Frontul atmosferic (din altă greacă ατμός - abur , σφαῖρα - minge și lat. frontis - frunte , partea din față ), fronturi troposferice - o zonă de tranziție în troposferă între masele de aer adiacente cu proprietăți fizice diferite.
Un front atmosferic apare atunci când mase de aer rece și cald se apropie și se întâlnesc în straturile inferioare ale atmosferei sau în întreaga troposferă, acoperind un strat de până la câțiva kilometri grosime, cu formarea unei interfețe înclinate între ele.
Distinge:
Principalele fronturi atmosferice sunt:
Dacă masele de aer ar fi staționare, suprafața frontului atmosferic ar fi orizontală, cu aer rece dedesubt și aer cald deasupra, dar întrucât ambele mase se mișcă, aceasta este înclinată față de suprafața pământului. În acest caz, în medie, unghiul de înclinare este de aproximativ 1 ° față de suprafața Pământului. Un front cald este înclinat în aceeași direcție în care se mișcă, iar un front rece este înclinat în direcția opusă. Panta frontului într-un model ideal poate fi exprimată prin formula Margulis .
Zona frontală atmosferică este foarte îngustă în comparație cu masele de aer pe care le separă, prin urmare, în scopul unui studiu teoretic, este considerată aproximativ ca interfață între două mase de aer de temperaturi diferite și se numește suprafață frontală . Din acest motiv, pe hărțile sinoptice , fronturile sunt reprezentate ca o linie ( linia frontului ). La intersecția cu suprafața pământului, zona frontală are o lățime de ordinul a zeci de kilometri, în timp ce dimensiunile orizontale ale maselor de aer în sine sunt de ordinul a mii de kilometri.
Când masele de aer cu caracteristici diferite se apropie una de alta, se formează un spațiu tangențial în zona dintre ele , adică:
Dimpotrivă, atunci când masele de aer se îndepărtează unele de altele, gradienții cantităților meteorologice și vitezele vântului scad. Zonele de tranziție din troposferă, în care are loc convergența maselor de aer cu diferite caracteristici, se numesc zone frontale.
În direcția orizontală, lungimea fronturilor, precum și a maselor de aer, este de mii de kilometri, de-a lungul verticală - aproximativ 5 km, lățimea zonei frontale de lângă suprafața Pământului este de aproximativ o sută de kilometri, la altitudini - mai multe sute de kilometri. Zonele frontale se caracterizează prin modificări semnificative ale temperaturii și umidității aerului, direcțiilor vântului de-a lungul suprafeței orizontale, atât la nivelul solului, cât și deasupra.
Secțiunea suprafeței frontale a suprafeței Pământului se numește front atmosferic și este reprezentată pe o hartă sinoptică a suprafeței. Zonele frontale de mare altitudine (AFZ) sunt reprezentate pe hărți de topografie barică - secțiuni ale suprafețelor izobare de pe suprafața frontală.
„Suprafața frontală” - o zonă de tranziție care separă masele de aer cu proprietăți diferite. Inclusiv, cu diferite densități de aer. Continuitatea presiunii impune anumite conditii privind orientarea spatiala a suprafetei frontale. În absența mișcării, orice discontinuitate în câmpul de densitate (sau zonă de tranziție rapidă de la o masă de aer la alta) trebuie să fie orizontală. În prezența mișcării, suprafața de tranziție devine înclinată, aerul mai dens (rece) formând o pană sub aer mai puțin dens (cald), iar aerul cald alunecând în sus de-a lungul acestei pane.
Grosimea verticală a suprafeței frontale este foarte mică - câteva sute de metri, ceea ce este mult mai mică decât lățimea maselor de aer pe care le separă. În troposferă, o masă de aer se suprapune pe alta. Lățimea zonei frontale pe hărțile meteorologice este de câteva zeci de kilometri, dar atunci când se analizează hărțile sinoptice, frontul este desenat sub forma unei singure linii. Numai pe secțiuni verticale la scară mare ale atmosferei este posibilă dezvăluirea limitelor superioare și inferioare ale stratului de tranziție.
