Fronty: Formacja, Charakterystyka i Klasyfikacja Frontów

Gdy dwie masy powietrza o różnych właściwościach fizycznych (temperatura, wilgotność, gęstość itp.) spotykają się, ze względu na efekt zbiegającej się cyrkulacji atmosferycznej, nie łączą się łatwo.

Strefa przejściowa lub warstwa nieciągłości tak utworzona między dwiema masami powietrza jest powierzchnią trójwymiarową i nazywana jest frontem.

Formowanie się frontu:

Idealne warunki do powstania frontu to kontrast temperaturowy i zbiegające się powietrze, które powinno być wystarczająco silne, aby przemieścić jedną masę powietrza w kierunku drugiej wraz z siłą Coriolisa. Tak jak frontogeneza lub formowanie frontu jest spowodowane przez zbiegające się powietrze (na przykład, wzdłuż subpolarnego pasa niskiego ciśnienia), tak frontoliza lub rozproszenie frontu jest spowodowane przez rozbieżne powietrze (na przykład, fronty przechodzące przez sub-tropikalny pas wysokiego ciśnienia mają tendencję do rozpraszania się).

Charakterystyka ogólna:

Kontrast temperaturowy wpływa na grubość strefy frontowej w sposób odwrotnie proporcjonalny. Przy nagłej zmianie temperatury przez front następuje również zmiana ciśnienia, co przejawia się w wygięciu izobar w kierunku niskiego ciśnienia. Izobary te są skądinąd gładkimi krzywymi. Fronty najczęściej leżą w rynnach niskiego ciśnienia. Ponadto, front doświadcza zmiany wiatru, ponieważ ruch wiatru jest funkcją gradientu ciśnienia i siły Coriolisa.

Na przykład południowo-zachodni wiatr mas powietrza zwrotnikowo-morskiego może ustąpić miejsca północno-zachodniemu wiatrowi mas powietrza polarnego w poprzek frontu. Aktywność frontu wiąże się nieodmiennie z zachmurzeniem i opadami atmosferycznymi z powodu unoszenia się ciepłego powietrza, które ochładza się adiabetycznie, kondensuje i powoduje opady. Intensywność opadów zależy od nachylenia wznoszenia i ilości pary wodnej obecnej we wznoszącym się powietrzu.

Klasyfikacja frontów:

W oparciu o mechanizm frontogenezy i związaną z nim pogodę, fronty można badać w ramach następujących typów:

1. Front zimny:

Front taki powstaje, gdy zimna masa powietrza zastępuje ciepłą masę powietrza, wdzierając się w nią i unosząc ją do góry, lub gdy gradient ciśnienia jest taki, że ciepła masa powietrza cofa się, a zimna masa powietrza postępuje do przodu. W takiej sytuacji strefa przejściowa pomiędzy tymi dwoma zjawiskami to front chłodny.

Pogoda wzdłuż takiego frontu zależy od struktury pionowej wypiętrzonej masy powietrza, ale na ogół związana jest z wąskim pasmem zachmurzenia i opadów. Zbliżanie się frontu chłodnego charakteryzuje się wzmożoną aktywnością wiatru w sektorze ciepłym i pojawieniem się chmur typu cirrus, a następnie niższych, gęstszych chmur typu alto-cumulous i altostratus. Przy aktualnym froncie ciemne chmury nimbusowe powodują obfite opady. Front chłodny szybko przemija, ale pogoda wzdłuż niego jest gwałtowna. (Rys. 2.20)

2. Front ciepły:

Jest to w rzeczywistości nachylona powierzchnia frontu, o nachyleniu od 1:100 do 1:200, wzdłuż której odbywa się aktywny ruch ciepłego powietrza nad zimnym. Gdy ciepłe powietrze przemieszcza się w górę zbocza, kondensuje się i powoduje opady, ale w przeciwieństwie do frontu zimnego, zmiany temperatury i kierunku wiatru są stopniowe. Przy podejściu hierarchia chmur jest następująca: cyrrus, stratus i nimbus.

Chmury Cirrostratus przed frontem ciepłym tworzą aureolę wokół słońca i księżyca. Takie fronty powodują umiarkowane do łagodnych opady na dużym obszarze, w ciągu kilku godzin. Przejście frontu ciepłego charakteryzuje się wzrostem temperatury, ciśnienia i zmianą pogody. (Rys. 2.20)

3. Front okluzji:

Front taki powstaje, gdy zimna masa powietrza wyprzedza ciepłą masę powietrza i przechodzi pod nią. Ciepły sektor zmniejsza się, a zimna masa powietrza całkowicie przejmuje ciepły sektor na ziemi.

Tym samym tworzy się długi i cofający się front okluzji, który może być okluzją typu frontu ciepłego lub okluzją typu frontu zimnego. (Rys. 2.20) Pogoda wzdłuż frontu okluzji jest złożona – mieszanka pogody typu frontu zimnego i frontu ciepłego. Takie fronty są częste w zachodniej Europie.

4. Front stacjonarny:

Gdy położenie frontu na powierzchni nie zmienia się, tworzy się front stacjonarny. W tym przypadku ruch wiatru po obu stronach frontu jest równoległy do frontu. Nadciąganie ciepłego powietrza, wzdłuż takiego frontu powoduje opady frontowe.

Kilka ważnych frontów:

Niektóre z ważnych frontów uformowanych w styczniu i lipcu pokazane są odpowiednio na rysunkach 2.21 i 2.22.

Niektóre z nich omówiono poniżej:

Atlantycki Front Polarny powstaje, gdy morskie tropikalne masy powietrza spotykają się z kontynentalnymi polarnymi masami powietrza. 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).