de fortes pluies, des orages, des grains et les tempêtes de neige (Fig. 12.30).

De plus, des averses sont observées même dans la moitié froide de l'année, car la masse d'air relativement chaude située derrière le front d'occlusion présente une instabilité importante et est déjà froide dans la haute troposphère.

Parfois, s'il reste des vestiges du secteur chaud principal à la périphérie du cyclone, un vrai secteur chaud est encore isolé.

Avec un remplissage supplémentaire du cyclone, au lieu d'une seule bande nuageuse du front d'occlusion, des éléments nuageux dispersés apparaissent, constitués principalement de cumulus.

Peu à peu, les champs de pression et de vent sont égalisés, le cyclone est complètement rempli, mais la structure tourbillonnaire des nuages sur le site de l'ancien cyclone peut encore persister pendant 1 à 1,5 jours - c'est-à-dire les valeurs d'humidité et de température continuent de différer des valeurs environnantes.