Un frente meteorológico es un límite que separa masas de aire para las cuales difieren varias características, como la densidad del aire , el viento , la temperatura y la humedad . A lo largo de la frontera a menudo surgen condiciones climáticas perturbadas e inestables debido a estas diferencias. Por ejemplo, los frentes fríos pueden provocar bandas de tormentas y precipitaciones cumulonimbos o estar precedidos por líneas de turbonada , mientras que los frentes cálidos suelen ir precedidos de precipitaciones estratiformes y niebla . En verano, los gradientes de humedad más sutiles, conocidos como líneas secas, pueden provocar condiciones climáticas adversas . Algunos frentes no producen precipitaciones y presentan poca nubosidad, aunque invariablemente hay un cambio de viento . [1]
Los frentes fríos generalmente se mueven de oeste a este, mientras que los frentes cálidos se mueven hacia los polos , aunque cualquier dirección es posible. Los frentes ocluidos son una fusión híbrida de los dos, y los frentes estacionarios dejan de moverse. Los frentes fríos y las oclusiones frías se mueven más rápido que los frentes cálidos y las oclusiones cálidas porque el aire denso detrás de ellos puede levantar y empujar el aire más cálido. Las montañas y las masas de agua pueden afectar el movimiento y las propiedades de los frentes, además de las condiciones atmosféricas. [2] Cuando el contraste de densidad ha disminuido entre las masas de aire, por ejemplo después de fluir sobre un océano uniformemente cálido, el frente puede degenerar en una mera línea que separa regiones de diferente velocidad del viento conocida como línea de corte . Esto es más común en mar abierto.
La clasificación de Bergeron es la forma más aceptada de clasificación de masas de aire. Las clasificaciones de las masas de aire se indican con tres letras: [3] [4] Los frentes separan masas de aire de diferentes tipos u orígenes, y se ubican a lo largo de valles de menor presión . [5]
Un análisis meteorológico de superficie es un tipo especial de mapa meteorológico que proporciona una vista superior de los elementos meteorológicos sobre un área geográfica en un momento específico basándose en información de estaciones meteorológicas terrestres. [6] Los mapas meteorológicos se crean detectando, trazando y rastreando los valores de cantidades relevantes como la presión del nivel del mar , la temperatura y la cobertura de nubes en un mapa geográfico para ayudar a encontrar características de escala sinóptica , como los frentes climáticos. [7] Los análisis meteorológicos de superficie tienen símbolos especiales que muestran sistemas frontales, nubosidad, precipitaciones u otra información importante. Por ejemplo, una H puede representar un área de alta presión, lo que implica tiempo bueno o despejado. Una L, por otro lado, puede representar baja presión, que frecuentemente acompaña a las precipitaciones y tormentas . La baja presión también crea vientos en la superficie que se derivan de zonas de alta presión y viceversa. Se utilizan varios símbolos no sólo para las zonas frontales y otros límites de superficie en los mapas meteorológicos, sino también para representar el tiempo presente en varios lugares del mapa meteorológico. Además, las áreas de precipitación ayudan a determinar el tipo de frente y su ubicación. [6]
En meteorología se utilizan dos significados diferentes para describir el tiempo alrededor de una zona frontal. El término "anafront" describe límites que muestran inestabilidad, lo que significa que el aire se eleva rápidamente a lo largo y sobre el límite para provocar cambios climáticos significativos y fuertes precipitaciones . Un "katafront" es más débil y provoca cambios más pequeños en la temperatura y la humedad, así como precipitaciones limitadas. [8]
Un frente frío se ubica a lo largo y en los límites del lado cálido de un gradiente de temperatura muy compacto. En los gráficos de análisis de superficie, este gradiente de temperatura es visible en isotermas y, a veces, también se puede identificar mediante isobaras , ya que los frentes fríos a menudo se alinean con una depresión en la superficie . En los mapas meteorológicos, la posición en la superficie del frente frío está marcada por una línea azul con triángulos que apuntan en la dirección por donde viaja el aire frío y se coloca en el borde de ataque de la masa de aire más frío. [2] Los frentes fríos suelen provocar lluvias y, a veces, también fuertes tormentas . Los frentes fríos pueden producir cambios climáticos más agudos e intensos y moverse a un ritmo que es hasta dos veces más rápido que los frentes cálidos, ya que el aire frío es más denso que el aire cálido, elevando y empujando el aire cálido que precede al límite. El movimiento de elevación a menudo crea una línea estrecha de chubascos y tormentas eléctricas si hay suficiente humedad presente a medida que el aire cálido, húmedo y elevado se condensa. El concepto de aire más frío y denso "acuñando" bajo el aire menos denso y cálido es demasiado simplista, [9] ya que el movimiento ascendente es en realidad parte de un proceso de mantenimiento del equilibrio geostrófico en la Tierra en rotación en respuesta a la frontogénesis .
