3 Carte meteo e fronti

Carte meteorologiche, fronti, instabilità
• Le scale meteorologiche
• Le masse d’aria
• Alte e basse pressioni
• Le carte meteorologiche
• I sistemi frontali
Plampincieux, 28 maggio 2007
Le scale meteorologiche
1.
Scala planetaria: fenomeni che si estendono su 10000 - 40000 km e che
perdurano da settimane a mesi.
2.
Scala sinottica: fenomeni estesi anche 10000 km che - come i fronti, le
masse e le grandi perturbazioni - perdurano per giorni o settimane.
3.
Sistemi a mesoscala: questi fenomeni operano su scale temporali di ore
- giorni e si estendono su dimensioni orizzontali da 1 a qualche centinaia
di km (esempi: brezze e temporali).
4.
Microscala: fenomeni limitati a scale spaziali inferiori al chilometro e che
durano meno di un’ora (esempi: tornado e trombe marine).
Alcuni effetti come l’accelerazione di Coriolis operano solo ad alcune
scale (planetaria e sinottica) mentre a scale più piccole il loro effetto è
trascurabile rispetto ad altri.
Le masse d’aria
Le masse d’aria sono grandi porzioni d’aria dalle caratteristiche uniformi. Queste si
possono estendere per un intero continente mantenendo sostanzialmente invariate la
temperatura e l’umidità. Una buona parte dei fenomeni meteorologici ai quali siamo
interessati avviene sul margine delle masse d’aria (“fronti”). Le masse d’aria possono
essere classificate in modi diversi:
– in base all’origine
– in base alle loro caratteristiche termodinamiche (soprattutto la T)
– in base alle influenze subite
Movimenti delle masse d’aria
– Avvezione: spostamento orizzontale
– Convezione: spostamento verticale
Le masse d’aria
(origine geografica)
– Aria Artica (A): proveniente dal Mar Glaciale Artico
– Aria Polare (P): proveniente dalle regioni fredde delle alte o
medie latitudini, secondo la stagione
– Aria Tropicale (T): proveniente dalla fascia subtropicale delle
alte pressioni
– Aria Equatoriale (E): proveniente dalle zone equatoriali, ma che
non raggiunge l’Europa
Le masse d’aria
(caratteristiche termodinamiche)
– Massa d’aria calda: una massa d’aria più calda delle masse d’aria adiacenti o
della superficie sulla quale si sposta.
– Massa d’aria fredda: una massa d’aria più fredda delle masse d’aria adiacenti
o della superficie sulla quale si sposta.
L’aria artica è sempre una massa fredda, dato che è l’aria più fredda che
conosciamo.
L’aria polare può assumere il ruolo di massa fredda o di massa calda a seconda
della sua origine e secondo la stagione.
L’aria tropicale, per le nostre latitudini, è sempre una massa calda. Per contro, a
latitudini più basse, può assumere il ruolo di massa fredda in confronto all’aria
equatoriale.
I parametri caratteristici delle masse d’aria
• La temperatura (rilevata abbastanza in alto per
eliminare l’influenza del riscaldamento o del
raffreddamento del suolo)
• Il gradiente verticale di temperatura
• L’umidità specifica
• La visibilità
• Le nubi e le precipitazioni
Caratteristiche delle masse d’aria
Masse Fredde
Masse Calde
Bassa
Alta
Valori elevati
Valori scarsi
Scarsa
Elevata
Visibilità
Buona-Ottima
Mediocre
Nuvolosità
Cumuliforme
Stratiforme
Rovesci
Pioggia
A Raffiche
Teso
Temperatura
Grad. Temperatura
Umidità specifica
Precipitazioni
Vento
I Fronti
Il fronte è la superficie di separazione tra masse d’aria di caratteristiche
differenti. Nella circolazione a grande scala tra la cella di Ferrel e la cella
polare esiste una superficie di separazione: il fronte polare. Quest’ultimo
è stato il primo fronte studiato dalla scuola norvegese (Bjerknes et al.).
