MASE DE AER ŞI FRONTURI ATMOSFERICE

Masele de aer sunt volume în care parametrii meteorologici au un caracter relativ constant (volume de aer care îşi conservă anumite elemente meteo : gradul de transparenţă al aerului, temperatura, umiditatea şi nebulozitatea).

Ca dimensiuni, masele de aer se pot întinde :

- pe orizontală – de la mii de kilometri până la sute de mii de kilometri;

- pe verticală – de la câţiva kilometri până la limita superioară a troposferei.

Masele de aer pot stagna o perioadă într-o zonă, dar se şi pot deplasa. Ele se formează deasupra zonelor în care elementele meteo variază puţin (marile deşerturi, gheţurile artice sau antarctice, deasupra anticiclonilor stabili sau staţionari).

Clasificarea maselor de aer se face după mai multe criterii :

a) criteriul termic:

- mase de aer cald – provin de la latitudini mici şi determină încălzirea vremii;

- mase de aer rece – provin de la latitudini mari şi determină răcirea vremii.

b) criteriul termo-dinamic (de stratificare) :

- mase de aer stabile – sunt masele de aer în care gradientul termic vertical în stratul inferior este mai mic decât cel normal (0,65˚C la fiecare 100 m). La aceste mase de aer nu se produce convecţia, nu se formează nori şi este caracteristică vremea senină, frumoasă. Sunt considerate mase de aer stabile masele de aer reci.

- mase de aer instabile – aici gradientul termic vertical este mai mare decât cel normal. Aceste mase de aer favorizează convecţia, cu formarea norilor şi căderea precipitaţiilor, rezultând deci o vreme închisă. Este considerată masă de aer tipic instabilă, masa de aer cald.

Masele de aer îşi pot schimba caracterul de stabilitate sau de instabilitate prin traversarea unor suprafeţe acvatice.

Astfel, o masă de aer stabilă, trecând iarna peste ocean, devine instabilă.

În timpul verii, o masa de aer instabilă trecând peste ocean, devine stabilă.

Din punct de vedere al genezei

1) Mase de aer arctice sau antarctice

Aceste mase de aer pot fi de două feluri : maritim arctice (antarctice) şi continental arctice (antarctice).

Cele maritim arctice sunt cele mai reci mase de aer. Sunt grele şi nu reuşesc să treacă peste zonele muntoase. Masele de aer maritim arctice se formează deasupra Oc.Îngheţat. sunt mase de aer instabile care generează precipitaţii sub formă de zăpadă iar pătrunderea lor în Europa determină ninsori timpurii sau târzii.

Masele de aer continental arctice se formează în nordul Siberiei, sunt reci uscate, vizibilitate peste 50 km. Determină o vreme foarte senină dar foarte rece. Nu reuşesc să treacă peste Munţii Ural.

2) Mase de aer polare

De asemenea şi aceste mase de aer pot fi de două feluri : maritim polare şi continental polare. Ele se formează deasupra anticiclonilor de la latitudini medii.

Masele de aer maritim polare se formează deasupra anticiclonului canadian. Sunt mase de aer stabile reci dar traversând Oc.Atlantic devin instabile prin încălzirea stratului inferior astfel că ajung pe teritoriul Europei ca mase instabile determinând o vreme închisă cu precipitaţii.

Masele de aer continental polare se formează deasupra anticiclonului siberian. Sunt mase de aer reci stabile care generează o vreme senină dar foarte rece. Pătrunderea pe teritoriul ţării noastre se manifestă sub formă de averse de zăpadă şi viscol.

3) Mase de aer tropicale

Şi acestea sunt de două feluri : maritim tropicale şi continental tropicale.

Masele de aer maritim tropicale se formează deasupra anticiclonului azoric. Sunt mase de aer foarte umede care pătrund până pe teritoriul ţării noastre. Determină averse de ploaie cu descărcări electrice, iar după ce umiditatea s-a consumat generează o vreme caldă şi senină.

Masele de aer continental tropicale se formează în nordul Africii, Arabia, Pakistan. Sunt mase de aer calde, uscate, cu vizibilitate redusă datorită pulberilor de nisip şi praf.

4) Mase de aer ecuatoriale

Se formează de o parte şi de alta a Ecuatorului. Sunt mase de aer foarte calde şi foarte umede. Ele se deplasează latitudinal de la E la W, excepţie făcând masele polare sau meridional de la S la N (sau de la N la S).

