CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA

CORSO DI METEOROLOGIA
GENERALE E AERONAUTICA
4 - Ciclogenesi delle Medie Latitudini
MODELLO DEL FRONTE POLARE
MASSE D’ARIA
FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI
ANALISI DI UNA PERTURBAZIONE
FRONTI CALDI - FREDDI - OCCLUSI
Dr. Marco Tadini
meteorologo
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Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica
Ciclogenesi delle Medie Latitudini
CICLOGENESI MEDIE LATITUDINI
MODELLO DEL FRONTE POLARE
Q
Q
Q
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
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Ciclogenesi delle Medie Latitudini
MASSE D’ARIA
Q
volume di aria a temperatura ed umidità costante
– dimensioni ordine qualche centinaio di miglia
Q
caratteristiche determinate da:
– regione d’origine
Q
temperatura - umidità caratteristiche regione provenienza
– regioni attraversate
Q
modifica proprietà originali secondo regioni attraversate
Q
modifiche:
– consistenti se spostamenti lenti
– non consistenti se spostamenti veloci
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MASSE D’ARIA
Q
caratteristiche originali
– località prossime a nuclei di H dinamica o termica
Q
superficialmente omogenee a grande scala
Q
prive di consistenti venti superficiali
– adattamento a proprietà termiche - igrometriche superficie
– provenienza:
Q
ARTICA
dal Mar Glaciale Artico
Q
POLARE
dalle regioni fredde delle alte o medie latitudini
Q
TROPICALE
dalla fascia subtropicale delle alte pressioni
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MASSE D’ARIA
Q
caratteristiche acquisite
– temperatura relativamente a superficie attraversata
Q
FREDDA:
temperatura massa inferiore a superficiale
Q
CALDA:
temperatura massa superiore a superficiale
– umidità relativamente a superficie attraversata
Q
CONTINENTALE:
recente traiettoria su continente
Q
MARITTIMA:
recente traiettoria su mare
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MASSE D’ARIA
Q
identificate con una simbologia a tre lettere
– prima (minuscola): origine
Q
continentale, marittima
– seconda (maiuscola): provenienza
Q
Artica, Polare, Tropicale,
– terza (maiuscola): temperatura
Q
fredda (K), calda (W)
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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
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FRONTE POLARE
Q
separa masse d’aria fredda polare e calda tropicale
Q
circa latitudine 60°N
– fascia bassa
pressione polare
– convergenza dei
venti superficiali
Q
venti orientali polari
Q
venti occidentali
medie latitudini
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FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI
Q
fase stazionaria
– fronte polare stabile
– attraverso linea fronte
Q
rapida variazione di
temperatura e umidità
Q
wind shear
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FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI
Q
fase sviluppo
– creazione punto di minimo
barico lungo fronte polare
Q
elevato gradiente termico
– deformazione “ad onda”
della linea fronte polare
Q
fronte freddo e caldo
– avvio rotazione antioraria
masse aria intorno a minimo
Q
Q
approfondimento minimo e formazione ciclone
ciclone inserito nel flusso occidentale
– trasla verso est a 15 - 20 kt
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FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI
Q
fronte caldo
– ad est del minimo
– dove ciclone “spinge”
aria calda verso nord
Q
fronte freddo
– ad ovest del minimo
– dove ciclone “tira”
aria fredda verso sud
Q
settore caldo
– tra i due fronti
– a sud del minimo
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FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI
Q
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
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FRONTI
Q
definizione
– FRONTE: zona di transizione tra due diverse masse d’aria
Q
proprietà
– estensione orizzontale ordine centinaia miglia
– estensione temporale ordine settimana
– classificati in base al movimento
Q
freddo
massa aria fredda in avanzamento
Q
caldo
massa aria calda in avanzamento
Q
stazionario
assenza movimenti apprezzabili
Q
occluso
fronte freddo sovrappone fronte caldo
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FRONTI
Q
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
Q
sempre aria fredda incuneata sotto aria calda
– valori caratteristici:
Q
fronte freddo
da 1/50 a 1/100
Q
fronte caldo e stazionario:
circa 1/200
Q
fronte occluso:
dipende da natura occlusione
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FRONTI
Q
fronte in quota
– 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.
