Fronten: Entstehung, Merkmale und Klassifizierung von Fronten

Wenn zwei Luftmassen mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften (Temperatur, Feuchtigkeit, Dichte etc.) aufeinandertreffen, verschmelzen sie aufgrund der Wirkung der konvergierenden atmosphärischen Zirkulation nicht ohne weiteres.

Die Übergangszone oder die so entstandene Diskontinuitätsschicht zwischen zwei Luftmassen ist eine dreidimensionale Fläche und wird als Front bezeichnet.

Frontbildung:

Die idealen Bedingungen für das Entstehen einer Front sind Temperaturkontrast und konvergierende Luft, die stark genug sein sollte, um zusammen mit der Corioliskraft eine Luftmasse auf eine andere zu bewegen. Genauso wie die Frontogenese oder Frontbildung durch konvergierende Luft verursacht wird (z.B. entlang des subpolaren Tiefdruckgürtels), wird die Frontolyse oder Frontauflösung durch divergierende Luft verursacht (z.B. neigen Fronten, die durch den subtropischen Hochdruckgürtel ziehen, dazu, sich aufzulösen).

Allgemeine Merkmale:

Der Temperaturkontrast beeinflusst die Dicke der Frontalzone in umgekehrt proportionaler Weise. Bei einer plötzlichen Temperaturänderung durch eine Front kommt es auch zu einer Druckänderung, die sich in einer Krümmung der Isobaren in Richtung des niedrigen Drucks niederschlägt. Diese Isobaren sind ansonsten glatte Kurven. Die Fronten liegen meist in Tiefdrucktälern. Außerdem erfährt eine Front eine Windverschiebung, da die Windbewegung eine Funktion des Druckgradienten und der Corioliskraft ist.

Zum Beispiel kann der Südwestwind der tropisch-maritimen Luftmassen dem Nordwestwind der polaren Luftmassen über der Front weichen. Die Frontaktivität ist immer mit Bewölkung und Niederschlag verbunden, da warme Luft aufsteigt, die sich adiabetisch abkühlt, kondensiert und Niederschlag verursacht. Die Intensität der Niederschläge hängt von der Steigung des Aufstiegs und der Menge des in der aufsteigenden Luft vorhandenen Wasserdampfs ab.

Klassifizierung von Fronten:

Aufgrund des Mechanismus der Frontentstehung und des damit verbundenen Wetters lassen sich die Fronten in die folgenden Typen einteilen:

1. Kaltfront:

Eine solche Front bildet sich, wenn eine kalte Luftmasse eine warme Luftmasse ersetzt, indem sie in diese eindringt und sie anhebt, oder wenn der Druckgradient so beschaffen ist, dass die warme Luftmasse sich zurückzieht und die kalte Luftmasse vorrückt. In einer solchen Situation ist die Übergangszone zwischen beiden eine Kaltfront.

Das Wetter entlang einer solchen Front hängt von der vertikalen Struktur der angehobenen Luftmasse ab, ist aber im Allgemeinen mit einem schmalen Band von Bewölkung und Niederschlag verbunden. Das Herannahen einer Kaltfront ist gekennzeichnet durch erhöhte Windaktivität im Warmsektor und das Auftreten von Zirruswolken, gefolgt von niedrigeren, dichteren Altkumulus- und Altostratuswolken. An der eigentlichen Front verursachen dunkle Nimbuswolken starke Schauer. Eine Kaltfront zieht schnell vorbei, aber das Wetter entlang dieser Front ist heftig. (Abb. 2.20)

2. Warmfront:

Es handelt sich dabei um eine schräge Frontfläche mit einer Neigung von 1:100 bis 1:200, entlang derer eine aktive Bewegung warmer Luft über kalte Luft stattfindet. Während sich die warme Luft den Hang hinaufbewegt, kondensiert sie und verursacht Niederschlag, aber im Gegensatz zu einer Kaltfront sind die Temperatur- und Windrichtungsänderungen allmählich. Bei der Annäherung ist die Hierarchie der Wolken – Zirrus, Stratus und Nimbus.

Cirrostratuswolken, die der Warmfront vorausgehen, bilden einen Heiligenschein um Sonne und Mond. Solche Fronten verursachen über mehrere Stunden hinweg mäßigen bis leichten Niederschlag über einem großen Gebiet. Der Durchzug der Warmfront ist durch einen Temperatur- und Druckanstieg sowie einen Wetterumschwung gekennzeichnet. (Abb. 2.20)

3. Okkludierte Front:

Eine solche Front bildet sich, wenn eine kalte Luftmasse eine warme Luftmasse überholt und unter sie gerät. Der warme Sektor schwächt sich ab und die kalte Luftmasse nimmt den warmen Sektor am Boden vollständig ein.

Auf diese Weise bildet sich eine lange und rückwärts schwingende Okklusionsfront, bei der es sich um eine Okklusion vom Typ Warmfront oder Kaltfront handeln kann. (Abb. 2.20) Das Wetter entlang einer Okklusionsfront ist komplex – eine Mischung aus Kaltfront- und Warmfrontwetter. Solche Fronten sind in Westeuropa häufig anzutreffen.

4. Stationäre Front:

Wenn sich die Oberflächenposition einer Front nicht ändert, bildet sich eine stationäre Front. In diesem Fall ist die Windbewegung auf beiden Seiten der Front parallel zur Front. Das Überströmen warmer Luft entlang einer solchen Front führt zu Frontalniederschlägen.

Einige wichtige Fronten:

Einige wichtige Fronten, die sich im Januar und Juli gebildet haben, sind in den Abbildungen 2.21 und 2.22 dargestellt.

Einige davon werden im Folgenden erläutert:

Die Atlantische Polarfront bildet sich, wenn maritime tropische Luftmassen auf kontinentale polare Luftmassen treffen. Full development of this front takes place during winter.

The Atlantic Arctic Front is formed when the maritime polar air masses meet the air masses developed along the boundary of Arctic source- region.

The Mediterranean Front is formed when the cold polar air masses of Europe meet the winter air masses of Africa.

Pacific Arctic Fronts are formed along the Rockies-Great Lakes region. These fronts change with seasons (Figs. 2.21, 2.22).