Deplasarea meridională determină pătrunderea aerului tropical la latitudini mari sau a aerului polar la latitudini mici.

Deplasarea maselor de aer dintr-o zonă în alta facilitează contactul dintre mase de aer cu caracteristici diferite. Zona de contact se numeşte zonă frontală iar fenomenul poartă denumirea de front atmosferic.

Fronturile atmosferice sunt caracteristice depresiunilor extratropicale, în talveguri depresionare şi foarte rar la periferia anticiclonilor.

Condiţiile ca să se formeze un front atmosferic sunt :

- diferenţa de temperatură dintre masele de aer să fie de cel puţin 5˚C ;

- să existe diferenţă de umiditate ;

- curenţii de aer să fie convergenţi.

Fenomenul de formare a fronturilor se numeşte frontogeneză şi se produce la curenţi convergenţi, iar fenomenul de distrugere a fronturilor se numeşte frontoliză şi se produce la curenţi divergenţi.

Fronturile atmosferice nu se întâlnesc în poziţie verticală ci uşor înclinate datorită aerului rece ce are poziţia unei pene sub aerul cald.

Zona de formare a fronturilor este pe coastele de est ale Americii de Nord, în nordul Oc.Pacific, vestul Europei şi Oc.Arctic.

Fronturile, după modul cum se formează, pot fi :

- fronturi principale – care iau naştere datorită mişcărilor meridionale a maselor de aer. Front arctic format între mase de aer arctice şi polare; front polar format între mase de aer polare şi tropicale; front tropical format între mase de aer tropicale şi ecuatoriale.

Zona frontală are lăţimea de ordinul zecilor de km şi înălţimea funcţie de masa de aer mai activă.

- fronturile secundare – iau naştere în interiorul depresiunilor extratropicale. Ele pot fi de mai multe feluri : front cald, front rece, front ocluz, front cvasistaţionar.

Frontul cald

Ia naştere când masa de aer cald este cea mai activă. Masa de aer cald fiind mai uşoară alunecă peste aerul rece, iar pe măsura înălţării pe panta formată iau naştere norii frontali şi cad precipitaţii cu caracter general ce durează aproximativ 14-16 h.

dir. vânt

Ci Ci – nori cirrus

Cs Cs – nori cirostratus

As – nori altostratus

aer cald Ns – nori nimbostratus

aer rece

precipitaţii cu caracter general 14-16 h

pe o suprafaţă de 300-400 km²

După trecerea frontului vremea se ameliorează, se încălzeşte, vântul e calm la moderat şi se roteşte, pot apărea nori stratus sau stratocumulus.

Frontul rece

Masa de aer mai activă este masa de aer rece şi funcţie de diferenţa de temperatură dintre aerul cald şi cel rece poate exista front rece de ordin I şi front rece de ordin II.

Front rece de ordin I – atunci când diferenţa de temperatură nu este mai mare de 5˚C.

Cb – nori cumulonimbus

Ci

Cs

aer rece aer cald

precipitaţii cu caracter general 5-7 h averse 4-6 h

pe o suprafaţă de 150-200 km² pe o suprafaţă de 100- 150 km²

Front rece de ordin II – când diferenţa de temperatură dintre aerul rece şi cel cald este foarte mare. Pe timp de vară vântul bate în rafale şi se semnalează descărcări electrice.

aer f. rece aer cald

averse 3-4 h averse 2-3 h

100-150 km² 50-100 km²

Frontul oclus

Este zona de întâlnire dintre două fronturi. Precipitaţiile sunt tipice frontului cald, frontului rece şi frontului oclus ce s-a format. Acest front poate fi cu caracter neutru, cald sau rece.

front cald

front rece

1. Frontul oclus neutru se formează când aerul rece din spatele frontului rece are aceeaşi temperatură cu aerul rece din faţa frontului cald.

2. Frontul oclus rece se formează când aerul rece din spatele frontului rece este mai rece decât aerul rece din faţa frontului cald.

3. Frontul oclus cald se formează când aerul rece din spatele frontului rece este mai cald decât aerul rece din faţa frontului cald.

aer cald aer cald

aer cald

aer aer aer aer aer aer

rece rece f.rece rece rece f.rece

Frontul cvasistaţionar

Simbolurile sunt :

Pentru depresiuni poziţia fronturilor este următoarea :

D

front rece 990

995

front cald

1000

sector cald

precipitaţii

Aspectul vremii la trecerea unei depresiuni, apropierea depresiunii poate fi identificată cu ajutorul norilor cirrus ce apar înaintea frontului cald la o distanţă de 800÷1000 km. Presiunea atmosferică scade, vântul suflă din NE şi E, cu apropierea depresiunii se intensifică şi încep precipitaţiile.

