geovetenskap

Lektionsmål

• beskriv luftmassornas egenskaper och hur de får dessa egenskaper.
• diskutera vad som händer när luftmassor möts.
• lista skillnaderna mellan stationära, kalla, varma och ockluderade fronter.

ordförråd

• luftmassa
• kall front
• främre
• ockluderad front
• squall line
• stationär front
• varm front

Inledning

vädret på en plats beror ofta på vilken typ av luftmassa som är över den. En annan viktig faktor är om platsen är under en front, mötesplatsen för två luftmassor. Luftmassornas egenskaper och deras interaktioner avgör om vädret över ett område är konstant eller om det sker snabba förändringar.

luftmassor

en luftmassa är en sats luft som har nästan samma temperatur och fuktighet (figur nedan). En luftmassa förvärvar dessa egenskaper ovanför ett område med mark eller vatten som kallas dess källregion. När luftmassan sitter över en region i flera dagar, eller längre, tar den upp de olika temperatur-och fuktighetsegenskaperna i den regionen.

Luftmassbildning

luftmassor bildas över ett stort område; de kan vara 1600 km (1000 miles) över och flera kilometer tjocka. Luftmassor bildas främst i högtryckszoner, oftast i polära och tropiska områden. Tempererade zoner är vanligtvis för instabila för att luftmassor ska bildas. Istället rör sig luftmassor över tempererade zoner så att de mellersta breddgraderna är benägna att ha intressant väder.

vad betyder en luftmassa med symbolen cPk? Symbolen cPk är en luftmassa med en kontinental polär källregion som är kallare än den region den nu rör sig över.

Luftmassrörelse

luftmassor skjuts långsamt av vindar på hög nivå. När en luftmassa rör sig över en ny region delar den sin temperatur och fuktighet med den regionen. Så temperaturen och fuktigheten på en viss plats beror delvis på egenskaperna hos luftmassan som sitter över den.

stormar uppstår om luftmassan och regionen den rör sig över har olika egenskaper. Till exempel, när en kallare luftmassa rör sig över varmare Mark, värms det nedre luftskiktet. Den luften stiger och bildar moln, regn och ibland åskväder. Hur skulle en rörlig luftmassa bilda en inversion? När en varmare luftmassa färdas över kallare Mark kyls det nedre luftskiktet och fångas på grund av sin höga densitet nära marken.

i allmänhet tenderar kalla luftmassor att strömma mot ekvatorn och varma luftmassor tenderar att strömma mot polerna. Detta ger värme till kalla områden och kyler ner områden som är varma. Det är en av de många processer som verkar för att balansera planetens temperaturer.

en onlineguide från University of Illinois om luftmassor och fronter finns här: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/af/home.rxml.

fronter

två luftmassor möts vid en front. På framsidan har de två luftmassorna olika densiteter och blandar inte lätt. En luftmassa lyfts över den andra, vilket skapar en lågtryckszon. Om den upphöjda luften är fuktig kommer det att bli kondens och nederbörd. Vindar är vanliga på framsidan. Ju större temperaturskillnaden mellan de två luftmassorna desto starkare blir vindarna. Fronter är den främsta orsaken till stormigt väder.

resten av detta avsnitt kommer att ägnas åt fyra typer av Fronter. Tre av dessa fronter rör sig och en är stillastående. Med kalla fronter och varma fronter ger luftmassan vid framkanten av framsidan sitt namn. Med andra ord är en kall front precis vid framkanten av rörlig kall luft och en varm front markerar framkanten av rörlig varm luft.

stationär Front

vid stillastående front rör sig inte luftmassorna (figur nedan). En front kan bli stillastående om en luftmassa stoppas av en barriär, såsom en bergskedja.

en stationär front kan medföra dagar av regn, regn och dimma. Vindar blåser vanligtvis parallellt med framsidan, men i motsatta riktningar. Efter flera dagar kommer fronten sannolikt att bryta isär.

kalla fronter

När en kall luftmassa tar plats för en varm luftmassa finns det en kallfront (figur nedan).

Föreställ dig att du står på en plats när en kall front närmar sig. Längs den kalla fronten trycker den tätare, kalla luften upp den varma luften, vilket gör att lufttrycket minskar (figur ovan). Om luftfuktigheten är tillräckligt hög kommer vissa typer av cumulusmoln att växa. Högt i atmosfären blåser vindar iskristaller från toppen av dessa moln för att skapa cirrostratus och cirrusmoln. På framsidan kommer det att finnas en rad regnskurar, snöskurar eller åskväder med blåsiga vindar (figur nedan). En squall linje är en linje av svåra åskväder som bildas längs en kall front. Bakom framsidan är den kalla luftmassan. Denna massa är torrare så nederbörden stannar. Vädret kan vara kallt och klart eller bara delvis molnigt. Vindar kan fortsätta att blåsa in i lågtryckszonen framtill.

vädret vid en kallfront varierar med säsongen.

