CORSO DI METEOROLOGIA GENERALE E AERONAUTICA
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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 U.M.A. Home Page - Ufficio Meteorologico Aeroportuale www.ufficiometeo.it 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 2 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica 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 3 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 4 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 5 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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) 6 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 8 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini FORMAZIONE DI CICLONI EXTRATROPICALI Q fase stazionaria – fronte polare stabile – attraverso linea fronte Q rapida variazione di temperatura e umidità Q wind shear 9 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 10 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 11 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 12 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 13 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 14 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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. 15 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 16 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 17 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 18 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 19 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini FRONTE CALDO 20 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 21 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 22 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 23 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 24 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini FRONTE FREDDO 25 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica 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 26 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica 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. 27 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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) 29 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini FRONTE OCCLUSO 30 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini FRONTE OCCLUSO Fronte occluso freddo Fronte occluso caldo 31 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 32 Corso di Meteorologia Generale e Aeronautica Ciclogenesi delle Medie Latitudini 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 33