Trecerea frontului cald este marcată de schimbarea vântului din SW şi înseninarea cerului. În sectorul cald, temperatura creşte, presiunea scade, vântul încetează uneori la apariţia norilor stratus; poate să cadă burniţă.

După 24÷48 h, apare frontul rece cu averse, intensificare de vânt, scăderea temperaturii şi creşterea presiunii. După trecerea frontului temperatura rămâne scăzută, cerul se înseninează, vremea devine frumoasă şi rece. Durata vremii închise 5÷7 zile.

Ciclonii tropicali

Ciclonii sunt fenomene care se produc numai pe oceane la latitudini cuprinse între 5˚÷15˚ N(S), în condiţiile în care temperatura apei şi a aerului are valori peste 27˚C.

Ciclonii se destramă când suprafaţa lor se măreşte şi când întâlnesc uscatul deoarece nu mai sunt alimentaţi cu umiditate.

Ciclonul tropical are un diametru de 300 Mm la formare. Are două părţi : partea centrală cu un diametru de 30 Mm care se numeşte ochi “calm” sau vortex; aici aerul are numai mişcări ascendente, viteza de ascensiune spărgând plafonul norilor; nu este vânt; şi partea exterioară.

Elemente comparative ale depresiunilor extratropicale şi ale ciclonilor tropicali :

Depresiuni extratropicale	Ciclonii tropicali
Se formează la latitudini medii şi mari pe uscat şi ocean	Se formează la latitudini mici (5˚÷15˚) numai deasupra oceanelor
Se formează iarna deasupra oceanelor, vara deasupra uscatului şi ocupă suprafeţe de la câteva sute la 2000 km2	Se formează în orice perioadă a anului în condiţii de temperatură foarte ridicată, cu evaporare intensă, condensarea contribuind la creşterea energiei Suprafaţa ocupată 200÷300 km în diametru
Presiunea între 980÷1100 mb, izobarele fiind alungite latitudinal sau meridional	Presiunea este sub 980 mb şi poate scădea până la 930 mb cu izobare foarte dese şi concentrice
Gradientul baric orizontal până la 30 mb	Gradientul baric orizontal ajunge până la 120 mb
Direcţia de deplasare în sensul mişcării de rotaţie a Pământului (W-E) Si uneori retrograd (E-W)	Direcţia este de la E la W, uneori poate fi meandrat sau sub formă de spirale. Orice schimbare de direcţie a ciclonului duce la slăbirea vitezei vântului
Viteza de deplasare a depresiunii este de până la 120 km/h cu durata de 3-5 zile	Viteza de deplasare a ciclonului iniţial este de 10 Nd apoi 25 Nd Si 40 Nd, cu durata de 5-7 zile
Viteza vântului este de la 50÷150 km/h	Viteza vântului este mai mare de 64 Nd
Se caracterizează prin prezenţa fronturilor atmosferice	Nu se dezvoltă fronturi
Fenomenele meteo sunt diferite funcţie de zona depresiunii. În faţa depresiunii timpul este caracterizat de frontul cald cu sistemele noroase şi cu o zonă largă de precipitaţii cu caracter general. Vizibilitatea până la 2 Mm. În sectorul cald care se află între sectorul cald şi sectorul rece, dispar norii şi vântul slăbeşte. Deasupra oceanului uneori se formează ceaţă sau burniţă. În partea posterioară timpul este determinat de frontul rece care are nebulozitatea corespunzătoare cu averse în faţa frontului şi precipitaţii cu caracter general în spate. Vântul suflă în rafale	Fenomenele meteo sunt generate funcţie de cele două zone : - în vortex, ce are diametrul până la 30 Mm, vântul cade, mişcarea aerului se produce numai ascendent cu viteze mari încât sparge plafonul norilor. Marea este haotică cu valuri de hulă până la 25 m înălţime, ce se deplasează din toate părţile spre centru. La latitudini mai mari (aproape peste 30˚) devine mai neclar şi pătura de nori se măreşte, dar fără precipitaţii - în zona exterioară, cu diametru de 250÷260 Mm, cerul este acoperit cu toate tipurile de nori, vântul din apropierea vortexului are în jur de 135 Nd iar spre exterior viteza scade spre 64 Nd. Cad precipitaţii sub formă de aversă ce reduc vizibilitatea la câteva cabluri. Au loc descărcări electrice şi valuri de hulă mari orientate spre centru. Distanţa parcursă este până la 3000 Mm.
Descompunerea sau umplerea depresiunii se produce odată cu ocluzia fronturilor	Descompunerea are loc când creşte suprafaţa la latitudini de 30˚÷35˚, când suprafaţa se dispersează sau când întâlnesc pământul şi nu mai sunt alimentaţi cu vapori de apă

