Repartitia neuniforma in plan orizontal a temperaturii aerului si presiunii atmosferice determina deplasarea maselor de aer dintr-o zona in alta, ceea ce produce modificari importante ale vremii.
Masa de aer se defineste ca portiunea de aer din troposfera avand suprafata mare (500.5000 km) si inaltime ce poate atinge 10 km, areal in care elementele meteorologice caracteristice (temperatura, presiunea si umiditatea) sunt relativ omogene, diferite de cele din jur si vremea pastreaza cam acelasi aspect. Pe timpul deplasarii maselor de aer unele elemente meteorologice se schimba, iar altele sunt mai stabile. Modificarile sensibile ale elementelor meteo dintr-o regiune anunta inlocuirea masei de aer de aici si o data cu ea si modificari ale vremii in regiune.
Din punct de vedere termic masele de aer sunt mase de aer rece si mase de aer cald. Masa de aer rece este acea masa de aer care la patrunderea intr-o regiune este mai rece decat masa de aer pe care o inlocuieste; masa de aer cald este masa de aer care este mai calda decat cea pe care o inlocuieste.
Din punct de vedere termodinamic masele de aer sunt stabile si instabile. O masa de aer stabila este atunci cand gradientul termic vertical este mai mic decat gradientul termic adiabatic. O masa de aer este instabila atunci cand gradientul termic vertical este mai mare decat gradientul termic adiabatic.
O masa de aer stationara preia din caracteristicile principale mediului sau de formare; astfel masele de aer sunt: mase de aer artic, polar, tropical si ecuatorial.
Aerul polar se formeaza in anticiclonul polar stationar vara deasupra zonelor cu latitudini inalte din Atlanticul de nord si deasupra Canadei iarna si se caracterizeaza prin:
- temperatura mai mica decat cea a marii cu exceptia staturilor de la suprafata apei, daca vantul este slab;
- norii sunt de tip cumulus fara acoperi tot cerul, cu inaltimea bazei cuprinsa intre 600.1000 m, cu scadere la 100.200 m in cazul cand ploua;
- cu cat viteza de deplasare spre regiuni calde este mai mare si suprafata oceanica strabatuta mai mica cu atat mai putini nori se vor forma si cu inaltimea bazei mai mare;
- ploaia si zapada sunt sub forma de aversa, daca provin din nori izolati;
- umiditatea relativa este mai scazuta;
- vizibilitatea este buna (exceptie facand perioada averselor de ploaie) atata timp cat vantul nu depaseste forta 7 Beaufort;
- vantul in emisfera nordica este, in mod obisnuit, din VNV si NV in regiunea Angliei si Frantei si din V si N pe latitudini similare aproape de coastele estice continentale; in emisfera sudica vantul polar este din V cu caracter de vijelie.
Aerul polar continental se formeaza in anticiclonii continentali de deasupra Rusiei, iarna manifestandu-se maximul siberian cu ramificatii pana in centrul Europei. O masa de aer continental se transforma in masa de aer maritim atunci cand se deplaseaza deasupra marii circa 500 M.
Aerul tropical se formeaza in cele doua centuri tropicale si se caracterizeaza prin:
- temperatura superioara celei a apei de mare, cu exceptia staturilor de la suprafata marii, daca vantul este slab;
- norii de tip stratus sunt mai frecventi cu baza sub 300 m;
- precipitatii sub forma de burnita;
- umiditate relativa ridicata;
- vizibilitate uneori peste 10 M, dar foarte rar sub 5 M, cu exceptia cazurilor cand este in vecinatatea unor ape deosebit de reci;
- vant in rafale, de obicei din S si V in emisfera nordica si din N si V in emisfera sudica.
In emisfera nordica aerul maritim tropical se formeaza in maximul azoric, de unde se deplaseaza deasupra Europei aducand temperaturi ridicate (chiar si iarna 60-90 C) si stabilitate.
Aerul artic are aceleasi proprietati cu cel polar cu specificul ca este mai rece ca urmare a faptului ca se formeaza in regiunile artice si antarctice acoperite de gheata sau zapada.
Aerul ecuatorial este cald si umed pana la mare inaltime. Este insotit de ploi, uneori continui si puternice. Caracteristici sunt nori de tip cumulus si altostratus. Vizibilitatea este foarte buna cu exceptia perioadelor ploioase, cand scade sub cinci cabluri.
In miscarea sa o masa de aer se va intalni cu o alta masa de aer cu care se va amesteca in timp.
Frontul atmosferic este o zona de separare a doua mase de aer cu proprietati termohigrometrice diferite (centura de vreme rea sau relativ rea) care se manifesta sub forma de plan inclinat orientat spre masa rece datorita densitatii mai mari a acesteia si a fortei de abatere Coriolis. Unghiul de inclinare fata de suprafata terestra este de 1.100.
