CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 4 - Ciclogenesi delle Medie Latitudini

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1 CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA 4 - MODELLO DEL FRONTE POLARE MASSE D ARIA FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI ANALISI DI UNA PERTURBAZIONE FRONTI CALDI - FREDDI - OCCLUSI Dr. Marco Tadini meteorologo U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico Aeroportuale ufficiometeo.itit

2 CICLOGENESI MEDIE LATITUDINI MODELLO DEL FRONTE POLARE teoria per formazione cicloni extratropicali Jacob Bjerknes ed altri meteorologi della scuola norvegese ( ( I G.M.) introduzione concetti di masse d aria fronte polare fronti 2

3 MASSE D ARIA volume di aria a temperatura ed umidità costante dimensioni ordine qualche centinaio di miglia caratteristiche determinate da: regione d origine temperatura - umidità caratteristiche regione provenienza regioni attraversate modifica proprietà originali secondo regioni attraversate modifiche: consistenti se spostamenti lenti non consistenti se spostamenti veloci 3

4 caratteristiche originali MASSE D ARIA località prossime a nuclei di H dinamica o termica superficialmente omogenee a grande scala prive di consistenti venti superficiali adattamento a proprietà termiche - igrometriche superficie provenienza: ARTICA dal Mar Glaciale Artico POLARE dalle regioni fredde delle alte o medie latitudini TROPICALE dalla fascia subtropicale delle alte pressioni 4

5 MASSE D ARIA caratteristiche acquisite temperatura relativamente a superficie attraversata FREDDA: CALDA: temperatura massa inferiore a superficiale temperatura massa superiore a superficiale umidità relativamente a superficie attraversata CONTINENTALE: MARITTIMA: recente traiettoria su continente recente traiettoria su mare 5

6 MASSE D ARIA identificate con una simbologia a tre lettere prima (minuscola): origine continentale, marittima seconda (maiuscola): provenienza Artica, Polare, Tropicale, terza (maiuscola): temperatura fredda (K),( calda (W)( 6

7 MASSE D ARIA Tabella delle masse d aria dell Europa occidentale e centrale mak artica fredda marittima Groenlandia no lug/ago cak artica fredda continentale Nord Russia no lug/ago mpk polare fredda marittima Nord Atlantico sempre cpk polare fredda continentale Russia Centrale inverno mpw polare calda marittima Nord Atlantico inverno cpw polare calda continentale Balcani estate Sud Russia mtw tropicale calda marittima Azzorre sempre ctw tropicale calda continentale Nord Africa sempre 7

8 FRONTE POLARE separa masse d aria fredda polare e calda tropicale circa latitudine 60 N fascia bassa pressione polare convergenza dei venti superficiali venti orientali polari venti occidentali medie latitudini 8

9 FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI fase stazionaria fronte polare stabile attraverso linea fronte rapida variazione di temperatura e umidità wind shear 9

10 FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI fase sviluppo creazione punto di minimo barico lungo fronte polare elevato gradiente termico deformazione ad onda della linea fronte polare fronte freddo e caldo avvio rotazione antioraria masse aria intorno a minimo approfondimento minimo e formazione ciclone ciclone inserito nel flusso occidentale trasla verso est a kt 10

11 FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI fronte caldo ad est del minimo dove ciclone spinge aria calda verso nord fronte freddo ad ovest del minimo dove ciclone tira aria fredda verso sud settore caldo tra i due fronti a sud del minimo 11

12 FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI fase maturità fronte freddo raggiunge e sovrappone fronte caldo formazione occlusione settore caldo spinto in quota aumento pressione centrale progressivo indebolirsi ed esaurirsi del vortice ripristino linea fronte polare 12

13 definizione FRONTI FRONTE: : zona di transizione tra due diverse masse d aria proprietà estensione orizzontale ordine centinaia miglia estensione temporale ordine settimana classificati in base al movimento freddo caldo stazionario occluso massa aria fredda in avanzamento massa aria calda in avanzamento assenza movimenti apprezzabili fronte freddo sovrappone fronte caldo 13

14 FRONTI pendenza (di un fronte in un punto al suolo) rapporto tra altezza massa fredda sovrastante il punto e distanza del punto dal più vicino bordo della massa fredda qualsiasi fronte è sempre inclinato dalla parte massa fredda sempre aria fredda incuneata sotto aria calda valori caratteristici: fronte freddo da 1/50 a 1/100 fronte caldo e stazionario: circa 1/200 fronte occluso: dipende da natura occlusione 14

15 fronte in quota FRONTI per definizione, il fronte identificato su carte al suolo la superficie frontale ha estensione tridimensionale in quota si hanno fenomeni riconducibili a fronte al suolo estensione impropria del termine fronte le carte in quota non riportano presenza di fronti indipendentemente dal tipo di fronte, la posizione del fronte in quota è sempre dalla parte fredda del corrispondente fronte al suolo. più ripido il fronte, più vicini fronte in quota e fronte al suolo. 15

