Földtudomány

lecke célok

• írja le a légtömegek jellemzőit és hogyan kapják meg ezeket a jellemzőket.
• beszéljétek meg, mi történik, amikor a légtömegek találkoznak.
• sorolja fel a helyhez kötött, hideg, meleg és elzárt frontok közötti különbségeket.

szókincs

• légtömeg
• hidegfront
• elülső
• elzárt front
• squall line
• álló front
• meleg front

Bevezetés

az időjárás egy helyen gyakran attól függ, hogy milyen típusú légtömeg van rajta. Egy másik kulcsfontosságú tényező az, hogy a folt egy front alatt van-e, két légtömeg találkozási helye. A légtömegek jellemzői és kölcsönhatásaik határozzák meg, hogy az időjárás állandó-e egy adott területen, vagy gyors változások vannak-e.

légtömegek

a légtömegek olyan légtömegek, amelyek hőmérséklete és páratartalma közel azonos (az alábbi ábra). A légtömeg ezeket a jellemzőket a forrásterületként ismert földterület vagy víz felett szerzi meg. Amikor a légtömeg több napig vagy hosszabb ideig ül egy régió felett, felveszi az adott régió eltérő hőmérsékleti és páratartalmi jellemzőit.

Légtömegképződés

a légtömegek nagy területen alakulnak ki; 1600 km (1000 mérföld) átmérőjű és több kilométer vastag lehet. A légtömegek elsősorban a magas nyomású zónákban alakulnak ki, leggyakrabban a sarki és trópusi régiókban. A mérsékelt zónák általában túl instabilak a légtömegek kialakulásához. Ehelyett a légtömegek a mérsékelt övezeteken mozognak, így a középső szélességek hajlamosak érdekes időjárásra.

mit jelent a cPk szimbólummal ellátott légtömeg? A cPk szimbólum egy kontinentális poláris forrásrégióval rendelkező légtömeg, amely hidegebb, mint az a régió, amelyen most mozog.

Légtömegmozgás

a légtömegeket a magas szintű szél lassan tolja végig. Amikor egy légtömeg egy új régió felett mozog, megosztja hőmérsékletét és páratartalmát azzal a régióval. Tehát egy adott hely hőmérséklete és páratartalma részben függ a fölötte lévő légtömeg jellemzőitől.

viharok akkor keletkeznek, ha a légtömeg és a régió, amelyen mozog, eltérő tulajdonságokkal rendelkezik. Például, ha egy hidegebb légtömeg melegebb talajon mozog, az alsó légréteg felmelegszik. Ez a levegő felemelkedik, felhőket, esőt és néha zivatarokat képezve. Hogyan alakul ki egy mozgó légtömeg inverzió? Amikor egy melegebb légtömeg hidegebb talajon halad át, az alsó légréteg lehűl, és nagy sűrűsége miatt a talaj közelében csapdába esik.

általában a hideg légtömegek általában az egyenlítő felé, a meleg légtömegek pedig a pólusok felé áramlanak. Ez hőt hoz a hideg területekre, és lehűti a meleg területeket. Ez egyike annak a sok folyamatnak, amelyek a bolygó hőmérsékletének kiegyensúlyozására irányulnak.

az Illinoisi Egyetem online útmutatója a légtömegekről és frontokról itt található: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/af/home.rxml.

frontok

két légtömeg találkozik egy fronton. Elöl a két légtömeg különböző sűrűségű, és nem keveredik könnyen. Az egyik légtömeg a másik fölé emelkedik, alacsony nyomású zónát hozva létre. Ha a felemelt levegő nedves, kondenzáció és Csapadék lesz. Elöl gyakoriak a szelek. Minél nagyobb a hőmérsékletkülönbség a két légtömeg között, annál erősebb lesz a szél. A frontok a viharos időjárás fő okai.

ennek a szakasznak a többi részét négyféle frontra fordítják. Három ilyen front mozog, egy pedig álló helyzetben van. Hideg és meleg frontok esetén a front elülső szélén lévő légtömeg adja a front nevét. Más szavakkal, a hidegfront közvetlenül a mozgó hideg levegő elülső szélén van, a meleg front pedig a mozgó meleg levegő elülső szélét jelöli.

álló Front

álló fronton a légtömegek nem mozognak (az alábbi ábra). A front álló helyzetbe kerülhet, ha egy légtömeget akadály, például egy hegység állít meg.

egy álló front napos esőt, szitálást és ködöt hozhat. A szél általában párhuzamosan fúj, de ellentétes irányban. Néhány nap múlva az elülső rész valószínűleg szétesik.

hidegfrontok

amikor a hideg légtömeg a meleg légtömeg helyére kerül, hidegfront van (az alábbi ábra).

képzelje el, hogy egy helyen áll, amikor hidegfront közeledik. A hidegfront mentén a sűrűbb, hideg levegő felemeli a meleg levegőt, ami a Légnyomás csökkenését okozza (a fenti ábra). Ha a páratartalom elég magas, bizonyos típusú gomolyfelhők növekedni fognak. Magasan a légkörben a szél jégkristályokat fúj a felhők tetejéről, hogy cirrostratus és cirrus felhőket hozzon létre. Elöl eső záporok, hózáporok vagy zivatarok sora lesz, viharos széllel (az alábbi ábra). A squall vonal egy erős zivatar vonala, amely egy hidegfront mentén alakul ki. Az elülső rész mögött a hideg levegő tömege. Ez a tömeg szárazabb, így a csapadék leáll. Az időjárás lehet hideg és tiszta, vagy csak részben felhős. A szél továbbra is fújhat az elülső alacsony nyomású zónába.

a hidegfront időjárása az évszaktól függően változik.