• vår och sommar: luften är instabil så åskväder eller tornador kan bildas.
• vår: om temperaturgradienten är hög blåser starka vindar.
• höst: starka regn faller över ett stort område.
• vinter: Den kalla luftmassan kommer sannolikt att ha bildats i den iskalla Arktis så det finns iskalla temperaturer och tunga snöar.

varma fronter

vid en varm front glider en varm luftmassa över en kall luftmassa (figur nedan). När varm, mindre tät luft rör sig över den kallare, tätare luften är atmosfären relativt stabil.

Tänk dig att du är på marken på vintern under en kall vinterluftmassa med en varm front närmar sig. Övergången från kall luft till varm luft sker över ett långt avstånd så de första tecknen på förändrat väder visas långt innan fronten faktiskt är över dig. Ursprungligen är luften kall: den kalla luftmassan ligger ovanför dig och den varma luftmassan ligger ovanför den. Höga cirrusmoln markerar övergången från en luftmassa till den andra.

med tiden blir cirrusmoln tjockare och cirrostratus moln bildas. När fronten närmar sig visas altocumulus och altostratus moln och himlen blir grå. Eftersom det är vinter faller snöflingor. Molnen tjocknar och nimbostratus moln bildas. Snöfall ökar. Vindar växer starkare när lågtrycket närmar sig. När fronten närmar sig är den kalla luftmassan precis ovanför dig men den varma luftmassan är inte för långt över det. Vädret förvärras. När den varma luftmassan närmar sig stiger temperaturen och snö blir till snö och frysande regn. Varm och kall luftblandning framtill, vilket leder till bildandet av stratusmoln och dimma (figur nedan).

ockluderad Front

en ockluderad front bildas vanligtvis runt ett lågtryckssystem (figur nedan). Ocklusion börjar när en kall front fångar upp till en varm front. Luftmassorna, i ordning framifrån och bakåt, är kalla, varma och sedan kalla igen.

Coriolis-effekten böjer gränsen där de två fronterna möts mot Polen. Om luftmassan som kommer tredje är kallare än någon av de två första luftmassorna, glider den luftmassan under dem båda. Detta kallas en kall ocklusion. Om luftmassan som kommer tredje är varm, rider den luftmassan över den andra luftmassan. Detta kallas en varm ocklusion (figur nedan).

vädret vid en ockluderad front är särskilt hård precis vid ocklusionen. Nederbörd och växlande vindar är typiska. Stillahavskusten har ofta ockluderade fronter.

väder utforskas i den här videon på National Geographic Video, naturkatastrof, jordskred och mer: väder 101

Lektionssammanfattning

• en luftmassa tar på sig temperatur-och fuktighetsegenskaperna hos den plats där den härstammar. Luftmassor möts på en front.
• Stationära fronter fastnar på plats; vädret de tar med varar i många dagar.
• vid en kall front tvingar en kall luftmassa en varm luftmassa uppåt.
• på en varm front glider den varma luftmassan över den kalla luftmassan.
• i en ockluderad front går en varm front över en kall front, vilket skapar varierande väder.

granska frågor

1. vilken typ av luftmassa skapas om en sats luft sitter över ekvatorial Stilla havet i några dagar? Vad är symbolen för denna typ av luftmassa?
2. vilka villkor måste finnas för att luft ska sitta över en plats tillräckligt länge för att få egenskaperna hos marken eller vattnet under den?
3. hur påverkar latitud skapandet av luftmassor i tropiska, tempererade och polära zoner?
4. Varför är riktningarna fronter rör sig på södra halvklotet en spegelbild av de riktningar de rör sig på norra halvklotet?
5. hur skiljer sig en stationär front från en kall eller varm front?
6. vilken typ av väder kommer du att uppleva när en kall front passerar över dig?
7. vilken typ av väder kommer du att uppleva när en varm front passerar över dig?
8. Hur bildas en ocklusion?
9. vilken situation skapar en kall ocklusion och vad skapar en varm ocklusion?

Ytterligare läsning / kompletterande länkar

• kall front animation, Goddard Space Flight Center: http://svs.gsfc.nasa.gov/vis/a000000/a002200/a002203/index.html
• University of Illinois Online guide to weather basics: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gl%29/guides/mtr/af/frnts/wfrnt/prcp.rxml

poäng att överväga

• hur leder de olika typerna av fronter till olika typer av väder?
• Varför är vissa regioner utsatta för vissa typer av väderfronter och andra regioner utsatta för andra typer av väderfronter?
• Varför förändras vädret ibland så snabbt och förblir ibland mycket lika i många dagar?