Fronts : Formation, caractéristiques et classification des fronts

Lorsque deux masses d’air aux propriétés physiques différentes (température, humidité, densité, etc.) se rencontrent, sous l’effet de la circulation atmosphérique convergente, elles ne fusionnent pas facilement.

La zone de transition ou la couche de discontinuité ainsi formée entre deux masses d’air est une surface tridimensionnelle et s’appelle un front.

Formation d’un front :

Les conditions idéales pour qu’un front se produise sont un contraste de température et une convergence d’air qui doit être suffisamment forte pour déplacer une masse d’air vers une autre avec la force de Coriolis. Tout comme la frontogenèse ou la formation d’un front est causée par de l’air convergent (par exemple, le long de la ceinture de basse pression subpolaire), la frontolyse ou la dissipation du front est causée par de l’air divergent (par exemple, les fronts passant par la ceinture de haute pression subtropicale ont tendance à se dissiper).

Caractéristiques générales :

Le contraste de température influence l’épaisseur de la zone frontale de manière inversement proportionnelle. Avec un changement soudain de température à travers un front, il y a un changement de pression également, ce qui se traduit par une courbure des isobares vers la basse pression. Ces isobares sont par ailleurs des courbes lisses. Les fronts se situent le plus souvent dans des creux de basse pression. De même, un front subit un déplacement du vent, puisque le mouvement du vent est fonction du gradient de pression et de la force de Coriolis.

Par exemple, le vent de sud-ouest des masses d’air maritimes tropicales peut laisser place au vent de nord-ouest des masses d’air polaires à travers le front. L’activité frontale est invariablement associée à la nébulosité et aux précipitations en raison de l’ascension de l’air chaud qui se refroidit adiabatiquement, se condense et provoque des précipitations. L’intensité des précipitations dépend de la pente de l’ascension et de la quantité de vapeur d’eau présente dans l’air ascendant.

Classification des fronts :

Sur la base du mécanisme de frontogenèse et du temps associé, les fronts peuvent être étudiés sous les types suivants :

1. Front froid :

Un tel front se forme lorsqu’une masse d’air froid remplace une masse d’air chaud en avançant dans celle-ci, et en la soulevant, ou lorsque le gradient de pression est tel que la masse d’air chaud se retire et que la masse d’air froid avance. Dans une telle situation, la zone de transition entre les deux est un front froid.

Le temps le long d’un tel front dépend de la structure verticale de la masse d’air soulevée, mais il est généralement associé à une étroite bande de nuages et de précipitations. L’approche d’un front froid est marquée par une activité accrue du vent dans le secteur chaud et l’apparition de cirrus, suivis d’alto-cumulus et d’altostratus plus bas et plus denses. Au niveau du front réel, des nimbus sombres provoquent de fortes averses. Un front froid passe rapidement, mais le temps qui le longe est violent. (Fig. 2.20)

2. Front chaud :

Il s’agit en fait d’une surface frontale inclinée, avec un gradient de pente compris entre 1:100 et 1:200, le long de laquelle se produit un mouvement actif d’air chaud sur l’air froid. En remontant la pente, l’air chaud se condense et provoque des précipitations mais, contrairement à un front froid, les changements de température et de direction du vent sont progressifs. A l’approche, la hiérarchie des nuages est-cirrus, stratus et nimbus.

Les nuages de cirrus en avant du front chaud créent un halo autour du soleil et de la lune. Les fronts provoquent des précipitations modérées à faibles sur une large zone, pendant plusieurs heures. Le passage du front chaud est marqué par une élévation de la température, de la pression et un changement de temps. (Fig. 2.20)

3. le front occlus :

Un tel front se forme lorsqu’une masse d’air froid dépasse une masse d’air chaud et passe en dessous. Le secteur chaud diminue et la masse d’air froid entreprend complètement le secteur chaud au sol.

Il se forme ainsi un front occlus long et oscillant vers l’arrière qui peut être une occlusion de type front chaud ou front froid. (Fig. 2.20) Le temps le long d’un front occlus est complexe – un mélange de temps de type front froid et de type front chaud. De tels fronts sont fréquents en Europe occidentale.

4. front stationnaire :

Lorsque la position en surface d’un front ne change pas, un front stationnaire se forme. Dans ce cas, le mouvement du vent des deux côtés du front est parallèle au front. Le dépassement de l’air chaud, le long d’un tel front provoque des précipitations frontales.

Certains fronts importants :

Certains des fronts importants formés en janvier et en juillet sont présentés respectivement sur les figures 2.21 et 2.22.

Certains d’entre eux sont discutés ci-dessous :

Le front polaire atlantique se forme lorsque les masses d’air tropical maritime rencontrent les masses d’air polaire continental. 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).