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Didattica circolazione atmosferica

Masse d’aria e fronti

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squall_lineLa distribuzione non uniforme della temperatura e la circolazione generale creano masse d’aria, cioè estese porzioni di troposfera che possono raggiungere i migliaia di chilometri in orizzontale e, verticalmente, arrivare alla tropopausa e che, per un periodo di tempo relativamente lungo, hanno temperatura, umidità e densità omogenee sul piano orizzontale ad ogni quota.

Perché un volume d’aria si possa definire massa d’aria deve stazionare abbastanza a lungo su una regione con clima omogeneo e stabile; queste condizioni climatiche si verificano dove hanno alto irraggiamento diretto, scarsa nuvolosità e venti deboli, come nelle pianure continentali, su oceani, calotte polari e deserti; o quando si hanno gli anticicloni. Se una massa fredda e secca formatasi su un continente attraversa un oceano, si arricchisce di vapore e si trasforma in una massa d’aria fredda e umida. Se due masse d’aria con caratteristiche diverse s’incontrano, tendono a scivolare una accanto all’altra senza mescolarsi. Il piccolo spessore d’aria che le separa, detto superficie di discontinuità, delimita al suolo una linea frontale o fronte dove si concentrano i fenomeni e le precipitazioni. Consideriamo due masse d’aria a medie latitudini dell’emisfero Nord, con temperature diverse:

-  si parla di fronte caldo quando la massa d’aria più calda si muove verso quella più fredda. L’aria calda tende a scorrere sopra l’aria fredda;

-  si parla di fronte freddo se la massa d’aria più fredda si muove verso quella più calda. L’aria più fredda e più densa si muove a velocità maggiore, s’incunea sotto la massa dell’aria calda e la solleva;

-  si parla di fronte occluso (o fronte in quota) se un fronte freddo ne raggiunge uno caldo spingendolo in quota mentre I’aria fredda frontale si congiunge con quella davanti al fronte caldo. Se un fronte freddo si muove più velocemente di quello caldo che Io precede, il settore caldo, cioè la massa d’aria calda chiusa tra loro, si restringe e la superficie di discontinuità è spinta in quota: si ha così unocclusione.

Fronti caldi
I moti di masse d’aria calda sono frequenti alle medie latitudini. Il loro spostamento contro una massa d’aria fredda è caratterizzato da vari fenomeni:
1
. La massa d’aria calda tende a salire; il fronte si spinge verso l’alto;
2
. Il vapore dell’aria calda si condensa formando nubi lungo tutto il piano frontale, a quote sempre più alte: le precipitazioni precedono la base del fronte di quasi 300 km;
3
. A bassa quota piove: una pioggia fine, continua, insistente, che dura anche vari giorni;
4
. Una volta passato il fronte, il cielo torna sereno, la temperatura è più alta di prima, la pressione più bassa.

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Fronti freddi
Anche il moto dì una massa d’aria fredda contro una d’aria calda provoca fenomeni tipici:
1. La massa d’aria fredda è più pesante e resta al suolo; il fronte s’incurva spingendo l’aria calda quasi verticalmente verso l’alto;
2. Il vapore dell’aria calda si condensa e forma nubi a sviluppo verticale (come i cumulonembi);
3. A bassa quota, in prossimità del fronte, si hanno precipitazioni spesso intermittenti, temporali, pioggia a scrosci, grandine;
4. Passato il fronte, il cielo torna sereno con poche nuvole (stratiformi) e senza pioggia.

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Fronti occlusi

Il fronte occluso può essere a carattere caldo o a carattere freddo, a seconda della dominante delle temperature e quindi dei relativi fronti. Il fronte occluso a carattere caldo è più frequente.

1. 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.

2. 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 di notevole intensità) 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.

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Si ha inoltre 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 (pur sempre temporaneo) 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.

Roberto Viccione

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