• tavasz és nyár: a levegő instabil, így zivatarok vagy tornádók alakulhatnak ki.
• tavasz: ha a hőmérséklet gradiens magas, erős szél fúj.
• ősz: erős esőzések esnek egy nagy területen.
• tél: A hideg légtömeg valószínűleg a fagyos sarkvidéken alakult ki, ezért fagyos hőmérsékletek és erős havazás van.

Melegfrontok

melegfrontnál a meleg légtömeg átcsúszik a hideg légtömegen (az alábbi ábra). Amikor meleg, kevésbé sűrű levegő mozog a hidegebb, sűrűbb levegő felett, a légkör viszonylag stabil.

képzelje el, hogy télen a földön van egy hideg téli légtömeg alatt, meleg front közeledik. A hideg levegőről a meleg levegőre való átmenet nagy távolságra történik, így a változó időjárás első jelei jóval azelőtt jelennek meg, hogy az elülső rész valóban feletted lenne. Kezdetben a levegő hideg: a hideg levegő tömege feletted van, a meleg levegő tömege pedig felette van. A magas cirrusfelhők jelzik az egyik légtömegről a másikra való átmenetet.

idővel a cirrusfelhők vastagabbá válnak, és cirrostratus felhők alakulnak ki. A front közeledtével altocumulus és altostratus felhők jelennek meg, és az ég szürkévé válik. Mivel tél van, hópelyhek esnek. A felhők megvastagodnak és nimbostratus felhők alakulnak ki. A havazás növekszik. Az alacsony nyomás közeledtével a szél erősebbé válik. Ahogy az elülső rész közelebb kerül, a hideg levegő tömege éppen feletted van, de a meleg levegő tömege nem túl messze van. Az időjárás romlik. A meleg levegő tömegének közeledtével a hőmérséklet emelkedik, a hó pedig ónos esővé és fagyos esővé válik. Meleg és hideg levegő keveredik elöl, ami a stratus felhők és köd képződéséhez vezet (az alábbi ábra).

elzárt Front

az elzárt front általában alacsony nyomású rendszer körül alakul ki (az alábbi ábra). Az elzáródás akkor kezdődik, amikor egy hidegfront meleg fronthoz ér. A légtömegek elölről hátra sorrendben hidegek, melegek, majd ismét hidegek.

a Coriolis-effektus görbíti azt a határt, ahol a két front találkozik a pólus felé. Ha a harmadikba érkező légtömeg hidegebb, mint az első két légtömeg bármelyike, akkor ez a légtömeg mindkettő alá csúszik. Ezt hideg elzáródásnak nevezik. Ha a harmadikba érkező légtömeg meleg, akkor ez a légtömeg a másik légtömeg felett halad. Ezt meleg elzáródásnak nevezik (az alábbi ábra).

az elzáródott fronton az időjárás különösen heves az elzáródásnál. A csapadék és a változó szél jellemző. A Csendes-óceán partvidékén gyakran elzárt frontok vannak.

Az időjárás ebben a videóban a National Geographic Video, természeti katasztrófa, földcsuszamlások, és így tovább: időjárás 101

lecke összefoglaló

• a levegő tömege veszi a hőmérséklet és a páratartalom jellemzői a hely, ahonnan származik. A légtömegek elöl találkoznak.
• a helyhez kötött frontok csapdába esnek a helyükön; az általuk hozott időjárás sok napig tart.
• hidegfront esetén a hideg légtömeg felfelé kényszeríti a meleg légtömeget.
• meleg fronton a meleg légtömeg a hideg légtömeg fölé csúszik.
• egy elzárt fronton a meleg front megelőzi a hidegfrontot, ami változó időjárást eredményez.

felülvizsgálati kérdések

1. milyen típusú légtömeg jön létre, ha egy adag levegő ül az egyenlítői Csendes-óceán felett néhány napig? Mi a szimbóluma az ilyen típusú légtömegnek?
2. milyen feltételeknek kell fennállniuk ahhoz, hogy a levegő elég hosszú ideig üljön egy helyen ahhoz, hogy megszerezze az alatta lévő föld vagy víz jellemzőit?
3. hogyan befolyásolja a szélességi fok a légtömegek kialakulását a trópusi, mérsékelt és sarki zónákban?
4. miért mozognak az irányok a déli féltekén az északi féltekén mozgó irányok tükörképe?
5. miben különbözik egy álló front a hideg vagy meleg fronttól?
6. milyen időjárást fogsz tapasztalni, amikor egy hidegfront áthalad rajtad?
7. milyen időjárást fogsz tapasztalni, amikor egy melegfront áthalad rajtad?
8. hogyan alakul ki az elzáródás?
9. milyen helyzet hoz létre hideg elzáródást és mi hoz létre meleg elzáródást?

további olvasmányok / kiegészítő linkek

• hidegfront animáció, Goddard űrrepülési Központ: http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002200/a002203/index.html
• az Illinoisi Egyetem online útmutató az időjárás alapjaihoz: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gl%29/guides/mtr/af/frnts/wfrnt/prcp.rxml

megfontolandó pontok

• hogyan vezetnek a különböző típusú frontok különböző típusú időjáráshoz?
• miért hajlamosak egyes régiók bizonyos típusú időjárási frontokra,más régiók pedig más típusú időjárási frontokra?
• miért változik az időjárás néha olyan gyorsan, és néha nagyon hasonló marad sok napig?