Procesul de formare al fronturilor se numeste frontogeneza si se realizeaza in continuarea a doua mase de aer diferite. Procesul invers se numeste frontoliza. Latimea zonei frontale este de 10.30 km, inaltimea de cel putin 1.2 km si cel mult pana la limita superioara a troposferei
Fronturile atmosferice sunt calde sau reci functie de masa de aer care vine si inlocuieste o alta masa de aer dintr-o anumita zona (fig.17.16).
Masele de aer principale sunt separate de trei fronturi atmosferice:
- front arctic;
- front polar;
- front tropical.
Din aceste fronturi, principal este frontul polar care se situeaza la latitudini medii. Prin ondularea sa genereaza depresiuni barice extratropicale. Frontul tropical este implicat in geneza ciclonului tropical.
Fronturile atmosferice sunt de doua categorii:
- fronturi pasive;
- fronturi active (cald, oclus, rece, cvasistationar).
Fig.17.16
Frontul cald
Poarta numele masei de aer cu viteza mare, cu viteza vantului din spatele sau (a vantului de suprafata). Prin alunecarea maselor calde pe cele reci (fig.17.17) rezulta nebuloase (nori stratificati). Formatiunile noroase apar cu 500 M inaintea frontului. Norii sunt de tip stratus, iar mai in fata in partea inalta a suprafetei frontale de tip cirrus si cirrostratus la inaltimea de aproximativ 6000 m. Inaltimea frontului este de 6.8 km. Pe masura deplasarii sale spre est norii cirrostratus coboara si se amplifica cedand locul norilor altostratus si
nimbostrus. Ploaia cade intr-o centura de circa 200 mile marine.
Fig.17.17
Frontul rece
Se produce in situatia cand aerul rece are o viteza mai mare care va intalni un aer cald si va crea un plan inclinat spre masa rece (fig.17.18). La contact se vor produce nori de tip cumulus si altocumulus. Ploaia este mai puternica decat in cazul frontului cald, dar de durata mai mica. Inaltimea frontului este de 4 - 6 km. Se deplaseaza cu viteza apropiata de cea a vantului geostrofic.
Fig.17.18
Frontul oclus
Se formeaza in spatele frontului rece si in fata frontului cald (fig.17.19 si 17.20). Zona se extinde pe sute de kilometri. In situatia in care in zona frontului oclus se produc scaderi de presiune atmosferica, frontul se regenereaza. Norii asociati frontului oclus sunt similari celor care preced un front cald, dar centura de ploaie este mai mica. In cazul frontului oclus rece ploaia continua si dupa trecerea frontului, pe cand la trecerea frontului oclus cald aceasta se opreste. Daca in frontul oclus presiunea este in crestere, frontul se distruge. Evolutia vremii intr-un front oclus este asemanatoare cu cea dintr-o depresiune, dar lipseste sectorul cald si cu mai putina ploaie. Acest front este asociat cu o centura de nori foarte josi si de vizibilitate redusa. Cand ocluziunea este aproape de centrul unei foste depresiuni, apare ploaia sau burnita.
Fig.17.19 Ocluziune tip front rece
Fig. 17.20
Observatia 17.6 Fronturile cald si rece si in special, frontul oclus sunt asociate, de obicei, depresiunilor barice.
Frontul cald se reprezinta printr-o linie rosie sau printr-o insiruire de semisfere de culoare rosie:
Frontul rece se reprezinta printr-o linie albastra sau printr-o insiruire de triunghiuri de culoare albastra:
Frontul oclus se reprezinta printr-o linie violeta sau dubla rosie-albastra sau printr-o insiruire alternativa de semisfere rosii si triunghiuri albastre, de aceeasi parte a unei drepte (curbe):
Front cvasistationar
Se formeaza pe axa talvegului depresionar (fig.17.21 si 17.22) si are o pozitie stationara, sau se poate instala la periferia unui anticiclon daca in afara acestuia se afla o zona de presiune scazuta (se constituie ca o zona de separare intre doua mase de aer ce se misca in aceeasi directie, acelasi sens sau sensuri diferite, dar cu viteze apropiate).
Fig.17.21 Front stationar (ocluziune verticala)
Fig.17.22 Front stationar (vedere plan orizontal)
Frontul stationar se reprezinta printr-o linie maro sau printr-o insiruire de semisfere rosii si triunghiuri albastre, de o parte si de cealalta a unei drepte (curbe).
Observatia 17.6 Evolutia frontului stationar trebuie urmarita cu atentie pentru ca acesta poate sa se onduleze si sa schimbe vremea in mod considerabil.