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FRONTI
Q
zona frontale
– 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
Q
spessore inferiore in prossimità suolo
Q
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
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FRONTE CALDO
Q
Q
Q
Q
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
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FRONTE CALDO
Q
aria calda scivola lenta
su aria fredda
– aria calda meno densa
e pesante di quella fredda
– aria calda scivola su
cuneo di aria fredda
Q
superficie frontale
inclinata di pochi gradi
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FRONTE CALDO
Q
formazione di nubi stratiformi
– innalzandosi, aria calda raffredda e condensa
– lenta risalita produce nubi stratiformi
Q
nubi con dimensione orizzontale preponderante
– nubi di altezza decrescente ad approssimarsi del fronte
Q
NUBI ALTE:
cirri, cirrostrati
Q
NUBI MEDIE:
altocumuli, altostrati
Q
NUBI BASSE:
strati, nembostrati
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FRONTE CALDO
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FRONTE CALDO
Q
precipitazioni
–
–
–
–
Q
appaiono con altostrati
pioggia debole o moderata, pioviggine, neve
debole intensità, lunga durata
a volte evaporano prima del suolo (virga)
variazioni caratteristiche
– vento:
– temperatura:
–
–
–
ruota da SSE a SSW
lento aumento
Q lieve flessione se presenza di virga
pressione:
rapida diminuzione
umidità relativa: lento aumento, rapido nelle precipitazioni
visibilità:
peggioramento
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FRONTE FREDDO
Q
Q
Q
Q
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
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FRONTE FREDDO
Q
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
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FRONTE FREDDO
Q
formazione di nubi cumuliformi
– innalzandosi, aria calda raffredda e condensa
– violento innalzamento produce nubi cumuliformi
Q
nubi con dimensione verticale preponderante
Q
cumuli, cumulonembi
– nubi disposte lungo la linea frontale
Q
precipitazioni
– rovesci di pioggia, temporali
– forte intensità, breve durata
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FRONTE FREDDO
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Ciclogenesi delle Medie Latitudini
FRONTE FREDDO
Q
variazioni caratteristiche
– vento:
ruota da SSW a WNW con raffiche
– temperatura:
rapida diminuzione
– pressione:
rapido aumento
– umidità relativa: diminuzione
– visibilità:
buona, tranne che nelle precipitazioni
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Ciclogenesi delle Medie Latitudini
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.
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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.
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ESAURIMENTO DI UNA PERTURBAZIONE
Q
fronte caldo e freddo ruotano attorno minimo barico
Q
fronte freddo più rapido di quello caldo
– raggiunge e si sovrappone a quello caldo
– si forma occlusione o fronte occluso (caldo o freddo)
Q
si ripristina la linea del fronte polare stazionario
– a meno di nuovi squilibri (afflussi di aria esterna al ciclone)
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FRONTE OCCLUSO
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FRONTE OCCLUSO
Fronte occluso freddo Fronte occluso caldo
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FRONTE OCCLUSO FREDDO
Q
l’aria fredda post fronte freddo
– più fredda rispetto a quella pre fronte caldo
Q
aria calda intermedia
– completamente innalzata dal suolo
– condensazione rilascia calore latente
Q
ultima energia disponibile per ciclone
– terminano i processi di innalzamento aria umida
Q
Q
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
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FRONTE OCCLUSO CALDO
Q
l’aria fredda post fronte freddo
– più calda di quella pre fronte caldo
– scivola su questa, come in normale fronte caldo
Q
aria calda intermedia
– completamente innalzata dal suolo
Q
tempo meteorologico
– simile a fronte caldo
– precipitazioni più intense
– vento più a raffiche e variabile
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