Masy powietrza
Przebieg pogody związany jest ściśle z ruchem mas powietrza, które wyodrębniają się w troposferze w procesie ogólnej cyrkulacji atmosfery. Masa powietrza charakteryzuje się tym, że zajmuje ogromny obszar, nieraz rzędu wielu milionów km2, wewnątrz którego występuje mniej więcej jednakowa, pionowa zmienność temperatury, wilgotności, stopnia zanieczyszczenia itp. W masie powietrza utrzymującej się przez dłuższy czas nad określonym obszarem kształtuje się właśnie, w wymiku oddziaływania podłoża (wymiany ciepła i pary wodnej z tym podłożem), charakterystyczny dla niej pionowy rozkład wymienionych parametrów fizycznych i określony typ pogody. Obszar, w którym formuje się masa powietrza nosi nazwę obszaru źródłowego. Uformowane w głównych obszarach źródłowych cztery podstawowe masy powietrzne - arktyczna (antarktyczna), polarna, zwrotnikowa i równikowa - oddzielone są od siebie wąskimi strefami przejściowymi. Strefy te noszą nazwą frontów atmosferycznych. Główne fronty atmosferyczne to: zwrotnikowy, polarny i arktyczny. Front zwrotnikowy rozdziela powietrze równikowe od zwrotnikowego. Mniej więcej na 45o szerokości geograficznej północnej, między powietrzem zwrotnikowym a polarnym, położony jest front polarny. Powietrze polarne od arktycznego oddziela trzeci główny front - arktyczny, który przebiega około 70o szerokości geogroficznej północnej. Należy dodać, że fronty atmosferyczne zmieniają swoje położenie w zależności od pory roku. W klasyfikacji mas powietrznych uwzględnia się następujące elementy:
- region powstawania (źródłowy) rozważanej masy. W zależności od położenia geograficznego obszaru źródłowego rozróżnia się następujące, wymienione już główne masy powietrza: powietrze arktyczne (PA) - powstaje w rejonie arktyki; polarne (PP) - tworzy się w szerokościach umiarkowanych; zwrotnikowe (PZ) - powstaje w podzwrotnikowych szerokościach geograficznych; równikowe (PR) - kształtuje się w strefie równikowej.
- stopień wilgotności. Jeśli obszar żródłowy jest kontynentem, masa klasyfikowana jest jako kontynentalna (k), a jeśli oceanem - jako morska (m);
- temperaturę masy względem podłoża, nad jakie napływa. Masa o temperaturze wyższej niż temperatura podłoża, nad które napływa, określana jest jako ciepła (c) a o temperaturze niższej - jako chłodna (ch).
Masy powietrza przemieszczając się znad obszaru źródłowego nad obszarem o innych właściwościach fizjograficznych kształtują w jego obrębie właście sobie warunki meteorologiczne. Płynąc lub utrzymując się dłużej nad nowym podłożem, masa powietzra zmienia pod jego wpływem pierwotne właściwości. Inaczej oddziałue ląd, inaczej powieszcznia wodna, która wzbogaca masę powietrza w parę wodną.
Fronty atmosferyczne
Jeśli dwie masy powietrza różniące się właściwościami fizycznymi, a szczególnie temperaturą, zetkną się ze sobą, to powstaje między nimi cienka warstwa przejściowa, którą nazywamy powieszchnią frontową lub frontem atmosferycznym. Obszar przecięcia się wymienionej warstwy z powieszchnią Ziemi nazywamy linią fontu. W obszarze tej warstwy występują duż poziome gradienty elementów meteorologicznych, zwłaszcza temperatury oraz zmienia się kierunek i prędkość wiatru. Duże, nierzadko skokowe zmiany poziome temperatury powodują powstanie w strefie fronyowej pionowego ruchu powietrza, który jest z kolei przyczyną dużego zachmurzenia i opadów. Fronty atmosferyczne powstają na ogół pod wpływem określonych ruchów w atmosferze,. zbliżających do siebie masy powietrza o różnych temperaturach. Ponadto muszą istnieć i wzrastać poziome gradienty temperatury powietrza, warunkujące powstanie frontu zamiast stopniowego przechodzenia jednej masy powietrza w drugą. Takie tworzenie się frontu nazywa się frontogenezą, a zanikanie frontu nosi nazwę frontolizy.
Podział frontów
Fronty atmosferyczne mogą być stacjonarne, czyli nie wykazujące wyraźnego ruchu lub ruchome. Do najważniejszych stacjonarnych frontów atmosferycznych należą wymienione przy omawianiu mas powietrza tzw. główne fronty atmosferyczne - arktyczny, polarny i zwrotnikowy, stanowiące planetarne strefy frontowe. W froncie stacjonarnym trudno jest określić typowy przebieg pogody; poszczególne odcinki tego frontu mogą charakteryzować się odmiennymi warunkami pogodowymi. Front stacjonarny określony jest na mapie kreskami na przemian czerwonymi i niebieskimi lub na przemian ząbkami półkolistymi czarnymi i trójkątnymi czarnymi, przy czym pierwsze zwrócone są w stronę powietrza chłodnego, a drugie w stronę powietrza ciepłego. Fronty ruchome można podzielić na ciepłe, chłodne i zokludowane.
