Nocchiero. Appunti di meteorologia a cura del Prof. Natalino Usai. Il fronte meteorologico

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1 Nocchiero Appunti di meteorologia a cura del Prof. Natalino Usai Il meteorologico

2 Le masse d aria Le condizioni atmosferiche in una determinata regione, oltre a dipendere dai parametri fisici climatici quali temperatura, umidità, pressione atmosferica, vento e nuvolosità, sono determinate soprattutto dallo spostamento delle masse d aria. Definizione e luoghi di origine delle masse d aria In meteorologia una massa d aria con una grande porzione di aria con dimensione orizzontale dell ordine di qualche migliaio di chilometri ed in cui gli elementi meteorologici, in particolare modo umidità e temperatura, risultano essere uniformi. Le zone di origine di queste masse d aria sono quelle occupate dagli anticicloni, i quali si estendono su vaste aree di superficie terrestre e nei quali i parametri fisici prima elencati, sopratutto temperatura ed umidità, risultano essere omogenei. Suddivisione delle masse d aria Sono fredde (aria artica e aria polare) quelle masse d aria che giungono dalle latitudini settentrionali, mentre sono calde (aria tropicale) quelle che giungono dalle latitudini meridionali. Prima di giungere in una determinata regione, le masse d aria percorrono un lungo tragitto, per cui le proprietà fisiche originarie possono subire delle modificazioni in relazione al tipo di superficie che attraversano (tendono a modificarsi). Quindi, ad esempio, definiamo come aria marittima quella massa d aria che passa sopra un oceano e, allo stesso modo, definiamo aria continentale quella massa d aria che invece passa sopra un continente. Caratteristiche delle masse d aria fredde Sono fredde (aria artica e aria polare) quelle masse d aria che giungono dalle latitudini settentrionali, mentre sono calde (aria tropicale) quelle che giungono dalle latitudini meridionali. Prima di giungere in una determinata regione, le masse d aria percorrono un lungo tragitto, per cui le proprietà fisiche originarie possono subire delle modificazioni in relazione al tipo di superficie che attraversano tendono a modificarsi. Quindi, ad esempio, definiamo come aria Marittima quella massa d aria che passa sopra un oceano e, allo stesso modo, definiamo aria Continentale quella massa d aria che in vece passa sopra un continente. Caratteristiche delle masse d aria Calde Le masse d aria calde, invece, sono quelle che spostandosi dal loro luogo d origine si dirigono verso zone più fredde, tendendo a raffreddarsi generalmente dal basso verso l alto. I moti convettivi, che caratterizzano queste masse d aria, si smorzano gradualmente e l andamento della pressione, della temperatura e dell umidità risulta essere regolare. In queste masse d aria le nubi generalmente sono di tipo stratiforme e le precipitazioni assumono carattere leggero e continuo.

3 Am Artica mzrittima Ac Artica cotinentale Pm Polare marittima Pc Polare continentale Tm Tropicale marittima Tc Tropicale continentale Le masse d aria che arrivano in Europa

4 Il meteorologico In meteorologia, è la superficie di contatto, e pertanto di discontinuità, tra due masse d aria aventi caratteristiche (cioè temperatura, pressione e umidità) differenti. I fronti sono associati ad ammassi nuvolosi tipici per ciascun tipo di e il loro passaggio è in genere preannunciato da un abbassamento della pressione atmosferica. Essi si suddividono a seconda del movimento, della posizione geografica, dell altitudine e sotto l'aspetto termodinamico. Ognuno di questi, si suddivide in ulteriori sottogruppi. Sotto l'aspetto del movimento si distinguono in "stazionari" (polari, tropicali, equatoriali), e "mobili" i quali sono freddi, caldi e occlusi, gli ultimi possono essere a carattere freddo o caldo. I fronti geografici sono fronti stazionari perenni che si trovano ognuno nel proprio settore di competenza e si suddividono in principali (polari, tropicali e equatoriali) e secondari. A seconda dell'altitudine esistono fronti in quota e fronti di superficie. I fronti termodinamici possono essere a scorrimento ascendente o discendente; entrambi possono essere attivi o passivi. La superficie di contatto tra le due masse d'aria è detta superficie di discontinuità, e l'intersezione di questa sul terreno è detta linea del. I tipi di fronti meteorologici principali e più comuni sono 4, descritti nelle carte meteorologiche da linee con simboli diversi: caldo; freddo; stazionario; occluso. Simboli di rappresentazione dei fronti meteorologici: 1. freddo 2. caldo 3. stazionario 4. occluso 5. superficie di attraversamento Centrale elettrica 6. linea di burrasca 7. linea di secco 8. onda tropicale

5 Carte di analisi al suolo Questa mappa rappresenta i campi di alta pressione e bassa pressione con le isobare (step 4 mbar) e i campi termici con indicazione delle isoterme al suolo (step 4 C). Questa mappa rappresenta i fronti meteorologici ( caldo, freddo, occluso) con indicazione della pressione al suolo e dei minimi e massimi barometrici.