Los frentes cálidos se encuentran en el borde de ataque de una masa de aire caliente homogénea que avanza, que se encuentra en el borde del gradiente hacia el ecuador en isotermas, y se encuentran dentro de valles de baja presión más amplios que los frentes fríos. Un frente cálido se mueve más lentamente que el frente frío que suele seguir porque el aire frío es más denso y más difícil de levantar de la superficie de la Tierra. [2]
Esto también obliga a que las diferencias de temperatura entre frentes cálidos sean de mayor escala. Las nubes que aparecen delante del frente cálido son en su mayoría estratiformes y las precipitaciones aumentan más gradualmente a medida que se acerca el frente. También puede aparecer niebla antes de un paso frontal cálido. La limpieza y el calentamiento suelen ser rápidos después del paso frontal. Si la masa de aire caliente es inestable, las tormentas pueden quedar incrustadas entre las nubes estratiformes delante del frente, y después del paso frontal los chubascos pueden continuar. En los mapas meteorológicos, la ubicación en la superficie de un frente cálido está marcada con una línea roja de semicírculos que apuntan en la dirección en la que viaja la masa de aire. [2]
Un frente ocluido se forma cuando un frente frío alcanza a un frente cálido [10] y generalmente se forma alrededor de áreas maduras de baja presión, incluidos los ciclones. [2] Los frentes frío y cálido se curvan naturalmente hacia los polos hasta el punto de oclusión, que también se conoce como punto triple. [11] Se encuentra dentro de una depresión pronunciada, pero la masa de aire detrás del límite puede ser cálida o fría. En una oclusión fría, la masa de aire que alcanza el frente cálido es más fría que la masa de aire frío que se aleja del frente cálido y pasa por debajo de ambas masas de aire. En una oclusión cálida, la masa de aire frío que supera al frente cálido es más cálida que la masa de aire frío que se aleja del frente cálido y viaja sobre el aire más frío mientras eleva el aire caliente. [2]
A lo largo de un frente ocluido se pueden encontrar una gran variedad de condiciones climáticas, con posibles tormentas, pero normalmente su paso también está asociado con un secado de la masa de aire. Dentro de la oclusión del frente, una circulación de aire lleva aire caliente hacia arriba y envía corrientes de aire frío hacia abajo, o viceversa, dependiendo del tipo de oclusión que experimente el frente. Las precipitaciones y las nubes están asociadas con la trowal , la proyección sobre la superficie terrestre de la lengua de aire caliente que se forma en lo alto durante el proceso de oclusión de la depresión o tormenta. [12]
Los frentes ocluidos se indican en un mapa meteorológico mediante una línea violeta con semicírculos y triángulos alternados que apuntan en la dirección de avance. [2] La llana está indicada por una serie de líneas de unión azules y rojas.
El sector cálido es una masa de aire cercana a la superficie entre el frente cálido y el frente frío , que generalmente se encuentra en el lado ecuatorial de un ciclón extratropical . Con sus características cálidas y húmedas , este aire es susceptible a la inestabilidad convectiva y puede sustentar tormentas eléctricas , especialmente si lo levanta el frente frío que avanza.
Un frente estacionario es un límite inmóvil (o estancado) entre dos masas de aire, ninguna de las cuales es lo suficientemente fuerte como para reemplazar a la otra. Tienden a permanecer esencialmente en la misma zona durante largos períodos de tiempo, especialmente con vientos en direcciones paralelas; [13] Por lo general, se mueven en oleadas, pero no de manera persistente. [14] Normalmente hay un amplio gradiente de temperatura detrás del límite con empaquetamiento isotérmico más espaciado .
A lo largo de un frente estacionario se puede encontrar una amplia variedad de condiciones climáticas, pero generalmente allí se encuentran nubes y precipitaciones prolongadas. Los frentes estacionarios se disipan después de varios días o se convierten en líneas de corte, pero pueden transformarse en un frente frío o cálido si las condiciones en altura cambian. Los frentes estacionarios están marcados en los mapas meteorológicos con semicírculos rojos alternados y picos azules apuntando uno frente al otro, lo que indica que no hay movimiento significativo.
Cuando los frentes estacionarios se vuelven más pequeños en escala y se estabilizan en temperatura, degenerando en una zona estrecha donde la dirección del viento cambia significativamente en una distancia relativamente corta, se conocen como líneas de corte. [15] Una línea de corte se representa como una línea de puntos y guiones rojos. [2] Los frentes estacionarios pueden provocar nieve ligera o lluvia durante un largo período de tiempo.
