NOCCHIERO

Nocchiero
Appunti di meteorologia a cura del Prof. Natalino Usai
Il fronte meteorologico
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.
Le masse d’aria che arrivano in Europa
Am – Artica mzrittima
Ac – Artica cotinentale
Pm – Polare marittima
Pc – Polare continentale
Tm – Tropicale marittima
Tc – Tropicale continentale
Il fronte meteorologico
In meteorologia, fronte 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 fronte 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 fronte.
I tipi di fronti meteorologici principali e più comuni sono 4, descritti nelle carte
meteorologiche da linee con simboli diversi:
fronte caldo;
fronte freddo;
fronte stazionario;
fronte occluso.
Simboli di rappresentazione dei fronti meteorologici:
1. fronte freddo
2. fronte caldo
3. fronte stazionario
4. fronte occluso
Centrale elettrica
5. superficie di attraversamento
6. linea di burrasca
7. linea di secco
8. onda tropicale
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 (fronte caldo, fronte freddo, fronte
occluso) con indicazione della pressione al suolo e dei minimi e massimi barometrici.
Il fronte caldo
Si ha un fronte 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 fronte. 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 fronte 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 fronte, si ha aria calda ma meno umida.
Il fronte 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 fronte si preannuncia con la diminuzione
della pressione e all'aumento di temperatura.
Il passaggio di questo fronte 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.
Il fronte freddo
Si ha un fronte 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 fronte 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 fronte 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 fronte freddo sono a sviluppo verticale cumuli e
cumulonembi.
Il fronte 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 fronte si trova in quota in
prossimità di correnti a getto, ne consegue che davanti il fronte 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 fronte si preannuncia con una diminuzione di temperatura,
aumento del vento e migliore visibilità.
Il tempo al passaggio del Fronte freddo
Fenomeni atmosferici
Prima del passaggio del Mentre sta passando il
fronte
fronte
Temperatura
Freddo
Dopo il passaggio del
fronte
Riscaldamento
improvviso
Più caldo, seguito da
un livellamento
Livellamento
Leggera risalita
seguita da discesa
Vento
•Da Sud a sud-est
(emisfero nord)
•Da nord a nord-est
(emisfero sud)
Variabile
•Da Sud-Sud-Est
(emisfero nord)
•Da Nord-NordEst
(emisfero sud)
Precipitazioni
Acquazzoni, neve,
acquaneve, o pioggia
fine e fitta
Leggera pioggia fine e
fitta
Generalmente niente,
qualche volta pioggia
leggera e acquazzoni
Pressione atmosferica Decrescita regolare
Nubi
Visibilità
Umidità
Cirri, cirrostrati,
altostrati, nembostrati,
seguito da strati e
Strati, qualche volta
foschia;
cumulonembi
occasionalmente, in
estate, cumulonembi
Scarsa, ma in
Scarsa
miglioramento
Aumenta regolarmente
Stazionaria
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
fronte
fronte
fronte
Temperatura
Caldo
Pressione atmosferica
Raggiunge il minimo,
Decresce costantemente quindi aumenta
rapidamente
Vento
•Da sud-ovest a sud-est
(emisfero nord)
A raffiche, direzione
•Da nord-ovest a nord- variabile
est (emisfero sud)
Precipitazioni
Brevi acquazzoni
Temporali, qualche
volta anche violenti
•Da nord a ovest
(generalmente nordovest) (emisfero nord)
•Da sud a ovest
(generalmente sudovest) (emisfero sud)
Acquazzoni, seguiti da
schiarite
Nubi
In aumento: Cirri,
cirrostrati e
cumulonembi
Cumulonembi
Cumuli
Visibilità
Abbastanza scarsa con
foschia
Scarsa, ma in
miglioramento
Buona, eccetto durante
gli acquazzoni
Umidità
Alta; stazionaria
Rapido salto
In caduta
Raffreddamento rapido Stabilmente freddo
Aumenta costantemente
Il fronte stazionario
Si ha un fronte 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
fronte caldo, finché o il fronte si dissolve oppure si tramuta in un fronte caldo o un
fronte freddo.
FRONTE
STAZIONARIO
Il fronte occluso
Si ha un fronte occluso quando un fronte freddo (quindi più veloce) raggiunge un
fronte caldo.
Il fronte occluso può essere a carattere caldo o a carattere freddo, a seconda delle
temperature-. Il fronte occluso a carattere caldo è più frequente.
Se un fronte freddo a 5 °C raggiunge un fronte caldo a 7 °C che sovrasta una massa
d'aria a 3 °C, entrambi salgono sopra quest'ultima, generando una situazione simile al
fronte caldo.
Se invece il fronte freddo ha l'aria più fredda di tutte si incunea sotto tutte e due le
masse d'aria generando una situazione simile al fronte freddo. I fenomeni del fronte
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 fronte 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 fronte 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.
La ciclogenesi (ciclone extratropicale)
Il ciclone extratropicale si sviluppa seguendo varie fasi:
Fase 1: Sul fronte polare una massa d’aria fredda e una calda incontrandosi danno luogo
ad un fronte stazionario.
Fase 2: Il fronte si incurva dando luogo ad un’onda “instabile” e alla formazione dei
fronti freddo e caldo.
Fase 3: Il fronte freddo raggiunge il fronte 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.
Visione tridimensionale del ciclone extratropicale
Visione Longitudinale del ciclone extratropicale