věda o Zemi

cíle lekce

• popište vlastnosti vzdušných hmot a jak tyto vlastnosti získají.
• diskutujte o tom, co se stane, když se setkají vzduchové masy.
• uveďte rozdíly mezi stacionárními, studenými, teplými a uzavřenými frontami.

Slovní zásoba

• hmotnost vzduchu
• studená fronta
• přední
• occluded front
• squall line
• stacionární frontě.
• teplé frontě.

Úvod

Počasí v lokalitě, často závisí na tom, jaký typ hmotnost vzduchu je nad ním. Dalším klíčovým faktorem je, zda je místo pod přední stranou, místem setkání dvou vzdušných hmot. Charakteristiky vzdušných hmot a jejich interakce určují, zda je počasí v oblasti konstantní nebo zda dochází k rychlým změnám.

hmotnosti vzduchu

hmotnost vzduchu je dávka vzduchu, která má téměř stejnou teplotu a vlhkost (obrázek níže). Vzduchová hmota získává tyto vlastnosti nad oblastí půdy nebo vody známou jako její zdrojová oblast. Když vzduchová hmota sedí nad oblastí několik dní, nebo déle, zachytí odlišné teplotní a vlhkostní charakteristiky této oblasti.

tvorba vzdušné hmoty

vzdušné hmoty se tvoří na velké ploše; mohou být 1 600 km (1 000 mil) napříč a několik kilometrů tlusté. Vzdušné hmoty se tvoří především ve vysokotlakých zónách, nejčastěji v polárních a tropických oblastech. Mírné zóny jsou obvykle příliš nestabilní na to, aby se vytvořily vzduchové hmoty. Místo toho se vzdušné hmoty pohybují v mírných pásmech, takže střední šířky jsou náchylné k zajímavému počasí.

Co znamená vzduchová hmota se symbolem cPk? Symbol cPk je vzdušná hmota s kontinentální polární zdrojovou oblastí, která je chladnější než oblast, nad kterou se nyní pohybuje.

pohyb vzdušné hmoty

vzdušné hmoty jsou pomalu tlačeny podél větrů vysoké úrovně. Když se vzdušná hmota pohybuje po nové oblasti, sdílí její teplotu a vlhkost s touto oblastí. Takže teplota a vlhkost určitého místa závisí částečně na vlastnostech vzduchové hmoty, která sedí nad ním.

bouře vznikají, pokud vzduchová hmota a oblast, nad kterou se pohybuje, mají různé vlastnosti. Například, když se chladnější vzduchová hmota pohybuje po teplejší zemi, spodní vrstva vzduchu se zahřívá. Ten vzduch stoupá, tvoří mraky, déšť a někdy i bouřky. Jak by pohyblivá vzduchová hmota vytvořila inverzi? Když teplejší vzduchová hmota cestuje po chladnější zemi, spodní vrstva vzduchu se ochladí a díky své vysoké hustotě je uvězněna v blízkosti země.

obecně platí, že hmoty studeného vzduchu mají tendenci proudit směrem k rovníku a hmoty teplého vzduchu mají tendenci proudit směrem k pólům. To přináší teplo do chladných oblastí a ochlazuje oblasti, které jsou teplé. Je to jeden z mnoha procesů, které působí na vyrovnání teplot planety.

Online průvodce z University of Illinois o vzdušných masách a frontách naleznete zde: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/af/home.rxml.

fronty

dvě vzduchové hmoty se setkávají na přední straně. Na přední straně mají obě vzduchové hmoty různé hustoty a snadno se nemíchají. Jedna vzduchová hmota se zvedá nad druhou a vytváří nízkotlakou zónu. Pokud je zvednutý vzduch vlhký, dojde ke kondenzaci a srážení. Větry jsou běžné na přední straně. Čím větší je teplotní rozdíl mezi dvěma vzdušnými hmotami, tím silnější budou větry. Fronty jsou hlavní příčinou bouřlivého počasí.

zbytek této části bude věnován čtyřem typům front. Tři z těchto Front se pohybují a jedna je nehybná. S studené fronty a teplé fronty, vzduchové hmoty na přední hraně přední straně dává před své jméno. Jinými slovy, studená fronta je přímo na náběžné hraně pohybujícího se studeného vzduchu a teplá přední strana označuje náběžnou hranu pohybujícího se teplého vzduchu.

stacionární Přední strana

na stacionární přední straně se vzduchové hmoty nepohybují (obrázek níže). Přední část se může stát stacionární, pokud je vzduchová hmota zastavena bariérou, jako je pohoří.

stacionární fronta může přinést dny deště, mrholení a mlhy. Větry obvykle foukají rovnoběžně s přední stranou, ale v opačných směrech. Po několika dnech se fronta pravděpodobně rozpadne.

studené fronty

když hmota studeného vzduchu nahradí hmotu teplého vzduchu, existuje studená fronta (obrázek níže).

Představte si, že stojíte na jednom místě, když se blíží studená fronta. Podél studené fronty hustší studený vzduch tlačí teplý vzduch nahoru, což způsobuje pokles tlaku vzduchu (obrázek výše). Pokud je vlhkost dostatečně vysoká, některé typy kupovitých mraků porostou. Vysoko v atmosféře, větry ledové krystaly z vrcholků těchto mraků vytvořit cirrostratus a cirrus mraky. Na frontě se budou vyskytovat dešťové přeháňky, sněhové přeháňky nebo bouřky s bouřkovým větrem (obrázek níže). Bouřková linie je řada silných bouřek, které se tvoří podél studené fronty. Za přední stranou je hmota studeného vzduchu. Tato hmota je sušší, takže srážky ustávají. Počasí může být chladné a jasné nebo jen Polojasno. Vítr může nadále foukat do nízkotlaké zóny vpředu.

počasí na studené frontě se mění s ročním obdobím.

