Un frente meteorológico es un límite que separa masas de aire que tienen varias características diferentes, como la densidad del aire , el viento , la temperatura y la humedad . A menudo, a lo largo del límite surgen condiciones meteorológicas inestables y perturbadas debido a estas diferencias. Por ejemplo, los frentes fríos pueden traer bandas de tormentas eléctricas y precipitaciones cumulonimbus o estar precedidos por líneas de turbonadas , mientras que los frentes cálidos suelen estar precedidos por precipitaciones estratiformes y niebla . En verano, los gradientes de humedad más sutiles, conocidos como líneas secas, pueden desencadenar condiciones meteorológicas severas . Algunos frentes no producen precipitaciones y tienen poca nubosidad, aunque invariablemente hay un cambio de dirección del 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 están estancados en su movimiento. 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 los cuerpos 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 cizalladura . Esto es más común sobre el océano abierto.
La clasificación de Bergeron es la forma más aceptada de clasificación de masas de aire. Las clasificaciones de 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 basado en información de estaciones meteorológicas terrestres. [6] Los mapas meteorológicos se crean detectando, trazando y rastreando los valores de cantidades relevantes como la presión a 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 meteorológicos. [7] Los análisis meteorológicos de superficie tienen símbolos especiales que muestran sistemas frontales, cobertura de nubes, precipitación u otra información importante. Por ejemplo, una H puede representar un área de alta presión, lo que implica un clima bueno o despejado. Una L , por otro lado, puede representar baja presión, que frecuentemente acompaña a la precipitación y las tormentas . La baja presión también crea vientos de superficie que se derivan de zonas de alta presión y viceversa. Se utilizan varios símbolos no solo para las zonas frontales y otros límites de superficie en los mapas meteorológicos, sino también para representar el clima actual en varias ubicaciones en el mapa meteorológico. Además, las áreas de precipitación ayudan a determinar el tipo y la ubicación del frente. [6]
En meteorología se utilizan dos significados diferentes para describir el clima alrededor de una zona frontal. El término "anafrente" describe límites que muestran inestabilidad, lo que significa que el aire se eleva rápidamente a lo largo y por encima del límite para provocar cambios climáticos significativos y precipitaciones intensas . Un "katafrente" es más débil y provoca cambios menores 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 vaguada superficial . En los mapas meteorológicos, la posición de la superficie del frente frío está marcada por una línea azul con triángulos que apuntan en la dirección en la que viaja el aire frío y se coloca en el borde delantero de la masa de aire más fría. [2] Los frentes fríos a menudo traen lluvia y, a veces, también fuertes tormentas eléctricas . Los frentes fríos pueden producir cambios más agudos e intensos en el clima y moverse a una velocidad que es hasta dos veces más rápida que los frentes cálidos, ya que el aire frío es más denso que el aire cálido, levantando y empujando el aire cálido que precede al límite. El movimiento de elevación a menudo crea una línea estrecha de lluvias y tormentas eléctricas si hay suficiente humedad a medida que el aire cálido húmedo elevado se condensa. El concepto de aire más frío y denso "encajado" bajo el aire más cálido y menos denso 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 delantero de una masa de aire cálido homogénea que avanza, que se encuentra en el borde ecuatorial del gradiente en las isotermas, y se encuentran dentro de valles más amplios de baja presión que los frentes fríos. Un frente cálido se mueve más lentamente que el frente frío que generalmente lo sigue 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 los frentes cálidos sean más amplias en escala. Las nubes que aparecen delante del frente cálido son en su mayoría estratiformes y las precipitaciones aumentan de forma más gradual a medida que se acerca el frente. También puede producirse niebla antes del paso de un frente cálido. El despeje y el calentamiento suelen ser rápidos después del paso del frente. Si la masa de aire cálido es inestable, las tormentas eléctricas pueden quedar incrustadas entre las nubes estratiformes delante del frente y, después del paso del frente, las tormentas eléctricas pueden continuar. En los mapas meteorológicos, la ubicación de 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 supera a un frente cálido, [10] y generalmente se forma alrededor de áreas maduras de baja presión, incluidos los ciclones. [2] Los frentes fríos y cálidos se curvan naturalmente hacia los polos hasta el punto de oclusión, que también se conoce como punto triple. [11] Se encuentra dentro de una vaguada pronunciada, pero la masa de aire detrás del límite puede ser cálida o fría. En una oclusión fría, la masa de aire que supera al frente cálido es más fría que la masa de aire frío que se aleja del frente cálido y se desliza 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 se desplaza sobre el aire más frío mientras levanta el aire cálido. [2]
A lo largo de un frente ocluido se pueden encontrar una gran variedad de condiciones meteorológicas, con posibilidad de tormentas eléctricas, pero normalmente su paso también está asociado a un secado de la masa de aire. Dentro de la oclusión del frente, una circulación de aire lleva aire cálido 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 a la trowal , la proyección sobre la superficie de la Tierra de la lengua de aire cálido en lo alto formada 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 del viaje. [2] La zona de influencia se indica mediante una serie de líneas de unión azules y rojas.