La fronturi, miscarile ascensionale ale aerului sunt foarte dezvoltate, astfel in apropierea fronturilor exista conditii favorabile formarii norilor si precipitatiilor. Apariția lor este facilitată, în primul rând, de convergența vântului către linia frontală în stratul de suprafață ( divergența negativă a componentei orizontale a vântului). În plus, în sistemul de fronturi, aerul cald se ridică (alunecare ascendentă) de-a lungul panei de aer rece. Mișcările ascensionale ale aerului apar și datorită diferenței dintre vitezele aerului postfrontal și prefrontal, adică atunci când aerul postfrontal se mișcă mai repede decât cel prefrontal. Creșterea aerului are loc în acele secțiuni ale frontului în care se observă instabilitatea mișcării. Mișcările ascensionale într-un stadiu incipient al dezvoltării ciclonului sunt, de asemenea, facilitate de o cădere dinamică de presiune. Când aerul se ridică, se răcește adiabatic , formând nori și precipitații.
Un front bine definit are o înălțime de câțiva kilometri, cel mai adesea - 3-5 km. Fronturile principale sunt asociate cu precipitații prelungite și abundente; în sistemul fronturilor secundare, procesele de formare a norilor sunt mai puțin pronunțate, precipitațiile sunt de scurtă durată și nu ajung întotdeauna pe Pământ. Există și precipitații intramasă care nu sunt asociate cu fronturi.
În stratul de suprafață, datorită convergenței fluxurilor de aer către axa jgheaburilor barice, aici se creează cele mai mari contraste de temperatură a aerului - prin urmare, fronturile din apropierea Pământului sunt situate exact de-a lungul axelor jgheaburilor barice. Fronturile nu pot fi amplasate de-a lungul axelor crestelor barice, unde fluxurile de aer diverg, ci pot traversa doar axa crestei la un unghi mare.
Odată cu înălțimea, contrastele de temperatură pe axa jgheabului baric scad - axa jgheabului se deplasează către temperaturi mai scăzute ale aerului și tinde să coincidă cu axa jgheabului termic, unde contrastele de temperatură sunt minime. Deci, odată cu înălțimea, frontul se îndepărtează treptat de axa jgheabului baric către periferia sa, unde se creează cele mai mari contraste.
Suprafața de bază are un efect semnificativ asupra mișcării și proprietăților fronturilor. În limitele sutelor inferioare de metri, efectul frecării duce la deformarea profilului frontal. Denivelările de frecare asociate cu diferența de natură a suprafeței de bază duce, de asemenea, la deformarea profilului frontal, mai ales în condiții de relief complex. Obstacolele orografice pot afecta mișcarea fronturilor și pot provoca atât deformări ale fronturilor în sine, cât și modificări ale efectelor asociate acestora, sau pot crea efecte noi. Transbordarea fronturilor prin obstacole montane se reflectă în procesele de formare a norilor și sedimentelor. În general, aerul tinde să curgă în jurul obstacolelor într-o direcție orizontală, deoarece acest lucru duce la cel mai mic consum de energie. În cazul în care aerul este instabil stratificat, acesta curge parțial peste creastă, în special în partea centrală. Acest preaplin este de zece ori mai puțin intens decât fluxul lateral. În plus, are un caracter puternic turbulent, din cauza frecării puternice în terenul muntos.
Frontul care traversează lanțul muntos este parțial distrus, linia frontului capătă un caracter „întortocheat”. Chiar și obstacolele mici vor curge parțial pe orizontală, iar cu o stratificare stabilă și obstacole mari, singurul flux posibil este orizontal. Când un front rece se apropie de creastă, are loc o mișcare ascendentă a aerului cald, care este „sandwich” între pană de aer rece și creastă, iar procesele de formare a norilor și a precipitațiilor în fața frontului se intensifică. Vântul dinaintea frontului se intensifică și el, pe măsură ce liniile de curent din aerul cald, dintre frontul rece și creastă, se apropie una de alta.