6 Il caldo Si ha un caldo quando una massa d'aria più calda (quindi anche più umida) si avvicina ad una più fredda (generalmente meno umida). In questo caso l'aria calda, più leggera, sale sopra quella fredda, raffreddandosi e causando anche piogge leggere o nevicate al passaggio del. L'aria fredda sottostante, perché più pesante (ovvero densa), fa più attrito sul terreno e quindi si sposta lentamente. Per questo motivo i fronti caldi e le perturbazioni che li accompagnano possono durare anche alcuni giorni. I fronti caldi hanno una pendenza molto bassa, intorno all'1%, e hanno un'estensione che può raggiungere 1000 km. Le precipitazioni si estendono per circa 300 km e sono a carattere continuo. Il caldo è caratterizzato dalla presenza di nubi stratificate. L'intero fenomeno dura in genere qualche giorno, inizia con l'arrivo di nubi alte. Passato il, si ha aria calda ma meno umida. Il caldo può, dal punto di vista termodinamico, essere a scorrimento ascendente attivo o a scorrimento discendente passivo: Nel primo caso (scorrimento ascendente attivo) la velocità della massa d'aria calda è superiore a quella fredda, in questo modo l'aria calda "scala" la superficie frontale giungendo alla saturazione e alla conseguente formazione di sistemi nuvolosi. In generale l'arrivo di questo si preannuncia con la diminuzione della pressione e all'aumento di temperatura. Il passaggio di questo determina una diminuzione della visibilità dapprima ottima, fino a peggiorare a causa delle precipitazioni che si svolgeranno e delle nebbie prefrontali. Nel secondo caso (scorrimento discendente passivo) l'aria calda ha velocità minore di quella fredda ed è sovrapposta a quest'ultima. In questo caso, l'aria calda cade passivamente nello spazio lasciato dall'aria fredda, aumentando la sua temperatura con diminuzione dell umidità. In queste condizioni le nubi non si formeranno e quelle già esistenti si dissolveranno.

7 Il freddo Si ha un freddo quando una massa d'aria fredda (quindi meno umida ma più densa) si avvicina ad una massa più calda e pertanto più leggera e più umida. In questo caso l'aria fredda si incunea sotto quella calda, facendola salire. Lungo il si possono generare fenomeni meteorologici anche violenti, come temporali, vento forte e turbolenza, tempeste e bufere (anche di neve), ma i fronti freddi passano velocemente, anche in poche ore, lasciando dopo il loro passaggio aria fredda e asciutta. Se l'aria però è sufficientemente secca non ci sono precipitazioni. Il freddo può essere lento o veloce (ma sempre più veloce di quello caldo), ed ha una pendenza intorno al 5-10%. Le nubi caratteristiche del freddo sono a sviluppo verticale cumuli e cumulonembi. Il freddo può essere a scorrimento ascendente passivo o a scorrimento ascendente attivo. Nel primo caso (scorrimento ascendente passivo) la velocità dell'aria fredda è superiore a quella calda, in questo caso la massa d'aria fredda s'incunea violentemente al di sotto dell'aria calda sollevandola e costringendola a salire la linea frontale. Questo causerà la formazione di sistemi nuvolosi a carattere di rovesci e temporali nella zona precedente e subito dopo la linea frontale. Nel secondo caso (scorrimento discendente attivo) il si trova in quota in prossimità di correnti a getto, ne consegue che davanti il è presente aria calda discendente, e quindi assenza di nubi. In questo caso l'aria calda verrà sollevata dalla massa fredda in arrivo formando nubi stratificate e moderate precipitazioni, se stabile, in caso contrario si formeranno sistemi a sviluppi verticale a carattere di forti rovesci con temporali e neve associata a grandine, ossia il cosiddetto cumulonembo. L'arrivo di questo si preannuncia con una diminuzione di temperatura, aumento del vento e migliore visibilità.

