METEOROLOGIA 3°
I Fronti e le precipitazioni

All'inizio del secolo scorso fra il 1910 ed il 1920, un gruppo di fisici e matematici norvegesi dell'Università di Bergen, si servì del concetto di massa d'aria per dare un indirizzo nuovo alla meteorologia. V.Bjerknes, il capo della scuola di Bergen, ebbe il merito di individuare, proprio nella discontinuità fra le caratteristiche fisiche di due diverse masse d'aria adiacenti, la causa della nascita dei sistemi apportatori di maltempo alle medie latitudini.

Il Fronte Polare.

Nel capito riguardante la circolazione generale dell'atmosfera abbiamo visto come nelle grandi invasioni di aria fredda verso più basse latitudini e di aria calda verso quelle alte, vengano a scorrere, affiancate, masse di aria calda e masse di aria fredda. Che cosa avviene lungo la superficie (o discontinuità) che separa le due masse di aria?

Si avranno variazioni brusche di temperatura e di umidità in una fascia di spazio molto ristretta. Questo stato di cose non può durare indefinitamente: due eserciti nemici schierati di fronte non tarderanno ad ingaggiare battaglia. Fu proprio questa analogia bellica che suggerì agli studiosi norvegesi di dare il nome di Fronte Polare alla linea di demarcazione al suolo fra le masse di aria di origine polare e le masse di aria di origine tropicale.

Se le masse di aria che si affacciano nel fronte polare sono poco differenziate, il fronte è poco attivo e, in caso di mancanza di vento, può anche essere stazionario. Non appena si stabilisce uno squilibrio fra le due masse di aria l'andamento del fronte subirà una notevole trasformazione. Si trasformerà, dal tratto rettilineo della figura, in una linea percorsa da ondulazioni prodotte dalle spinte alternate dell'aria tropicale verso nord est e dell'aria polare verso sud ovest.

Questi moti ondulatori orizzontali hanno lunghezza ed ampiezza molto minori di quelle delle correnti occidentali (circa un migliaio di chilometri) e, per distinguerle da queste ultime, sono chiamate onde corte.

Quando fra le due masse di aria, tropicale e polare, si stabilisce uno squilibrio, l'andamento del fronte polare subisce una deformazione. Non è più un tratto rettilineo ma una linea ondulata prodotta dalle spinte alternate dell'aria tropicale e dell'aria polare.

Grandi irruzioni di aria fredda e calda, con formazione di onde orizzontali e di vortici ciclonici.

Caratteristiche generali dei fronti.

Dagli schemi relativi alla formazione dei cicloni mobili si nota che in essi esistono delle zone perturbate ben definite: il fronte caldo, il fronte freddo e l'occlusione. Alle nostre latitudini questi sistemi si muovono generalmente dai quadranti occidentali verso i quadranti orientali dando luogo ad una successione di fenomeni caratteristici i cui aspetti verranno esaminati separatamente.

Il fronte caldo.

Il fronte caldo è rappresentato da una linea che al suolo delimita idealmente un'invasione di aria calda verso regioni che in precedenza erano occupate da aria fredda. Il fronte caldo si trova nella parte anteriore di un ciclone mobile, in cui le masse di aria calda iniziano a salire forzatamente lungo una linea di separazione con l'aria fredda.

Durante lo scorrimento ed il sollevamento forzato lungo la superficie di discontinuità, l'aria calda si espande e si raffredda condensando la sua umidità sotto forma di nubi e conseguenti precipitazioni. Le prime nubi che si presentano all'avvicinarsi di un fronte caldo sono i cirri ed i cirrostrati, seguiti dagli altostrati, dai nembostrati ed infine dagli stratocumuli.

La figura mostra una sezione verticale di una perturbazione che avanza e pone le nubi alte come avanguardia (testa). prendiamo in considerazione una località situata a nord est della perturbazione, cioè all'estrema destra della figura. Inizialmente, su tale località persiste l'intervallo e vi sarà quindi aria relativamente fredda, il cielo sarà sereno e disseminato di cumuli di bel tempo. Molto prima che il fronte caldo della perturbazione abbia raggiunto la località, questa sarà invasa in quota, vale a dire sulla verticale, da una massa di aria calda. In superficie l'aria è ancora fredda, ma nel cielo vediamo comparire le prime nubi alte. La comparsa di queste nubi indica che il fronte caldo, e quindi la perturbazione e le sue precipitazioni, è lontano circa 800 Km. La testa del sistema nuvoloso è caratterizzata dalla presenza di cirri che vanno invadendo progressivamente il cielo. I cirri sono seguiti da cirrostrati. Nella testa del sistema il vento ha la tendenza a orientarsi da sud, rinforzando, la pressione atmosferica si abbassa lentamente.

Il corpo del sistema è caratterizzato dalla presenza di altostrati che, se di tenue spessore, fanno intravedere gli astri principali come attraverso un vetro smerigliato e dalla presenza di nembostrati. Nel corpo del sistema la pioggia è fitta, minuta e persistente, il vento si stabilisce da sud o da sud ovest.

Il settore caldo.

Le caratteristiche di un settore caldo sono simili a quelle di una massa di aria calda costituente il settore stesso. Nella stagione autunnale ed in inverno, quando l'irraggiamento del suolo è notevole in rapporto alla radiazione solare incidente, l'aria diventa particolarmente stabile. In questa situazione, procedendo dalla periferia meridionale del settore verso il centro del ciclone, si possono distinguere tre zone: la prima con il cielo che si presenta sereno, la seconda con cielo irregolarmente coperto da stratocumuli e da strati e la terza, prossima al centro del ciclone, dove gli strati si intensificano fino a raggiungere talvolta il suolo con la conseguente comparsa della nebbia.

Diverse sono le condizioni nella stagione primaverile ed in estate poiché l'aria subtropicale del settore caldo subisce un forte riscaldamento dal basso sulle aree continentali e diventa instabile dando luogo alla formazione di nubi cumuliformi apportatrici di piogge e temporali.

Per oggi basta così. Vi rimando alla prossima uscita dove continueremo a parlare dei fronti.

Come sempre un saluto a tutti i lettori

Il Prodiere