Front ciepły - jest warstwą przejściową między ustępującym powietrzem chłodnym a nasuwającym się nań powietrzem ciepłym, charakteryzującą się przy tym małym kątem nachylenia względem powieszchni Ziemi. Przy fronci ciepłym powietrze cieplejsze, wślizgując się wzdłuż powieszchni frontowej na powietrze chłodniejsze, oziębia się adiabatycznie i ulega kondensacji. W wyniku tego powstają chmury pierzaste i warstwowe, od Ci i Cs poprzez As aż do Ns. Chmury warstwowe deszczowe dają zwykle ciągłe opady deszczu lub śniegu, przy czym strefa opadów występuje przed linią frontu i rozciąga się średnio na 200 - 400 km. W układzie frontu ciepłego przy równowadze chwiejnej mogą powstawać również chmury kłębiaste deszczowe i powodować ulewy oraz burze. Ponad 80% wody opadowej w Polsce środkowej i północnej stanowią opady frontowe, przy czym tylko czwarta jej część pochodzi z frontów ciepłuch. Front ciepły przynosi pogodę pochmurną, deszcze, a w zimie odwilż i opady śniegu. Układ chmur frontu ciepłego ma duży zasięg pionowy. Dlatego pierwszym, ważnym w praktyce, wskaźnikiem zbliżania się tego frontu są chmury pierzaste przechodzące, w miarę przemieszczania się frontu ciepłego od miejsca obserwacji, w chmury warstwowo - pierzaste, potem w chmury średnie warstwowe lub średnie kłębiaste, a nastęnie w deszczowe. Na mapie synoptycznej front ciepły kreślony jest kolorem czerwonym lub półkolistymi czarnymi ząbkami zwróconymi w kierunku przemieszczania się frontu.
Front zimny - jest to warstwa przejściowa między ustępującym powietrzem ciepłym a napływającym dołem powietrzem chłodnym. Powietrze chłodne przemieszcza się dołem do przodu, a powietrze ciepłe cofa się przed nim lub zostaje przez powietrze chłodne wypchane do góry. Wskutek wpływu tarcia czoło szybko przemieszczającego się przy ziemi chłodnego powietrza ma kształt tępego klina, wobec czego powieszchnia frontowa, w odróżnieniu od frontu ciepłego, wznosi się stromo. Wypierane gwałtownie do góry ciepłe powietrze powoduje tworzenie się wzdłuż przedniej strony frontu silnie rozbudowanych chmur kłębiastych deszczowych, którym w lecie towarzyszą deszcze przelotne o charakterze ulewnym, często z burzami, miekiedy grad, a w zimie obfite opady śnieżne i zawieje. Przemieszczanie się tego frontu jest na ogół szybsze niż ciepłego, dlatego też szybsze są również zmiany pogody. Przed nadejściem frontu chłodnego ciśnienie szybko spada, a temperatura wzrasta, zwiększa się też niekiedy bardzo znacznie prędkość i porywistość wiatru. Po przejścu tego frontu występują opady burzowe, zwykle krótkotrwałe, temperatura spada, ciśnienie stopniaowo wzrasta i zmniejsza się powoli prędkość wiatru. Połowa wszystkich opadów frontowych w Polsce środkowej i północnej pochodzi z frontów chłodnych. Front chłodny kreślony jest na mapie kolorem niebieskim lub trójkątnymi czarnymi ząbkami zwróconymi w kierunku przemieszczania się frontu.
Front okluzji - jeśli szybciej przemieszczający się front chłodny dogoni znajdujący się przed nim front ciepły, wówczas wycinek ciepły niżu coraz bardziej się zwęża w kierunku poziomym i w końcu dochodzi do połączenia obu frontów przy powieszchni Ziemi, w wyniku czego powstaje tak zwany front złożony, czyli okluzja. Podczas okluzji ośrodek niskiego ciśnienia utworzony w szczytowej strefie wycinka ciepłego oddziela się, a ciepłe powietrze tego wycinka zostaje wypchane do górnej części troposfery. Począwszy od tego stadium niż zaczyna słabnąć, na powieszczi Ziemi stopniowo wypałnia się i w końcu zanika. Z tego co wyżej podano wynika, że front zokludowany jest układem dwóch frontów rozgraniczających trzy masy powietrza; ciepłą i dwie chłodne. Jeżeli powietrze chłodne za frontem chłodnym jest cieplejsze od powietrza chłodnego przed frontem ciepłym, mówimy o okluzji frontu ciepłego; jeżeli jest odwrotnie, wówczas mamy do czynienia z okluzją frontu chłodnego. Front okluzji oznaczamy na mapie linią fioletową lub czarno, na przemian półokrągłymi i trójkątnymi ząbkami zwróconymi w kierunku przemieszczania się tego frontu.
Autor: kabak