• jaro a léto: vzduch je nestabilní, takže se mohou tvořit bouřky nebo tornáda.
• jaro: pokud je teplotní gradient vysoký, fouká silný vítr.
• podzim: na velké ploše padají silné deště.
• zima: V chladné Arktidě se pravděpodobně vytvořila hmota studeného vzduchu, takže jsou zde chladné teploty a silné sněžení.

teplé fronty

na teplé frontě se hmota teplého vzduchu sklouzne přes hmotu studeného vzduchu (obrázek níže). Když se teplý, méně hustý vzduch pohybuje přes chladnější a hustší vzduch, atmosféra je relativně stabilní.

Představte si, že jste na zem v zimě, za chladného zimního vzduchu, hmota s teplou frontu, se blíží. Přechod ze studeného vzduchu na teplý vzduch probíhá na velkou vzdálenost, takže první známky měnícího se počasí se objevují dlouho předtím, než je fronta skutečně nad vámi. Zpočátku je vzduch studený: hmota studeného vzduchu je nad vámi a hmota teplého vzduchu je nad ní. Vysoké cirrusové mraky označují přechod z jedné vzdušné hmoty na druhou.

v průběhu času se cirrusové mraky stávají silnějšími a cirrostratusové mraky se tvoří. Jak se blíží přední strana, objeví se mraky altocumulus a altostratus a obloha zešedne. Protože je zima, padají sněhové vločky. Mraky zhoustnou a vytvoří se nimbostratus mraky. Sněžení se zvyšuje. Vítr sílí, jak se blíží nízký tlak. Jak se přední strana přiblíží, hmota studeného vzduchu je těsně nad vámi, ale hmota teplého vzduchu není příliš daleko nad tím. Počasí se zhoršuje. Jak se blíží hmota teplého vzduchu, teploty stoupají a sníh se mění na déšť se sněhem a mrznoucí déšť. Teplý a studený vzduch se mísí vpředu, což vede k tvorbě stratusových mraků a mlhy (obrázek níže).

Uzavřená Přední strana

uzavřená přední strana se obvykle tvoří kolem nízkotlakého systému (obrázek níže). Okluze začíná, když studená fronta dohání teplou frontu. Vzduchové hmoty, v pořadí zepředu dozadu, jsou studené, teplé a pak znovu studené.

Coriolisův efekt zakřivuje hranici, kde se obě fronty setkávají směrem k pólu. Pokud je vzduchová hmota, která dorazí třetí, chladnější než kterákoli z prvních dvou vzdušných hmot, tato vzduchová hmota pod nimi sklouzla. Toto se nazývá studená okluze. Pokud je vzduchová hmota, která dorazí třetí, teplá, tato vzduchová hmota jede nad druhou vzdušnou hmotou. Toto se nazývá teplá okluze (obrázek níže).

počasí na uzavřené frontě je obzvláště divoké přímo na okluzi. Typické jsou srážky a proměnlivé větry. Pobřeží Tichého oceánu má časté uzavřené fronty.

Počasí je prozkoumána v tomto videu na National Geographic Video, Přírodní katastrofy, Sesuvy půdy, a další: Počasí 101

Lekce Shrnutí

• hmotnost vzduchu trvá na teplotě a vlhkosti vlastnosti, kde to pochází. Vzduchové masy se setkávají vpředu.
• stacionární fronty uvíznou na místě; počasí, které přinášejí, trvá mnoho dní.
• na studené frontě hmota studeného vzduchu tlačí hmotu teplého vzduchu nahoru.
• na teplé frontě se hmota teplého vzduchu sklouzne nad hmotu studeného vzduchu.
• v uzavřené frontě předjíždí teplá fronta studenou frontu, která vytváří proměnlivé počasí.

kontrolní Otázky

1. Jaký typ vzduchové hmoty je vytvořen, pokud dávku vzduchu, sedí na rovníkové Tichého Oceánu na pár dní? Jaký je symbol pro tento typ vzdušné hmoty?
2. Jaké podmínky musí být splněny pro vzduch sedět na místě dost dlouho, aby získat vlastnosti půdy nebo vody, pod ní?
3. jak zeměpisná šířka ovlivňuje tvorbu vzdušných hmot v tropických, mírných a polárních zónách?
4. proč jsou směry, které se pohybují na jižní polokouli, zrcadlovým obrazem směrů, které se pohybují na severní polokouli?
5. jak se liší stacionární přední strana od studené nebo teplé přední?
6. jaké počasí zažijete, když nad vámi přejde studená fronta?
7. jaké počasí zažijete, když nad vámi přejde teplá fronta?
8. jak vzniká okluze?
9. jaká situace vytváří studenou okluzi a co vytváří teplou okluzi?

Další Čtení / Doplňující Odkazy

• Studená Fronta animace, Goddard Space Flight Center: http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002200/a002203/index.html
• University of Illinois online průvodce počasí základy: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gl%29/guides/mtr/af/frnts/wfrnt/prcp.rxml

Body, aby Zvážila

• Jak udělat různé typy frontách vést k různé typy počasí?
• proč jsou některé regiony náchylné k určitým typům front počasí a jiné regiony náchylné k jiným typům front počasí?
• proč se počasí někdy mění tak rychle a někdy zůstává velmi podobné po mnoho dní?