Ciclonii tropicali se manifestă în Pacificul de N şi de S, în Oc.Indian de N şi de S şi în Atlanticul de N. indiferent de bazin şi perioadă, fiecare ciclon tropical se manifestă diferit, are dimensiuni, traiectorii şi amplasări diferite.

Ciclonii poartă nume diferite şi anume :

- uragane – în Atlanticul de N;

- huricane – pe coastele de W ale Statelor Unite şi ale Mexicului;

- cicloni tropicali – în Oceanul Indian;

- taifun – în zona Japoniei (Pacific);

- baguias – în zona Insulelor Filipine;

- Willie-Willie – în nord-estul Australiei.

Fiecare ciclon are un nume propriu. Acestea se iau în ordine alfabetică în funcţie de ordinea apariţiei lor. Litera indică al câtelea ciclon este pentru acea zonă.

În formarea perturbaţiilor tropicale pot exista diferite faze, înainte de formarea unui ciclon propriu-zis.

Prima perturbaţie se numeşte depresiune tropicală “T.D.” ● , în care vântul ajunge până la 33 Nd.

Apoi furtună tropicală “T.S.” , vântul are între 33÷47 Nd.

A treia fază este cea de furtună tropicală puternică “S.T.S.” , viteza vântului 47÷64 Nd.

Ciclon tropical “C.Y.” , vânt cu peste 64 Nd.

Semnele apariţiei ciclonilor

1. Scăderea presiunii sub valoarea amplitudinii (3÷4 mb) şi dispariţia mareei barometrice.

2. Apariţia norilor cirrus sub formă de gheară de pisică, urmaţi şi de alte tipuri de nori care se deplasează spre centru.

Poziţia centrului ciclonului se poate determina cu ajutorul legii Buys-Ballot, care spune că în emisfera nordică, având vântul în faţă centrul furtunii va fi în dreapta, puţin înapoi şi anume, la vânt de forţa 6, va fi 125˚÷135˚ Rp; la o scădere a presiunii de 10 mb, va fi la dreapta Rp=110˚; la o scădere de 20 mb va fi la Rp=90˚.

Pentru emisfera sudică, aceleaşi valori, dar centrul va fi în stânga, puţin înapoi.

Apar valuri de hulă care se deplasează mai repede decât ciclonul şi încep descărcările electrice ce produc paraziţi în aparatura radio, însoţite de averse de ploaie ce reduc vizibilitatea la câteva cabluri.

Articolul 35 din Convenţia Internaţională pentru Ocrotirea Vieţii pe Mare (SOLAS), stabileşte conţinutul mesajului de pericol pe care trebuie să-l transmită orice navă ce a observat semnele caracteristice ciclonului. Mesajul trebuie să conţină :

- data, ora şi poziţia navei care a observat fenomenul;

- presiunea atmosferică corectată;

- tendinţa presiunii din ultimele 3h;

- direcţia reală a vântului şi forţa vântului pe scara Beaufort;

- hula şi direcţia din care vine;

- drumul şi viteza din ultimele 3 h.

Manevra navei trebuie să ţină cont de cele două sectoare ale fiecărui ciclon, semicercul periculos S.P. şi semicercul manevrabil S.M.

deplasarea ciclonului

Traiectoria pe care

trebuie să o ia nava S_M

pentru evitarea ciclonului

S_M

Zonele afectate de cicloni, denumirea locală, numărul pe an şi durata

Zone	Denumirea locală	Număr / an	Durata (zile)
Antile - Caraibe	uragan	9 – 10	9
W Californiei şi al Mexicului	hurican	9 – 10	7
Filipine, Marea Chinei de S, Japonia	taifun sau baguias	28	10
Pacificul central	uragan	6 – 7	7
N şi NW Australiei	Willie - Willies	2 – 3	9
W Oc.Indian	orcane	9	până la 10
Golful Bengal şi Marea Arabiei	ciclon	3 – 4	4 – 5