FRONTE FREDDO: un fronte che si sposta sotto la spinta di una massa fredda
FRONTE CALDO: un fronte che si sposta sotto la spinta di una massa calda
SETTORE CALDO: il volume d’aria compreso tra un fronte caldo ed un fronte freddo
I Fronti
Per localizzare i fronti su una mappa al suolo bisogna osservare:
– Forti variazioni di temperatura su piccole distanze
– Cambiamenti nell’umidità
– Variazioni nella direzione del vento
– Variazioni di pressione
– Pattern di precipitazione e nuvolosità
Cicloni extratropicali
Sono depressioni sviluppate a tutte le quote. Tipicamente sono
corredati da un fronte caldo e un fronte freddo.
Portano sicuramente brutto tempo con piogge prima del fronte
caldo, dopo e al transito del fronte freddo, venti forti e drastico
calo delle temperature al passaggio del fronte freddo.
Attorno ad una depressione la circolazione dei venti è antioraria.
I cicloni tropicali sono… peggio e sono più piccoli. La tipica
dimensione di un ciclone extratropicale è 1000 km contro le
poche centinaia di km degli altri.
Le trombe d’aria sono una cosa completamente diversa e sono
molto più piccole (decine o centinaia di metri).
Alte e basse pressioni
Fronte caldo
Fronte freddo
ANTICICLONI E DEPRESSIONI
CIRCOLAZIONE TRIDIMENSIONALE
ANTICICLONE = CONVERGENZA IN
ALTA QUOTA ED AVVITAMENTO
DELL’ARIA VERSO IL BASSO (IN
SENSO ORARIO) -> DISSOLVIMENTO
NUBI. DIVERGENZA AL LIVELLO DEL
SUOLO
DEPRESSIONE = CONVERGENZA NEI
BASSI STRATI ATMOSFERICI E
MOTO VERTICALE VERSO L’ALTO
DELL’ARIA (IN SENSO ANTIORARIO)
-> FORMAZIONE DI NUBI E
PRECIPITAZIONI. DIVERGENZA IN
ALTA QUOTA
LA FORZA DI CORIOLIS
Carte di pressione
In quota
Al suolo
INTERPRETAZIONE DELLE CARTE ANALITICHE
CARTA DI ANALISI DEI FRONTI E
DEI CAMPI BARICI AL SUOLO
INTERPRETAZIONE DI UNA CARTA
METEOROLOGICA AL SUOLO
IL FRONTE CALDO
LA PENDENZA DELLA
DISCONTINUITÀ FRONTALE
È DI 7 - 10 m/Km
IL FRONTE FREDDO
LA PENDENZA DELLA
DISCONTINUITÀ FRONTALE
È DI 60 - 80 m/Km
IL FRONTE OCCLUSO
SCOMPARSA DEL SETTORE
CALDO AL SUOLO ED
ESPULSIONE DELL’ARIA CALDA
ED UMIDA VERSO L’ALTO
ILLUSTRAZIONE FRONTALE
il fronte
caldo
• Nel caso di un fronte caldo, l’aria calda meno densa tende a scivolare
sopra l’aria fredda che incontra. In questo contesto l’aria calda ed
umida sollevandosi si raffredda ed il vapore acqueo condensa
producendo nubi e precipitazioni; si tratta di instabilità piuttosto
«debole o moderata », più marcata se oltre al sollevamento frontale vi
è la concomitanza di un sollevamento orografico.
ILLUSTRAZIONE FRONTALE
il fronte
freddo
• Nel caso di un fronte freddo, la massa d’aria che avanza s’incunea al
di sotto di una massa calda ed umida sollevandola. L’aria calda di
conseguenza si raffedda ed il vapore acqueo condensa producendo
nubi e precipitazioni. La pendenza del fronte freddo è tale che il
processo ascendente è spesso intenso e può dar luogo a piogge o
rovesci intensi nonché a temporali anche forti.
L’INTERO SISTEMA FRONTALE
FRONTE CALDO + FREDDO
VISTA COMPLESSIVA DI UN SISTEMA FRONTALE CON
FRONTE CALDO ASSOCIATO A NUBI STRATIFORMI E
FENOMENOLOGIA DUREVOLE MA NON INTENSA; POI
SETTORE CALDO CON PARZIALE MIGLIORAMENTO E
INFINE IL FRONTE FREDDO, SPESSO MOLTO ATTIVO CON
PIOGGIA O NEVE DI MODERATA/FORTE INTENSITÀ.
EVOLUZIONE FRONTALE
Un sistema frontale nella sua fase di
maturazione
Il fronte
freddo avanza più avanzata tende a
velocemente rispetto al fronte caldo
generare un fronte occluso