8 Il tempo al passaggio del Fronte freddo Fenomeni atmosferici Temperatura Prima del passaggio del Freddo Pressione atmosferica Decrescita regolare Vento Precipitazioni Nubi Visibilità Da Sud a sud-est (emisfero nord) Da nord a nord-est (emisfero sud) Acquazzoni, neve, acquaneve, o pioggia fine e fitta Mentre sta passando il Riscaldamento improvviso Livellamento Variabile Leggera pioggia fine e fitta Cirri, cirrostrati, altostrati, nembostrati, seguito da strati e Strati, qualche volta foschia; cumulonembi occasionalmente, in estate, cumulonembi Scarsa Scarsa, ma in miglioramento Umidità Aumenta regolarmente Stazionaria Dopo il passaggio del Più caldo, seguito da un livellamento Leggera risalita seguita da discesa Da Sud-Sud-Est (emisfero nord) Da Nord-NordEst (emisfero sud) Generalmente niente, qualche volta pioggia leggera e acquazzoni Schiarite con strati sparsi, qualche volta cumulonembi sparsi Abbastanza buona con foschia Aumenta, e quindi si stabilizza Il tempo al passaggio del Fronte caldo Fenomeni atmosferici Prima del passaggio del Mentre sta passando il Dopo il passaggio del Temperatura Caldo Raffreddamento rapido Stabilmente freddo Pressione atmosferica Vento Precipitazioni Nubi Visibilità Decresce costantemente Da sud-ovest a sud-est (emisfero nord) Da nord-ovest a nordest (emisfero sud) Brevi acquazzoni In aumento: Cirri, cirrostrati e cumulonembi Abbastanza scarsa con foschia Raggiunge il minimo, quindi aumenta rapidamente A raffiche, direzione variabile Temporali, qualche volta anche violenti Cumulonembi Scarsa, ma in miglioramento Aumenta costantemente Da nord a ovest (generalmente nordovest) (emisfero nord) Da sud a ovest (generalmente sudovest) (emisfero sud) Acquazzoni, seguiti da schiarite Cumuli Umidità Alta; stazionaria Rapido salto In caduta Buona, eccetto durante gli acquazzoni

9 Il stazionario Si ha un stazionario quando di due masse d'aria a contatto nessuna delle due riesce a sostituire l'altra. Si ha pertanto una situazione di stallo con eventuali fenomeni precipitativi che possono durare anche molti giorni simili a quelli di un caldo, finché o il si dissolve oppure si tramuta in un caldo o un freddo. FRONTE STAZIONARIO Il occluso Si ha un occluso quando un freddo (quindi più veloce) raggiunge un caldo. Il occluso può essere a carattere caldo o a carattere freddo, a seconda delle temperature-. Il occluso a carattere caldo è più frequente. Se un freddo a 5 C raggiunge un caldo a 7 C che sovrasta una massa d'aria a 3 C, entrambi salgono sopra quest'ultima, generando una situazione simile al caldo. Se invece il freddo ha l'aria più fredda di tutte si incunea sotto tutte e due le masse d'aria generando una situazione simile al freddo. I fenomeni del occluso sono però più violenti (spesso genera temporali) e persistenti. Sulle carte meteorologiche difficilmente si fa la distinzione fra i due tipi di fronti occlusi: se c'è nel occluso a carattere caldo i semicerchi sono pieni e i triangoli vuoti, in quello a carattere freddo i triangoli pieni e i semicerchi vuoti. A questo particolare tipo di viene spesso associata la teoria frontale dei cicloni, la quale spiega attraverso l'occlusione la formazione del ciclone extratropicale che si crea a volte a latitudini vicine ai poli.

10 La ciclogenesi (ciclone extratropicale) Il ciclone extratropicale si sviluppa seguendo varie fasi: Fase 1: Sul polare una massa d aria fredda e una calda incontrandosi danno luogo ad un stazionario. Fase 2: Il si incurva dando luogo ad un onda instabile e alla formazione dei fronti freddo e caldo. Fase 3: Il freddo raggiunge il caldo dando luogo ad un occlusione. Fase 4: L occlusione evolve fino ad avere le masse d aria disposte l una al di sopra dell altra in funzione della densità. Quindi il ciclone si dissolve.

11 Visione tridimensionale del ciclone extratropicale Visione Longitudinale del ciclone extratropicale