El sector cálido es una masa de aire cercana a la superficie que se encuentra 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 generar tormentas eléctricas , especialmente si es levantado por 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 área durante períodos prolongados de tiempo, especialmente con direcciones de viento paralelas; [13] Por lo general, se mueven en ondas, pero no de manera persistente. [14] Normalmente hay un amplio gradiente de temperatura detrás del límite con un empaquetamiento de isotermas más espaciado .
A lo largo de un frente estacionario se pueden encontrar una gran variedad de condiciones meteorológicas, pero por lo general se encuentran nubes y precipitaciones prolongadas. Los frentes estacionarios se disipan después de varios días o se transforman en líneas de cizalladura, 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 puntas azules que apuntan en direcciones opuestas, 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 cizalladura. [15] Una línea de cizalladura se representa como una línea de puntos y rayas rojas. [2] Los frentes estacionarios pueden traer 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 diferencias significativas de humedad en lugar de temperatura. Cuando los vientos del oeste aumentan en el lado norte de las altas presiones superficiales, se formarán áreas de menor presión a sotavento de las cadenas montañosas orientadas de norte a sur, lo que lleva a la formación de una vaguada de 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 encaja debajo del aire más seco como un frente frío. A mayores altitudes, el aire cálido y húmedo es menos denso que el aire seco más frío y la pendiente del límite se invierte. En las proximidades de la inversión en altura, es posible que haya tiempo severo , especialmente cuando se forma una oclusión o punto triple con un frente frío. [16] Una forma más débil de la línea seca que se ve más comúnmente es la vaguada 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 eléctricas diurnas . [17]
La línea seca puede aparecer en cualquier parte de la Tierra, en regiones intermedias entre las zonas desérticas y los mares cálidos. Las llanuras meridionales al oeste del río Misisipi en los Estados Unidos son un lugar particularmente 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 festones orientados hacia el sector húmedo. Las líneas secas son uno de los pocos frentes de superficie donde los puntos indicados no necesariamente reflejan la dirección del movimiento. [18]
Las áreas organizadas de actividad de tormentas eléctricas no sólo refuerzan las zonas frontales preexistentes, sino que pueden superar a los frentes fríos existentes en un patrón en el que el chorro de nivel superior se divide en dos corrientes, y el sistema convectivo de mesoescala (MCS) resultante se forma en el punto de división de nivel superior en el patrón de viento que corre hacia el sureste hacia el sector cálido paralelo a las líneas de espesor de nivel inferior. Cuando la convección es fuerte y lineal o curva, el MCS se denomina línea de turbonadas, y la característica se ubica en el borde delantero del cambio significativo del viento y el aumento de la presión. [19] Incluso las áreas de tormentas eléctricas más débiles y menos organizadas dan lugar a aire localmente más frío y presiones más altas, y existen límites de salida por delante de este tipo de actividad, que pueden actuar como focos para una actividad de tormentas eléctricas adicional más tarde en el día. [20]
Estas características se representan a menudo en la estación cálida en los análisis de superficie de los Estados Unidos y se encuentran dentro de los canales superficiales. Si se forman límites de salida o líneas de turbonadas sobre regiones áridas, puede resultar un haboob . [21] Las líneas de turbonadas se representan en los análisis de superficie del NWS como un patrón alterno de dos puntos rojos y un guion etiquetado como SQLN o línea de turbonada , mientras que los límites de salida se representan como canales con una etiqueta de límite de salida .
Los frentes son la principal causa de fenómenos meteorológicos importantes. Las precipitaciones convectivas (lluvias, tormentas eléctricas, lluvias intensas y otros fenómenos meteorológicos inestables relacionados) se producen cuando el aire se eleva y se condensa en nubes debido al movimiento del frente frío o la oclusión fría bajo una masa de aire más cálido y húmedo. Si las diferencias de temperatura entre las dos masas de aire implicadas son grandes y la turbulencia es extrema debido a la cizalladura del viento y a la presencia de una fuerte corriente en chorro , pueden producirse " nubes enrolladas " y tornados . [22]
En la estación cálida , las vaguadas de sotavento, las brisas, los límites de salida y las oclusiones pueden dar lugar a convección si hay suficiente humedad disponible. La precipitación orográfica es la precipitación creada a través de la acción de elevación del aire debido a las masas de aire que se mueven sobre terrenos como montañas y colinas, lo que es más común detrás de los frentes fríos que se mueven hacia las zonas montañosas. A veces puede ocurrir antes de los frentes cálidos que se mueven hacia el norte al este del terreno montañoso. Sin embargo, la precipitación a lo largo de los frentes cálidos es relativamente constante, como en la lluvia ligera o la llovizna. La niebla, a veces extensa y densa, a menudo se produce en áreas previas al frente cálido. [23] Aunque, no todos los frentes producen precipitación o incluso nubes porque la humedad debe estar presente en la masa de aire que se está levantando. [1]
Los frentes generalmente son guiados por vientos en altura , pero no se mueven tan rápido. 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 mueve del suroeste al noreste. En el hemisferio sur, ocurre lo contrario; un frente frío u ocluido generalmente se mueve del suroeste al noreste, y un frente cálido se mueve del noroeste al 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 la rotación de la Tierra sobre su eje. Las zonas frontales pueden verse ralentizadas por características geográficas como montañas y grandes masas de agua cálida. [2]