16 zona frontale FRONTI i fronti non sono linee o superfici sottili transizione tra masse d aria avviene in una zona spessori caratteristici da 0.5 a più di 100 miglia spessore inferiore in prossimità suolo aumenta con quota sede di forti fenomeni di turbolenza e wind shear indipendentemente dal tipo di fronte, una zona frontale è sempre immediatamente localizzata dal lato freddo del fronte al suolo 16

17 zona dove aria calda sostituisce aria fredda traslazione da SW a NE dietro fronte aria più calda e umida rappresentato da linea rossa con semicerchi diretti verso aria fredda in direzione del moto FRONTE CALDO 17

18 aria calda scivola lenta su aria fredda aria calda meno densa e pesante di quella fredda aria calda scivola su cuneo di aria fredda superficie frontale inclinata di pochi gradi FRONTE CALDO 18

19 FRONTE CALDO formazione di nubi stratiformi innalzandosi, aria calda raffredda e condensa lenta risalita produce nubi stratiformi nubi con dimensione orizzontale preponderante nubi di altezza decrescente ad approssimarsi del fronte NUBI ALTE: NUBI MEDIE: NUBI BASSE: cirri, cirrostrati altocumuli, altostrati strati, nembostrati 19

20 FRONTE CALDO 20

21 precipitazioni FRONTE CALDO appaiono con altostrati pioggia debole o moderata, pioviggine, neve debole intensità, lunga durata a volte evaporano prima del suolo (virga( virga) variazioni caratteristiche vento: ruota da SSE a SSW temperatura: lento aumento lieve flessione se presenza di virga pressione: rapida diminuzione umidità relativa: lento aumento, rapido nelle precipitazioni visibilità: peggioramento 21

22 zona dove aria fredda sostituisce aria calda traslazione da NW a SE dietro fronte aria più fredda e secca rappresentato da linea blu con triangoli diretti verso aria calda in direzione del moto FRONTE FREDDO 22

23 aria fredda spinge via violentemente aria calda aria fredda più densa e pesante di quella calda aria fredda si incunea sotto quella calda aria calda sbalzata lungo la linea frontale FRONTE FREDDO 23

24 FRONTE FREDDO formazione di nubi cumuliformi innalzandosi, aria calda raffredda e condensa violento innalzamento produce nubi cumuliformi nubi con dimensione verticale preponderante cumuli, cumulonembi nubi disposte lungo la linea frontale precipitazioni rovesci di pioggia, temporali forte intensità, breve durata 24

25 FRONTE FREDDO 25

26 variazioni caratteristiche FRONTE FREDDO vento: ruota da SSW a WNW con raffiche temperatura: pressione: rapida diminuzione rapido aumento umidità relativa: diminuzione visibilità: buona, tranne che nelle precipitazioni 26

27 Una depressione o circolazione ciclonica delle medie latitudini (ciclone extratropicale), ripresa sul continente europeo dal satellite polare NOAA il giorno 18 Luglio 2001 alle ore 5.24 UTC. 27

28 Una depressione sul Mare di Ross (Antartide). Si noti la rotazione oraria attorno al centro di minima pressione, dovuta alla diversità d azione della Deviazione di Coriolis nell emisfero meridionale. 28

29 ESAURIMENTO DI UNA PERTURBAZIONE fronte caldo e freddo ruotano attorno minimo barico fronte freddo più rapido di quello caldo raggiunge e si sovrappone a quello caldo si forma occlusione o fronte occluso (caldo o freddo) si ripristina la linea del fronte polare stazionario a meno di nuovi squilibri (afflussi di aria esterna al ciclone) 29

30 FRONTE OCCLUSO 30

31 FRONTE OCCLUSO Fronte occluso freddo Fronte occluso caldo 31

32 FRONTE OCCLUSO FREDDO l aria fredda post fronte freddo più fredda rispetto a quella pre fronte caldo aria calda intermedia completamente innalzata dal suolo condensazione rilascia calore latente ultima energia disponibile per ciclone terminano i processi di innalzamento aria umida il ciclone inizia a morire tempo meteorologico condizioni prefrontali calde prima del passaggio occlusione piogge e rovesci al passaggio dell occlusione condizioni postfrontali fredde dopo il passaggio occlusione 32

33 FRONTE OCCLUSO CALDO l aria fredda post fronte freddo più calda di quella pre fronte caldo scivola su questa, come in normale fronte caldo aria calda intermedia completamente innalzata dal suolo tempo meteorologico simile a fronte caldo precipitazioni più intense vento più a raffiche e variabile 33