Un fenómeno similar a un frente meteorológico es la línea seca , que es el límite entre masas de aire con importantes diferencias de humedad en lugar de temperatura. Cuando los vientos del oeste aumentan en el lado norte de los máximos de la superficie, se formarán áreas de presión reducida a favor del viento de cadenas montañosas orientadas de norte a sur, lo que conducirá a la formación de una vaguada a sotavento. Cerca de la superficie durante las horas del día, el aire cálido y húmedo es más denso que el aire seco de mayor temperatura y, por lo tanto, el aire cálido y húmedo se acumula debajo del aire más seco como un frente frío. A mayores altitudes, el aire cálido y húmedo es menos denso que el aire más frío y seco y la pendiente límite se invierte. En las proximidades de la inversión en altura, es posible que se produzcan condiciones meteorológicas adversas , especialmente cuando se forma una oclusión o un punto triple con un frente frío. [16] Una forma más débil de la línea seca que se ve con mayor frecuencia es la artesa de sotavento, que muestra diferencias más débiles en la humedad . Cuando la humedad se acumula a lo largo del límite durante la estación cálida, puede ser el foco de tormentas diurnas . [17]
La línea seca puede ocurrir en cualquier parte de la Tierra en regiones intermedias entre áreas desérticas y mares cálidos. Las llanuras del sur al oeste del río Mississippi en los Estados Unidos son un lugar especialmente favorecido. La línea seca normalmente se mueve hacia el este durante el día y hacia el oeste durante la noche. Una línea seca se representa en los análisis de superficie del Servicio Meteorológico Nacional (NWS) como una línea naranja con vieiras orientadas hacia el sector húmedo. Las líneas secas son uno de los pocos frentes de superficie donde los puntos indicados no reflejan necesariamente la dirección del movimiento. [18]
Las áreas organizadas de actividad tormentosa no sólo refuerzan las zonas frontales preexistentes, sino que también pueden superar los frentes fríos activamente existentes en un patrón en el que el chorro del nivel superior se divide en dos corrientes, formándose el sistema convectivo de mesoescala (MCS) resultante en el punto de la tormenta. el nivel superior se divide en el patrón de viento que corre hacia el sureste hacia el sector cálido paralelo a las líneas de espesor de los niveles bajos. Cuando la convección es fuerte y lineal o curva, la MCS se denomina línea de turbonada y la característica se ubica en el borde de ataque del cambio significativo del viento y el aumento de presión. [19] Incluso áreas de tormentas eléctricas más débiles y menos organizadas conducen a aire localmente más frío y presiones más altas, y existen límites de flujo de salida antes de este tipo de actividad, que pueden actuar como focos de actividad tormentosa adicional más tarde en el día. [20]
Estas características a menudo se representan en la estación cálida en los Estados Unidos en análisis de superficie y se encuentran dentro de las depresiones de la superficie. Si se forman límites de flujo de salida o líneas de turbonada sobre regiones áridas, puede producirse un haboob . [21] Las líneas de turbonada se representan en los análisis de superficie del NWS como un patrón alterno de dos puntos rojos y un guión etiquetado como SQLN o línea de turbonada , mientras que los límites de flujo de salida se representan como valles con una etiqueta de límite de flujo de salida .
Los frentes son la causa principal del clima significativo. La precipitación convectiva (lluvias, chubascos, lluvias intensas y clima inestable relacionado) es causada por el aire que se eleva y se condensa en nubes por el movimiento del frente frío o la oclusión fría bajo una masa de aire más cálido y húmedo. Si las diferencias de temperatura de las dos masas de aire involucradas son grandes y las turbulencias son extremas debido a la cizalladura del viento y la presencia de una fuerte corriente en chorro , pueden aparecer " nubes rodantes " y tornados . [22]
En la estación cálida , las vaguadas de sotavento, las brisas, los límites de los flujos de salida y las oclusiones pueden provocar convección si hay suficiente humedad disponible. La precipitación orográfica es la precipitación creada a través de la acción de elevación del aire debido a masas de aire que se mueven sobre terrenos como montañas y colinas, que es más común detrás de frentes fríos que se mueven hacia áreas montañosas. A veces puede ocurrir antes de que los frentes cálidos se desplacen hacia el norte hacia el este del terreno montañoso. Sin embargo, las precipitaciones a lo largo de los frentes cálidos son relativamente estables, como en el caso de lluvias ligeras o lloviznas. La niebla, a veces extensa y densa, suele aparecer en zonas pre-frontales cálidas. [23] Aunque no todos los frentes producen precipitaciones o incluso nubes porque debe haber humedad en la masa de aire que se está elevando. [1]
Los frentes generalmente son guiados por los vientos en altura , pero no se mueven tan rápidamente. Los frentes fríos y los frentes ocluidos en el hemisferio norte generalmente viajan del noroeste al sureste, mientras que los frentes cálidos se mueven más hacia los polos con el tiempo. En el hemisferio norte un frente cálido se desplaza de suroeste a noreste. En el hemisferio sur ocurre lo contrario; un frente frío u ocluido generalmente se mueve de suroeste a noreste, y un frente cálido se mueve de noroeste a sureste. El movimiento es causado en gran medida por la fuerza del gradiente de presión (diferencias horizontales en la presión atmosférica) y el efecto Coriolis , que es causado por el giro de la Tierra alrededor de su eje. Las zonas frontales pueden verse ralentizadas por accidentes geográficos como montañas y grandes masas de agua cálida. [2]
