9.3. Időjárási frontok

Általánosságban elmondhatjuk az időjárási frontokról, hogy két légtömeg között helyezkednek el, mintegy azok elválasztó felületeként. A front mentén általában nagyon jelentős a hőmérsékletkülönbség, s ugyancsak szignifikáns eltérés mutatkozik a légnedvesség, a szélsebesség értékekben, illetve a szélirányban. Mivel a frontfelület eltérő oldalain elhelyezkedő légtömegeknek a hőmérséklete és a légnedvesség tartalma eltér egymástól, így a sűrűségük is különbözik. A könnyebb légtömeg felsiklik a sűrűbb légtömegre, mely a frontálzóna környezetében felszálló mozgást eredményez. Ez magyarázza, hogy a frontok összekapcsolódnak a felhő- és csapadékképződési folyamatokkal. A frontfelületeknek természetesen van vertikális kiterjedése, és sohasem merőlegesek a felszínre. A felszíni meteorológiai térképeken a frontfelületeket értelemszerűen a felszínnel való metszésvonalukkal ábrázoljuk. Ne feledjük azonban, hogy a frontok mindenkor szorosan összefüggnek a mérsékeltövi ciklonokkal, melyek a polárfrontról leszakadt, önálló, alacsonynyomású, örvénylő mozgást végző képződmények, s jelentős energiát szállítanak.

A hullámzó polárfront megtörése révén alakul ki a meleg- és hidegfront, melyek szétválasztják a mérsékeltövi ciklonban a hűvösebb és a melegebb légtömegeket. A szinoptikus térképeken a melegfrontot a piros frontvonalra helyezett piros félkörökkel, míg a hidegfrontot a kék frontvonalra helyezett kék háromszöggel jelöljük, mindkét esetben a jelek (félkörök, háromszögek) a frontok haladásának irányába mutatnak. A frontfelületek földfelszínnel bezárt szöge nagyon kicsi, ezért a szemléltető ábrákon mindig eltorzítva, a valóságoshoz képest sokkal nagyobbnak ábrázolva jelenítik meg. Ezen túlmenően a melegfront, s a hidegfront felszínnel bezárt szöge sem egyenlő: a melegfront hajlásszöge sokkal kisebb, mint a hidegfronté, befogóik aránya rendre 1:200, illetve 1:100.

Általánosságban elmondhatjuk a frontokról, hogy minél gyorsabban mozog a front, annál hevesebb lesz a front átvonulásával járó időjárás-változás, illetve szélsőséges esetben az áthaladó vihar által okozott kár. Ez magyarázza azt is, hogy a gyorsabban haladó hidegfront gyakrabban okoz viharkárokat, mint a lassabban haladó melegfront. Ugyancsak megállapíthatjuk, hogy minél nagyobb a kontraszt a front két oldalán elhelyezkedő légtömegek hőmérséklete között, annál hevesebb lesz az időjárás megváltozása a front áthaladásakor. Ritkán ún. „száraz frontokkal” is találkozhatunk, azaz előfordulhat, hogy a front környezetében nagyon száraz a levegő, s így a megszokott felhőképletek nem alakulnak ki. Ilyenkor a frontfelület mentén megtörténik a légtömegek egymásra siklásra, azaz a felemelkedés, de annyira száraz a levegő, hogy a kondenzáció, a felhőképződés, a csapadékhullás nem jön létre.

9.3.1. Melegfront

A melegfront területén a csapadéksáv 300–400 km szélességben, néhány ezer kilométer hosszúságban is elhúzódhat végig a frontvonal mentén. A melegfront felhőzete összetett, egyaránt megtalálható benne a cirrus, a cirrostratus, a cirrocumulus, az altostratus, a nimbostratus, illetve esetenként a cumulonimbus felhő is. A felhőzet jelentős hányadát több ezer méter vastag rétegfelhő (nimbostratus) alkotja, melyből váltakozó intenzitással, de általában folyamatosan hullik az eső vagy a hó a hőmérséklet függvényében. A téli félévben, az ónos eső kialakulásának kedvező feltételek általában a melegfronthoz kapcsolódnak, s ez a veszélyes és nagyon sok kárt okozó jelenség általában a melegfront átvonulása előtt jelentkezik. Ilyenkor a melegfront felhőzetéből hulló esőcsepp a front alatti hideg levegőben túlhűl, s a talajra érkezve azonnal megfagy. A melegfront leggyakrabban keleti, északkeleti irányba halad, mozgása lassú, s nagyobb térséget lefedő enyhe, tartósabb csapadék kíséri. A melegfront áthaladását kísérő változásokat időjárási elemenként (hőmérséklet, tengerszinti légnyomás, felhőzet, szélirány) a 9.6. ábra mutatja be.

 

Egy melegfront áthaladásakor fellépő változások

9.6. ábra: Egy melegfront áthaladásakor fellépő változások: a hőmérsékletben, a tengerszinti légnyomásban, a felhőzetben és a szélirányban.

A melegfront haladási sebessége kisebb, mint a hidegfronté, mely azzal magyarázható, hogy a kisebb sűrűségű (melegebb) levegőnek nehezebb mozgásra kényszeríteni a nagyobb sűrűségű (hidegebb) levegőt. A frontfelület kisebb hajlásszöge kisebb sebességű felemelkedésre kényszeríti a légtömeget, s ennek hatására stabilabb környezet alakul ki, mely nem a gomolyos, hanem inkább a réteges szerkezetű felhők kialakulásának kedvez. A frontokat kísérő jellegzetes felhőképződési folyamatok, s a már kialakult felhőképletek miatt gyakran csupán az eget kémlelve is előrejelezhetjük a melegfront közeledését.

9.3.2. Hidegfront

A hidegfront esetén, mint láttuk, a meleg levegő felsiklik a hideg levegőre. A hideg levegő egy olyan térséget áraszt el, ahol korábban meleg levegő volt. A front haladási sebessége lényegesen gyorsabb, mint a melegfronté, átlagosan 35–55 km/óra. Csapadéka általában intenzívebb a melegfronténál, de jóval keskenyebb sávra korlátozódik. A felhőrendszer azonban ez esetben is elhúzódik akár több ezer kilométer hosszan a front mentén. Tipikus hidegfronti helyzet az erős széllel érkező zivatarfelhőkből hulló záporszerű csapadék. Az erős szél egyben az idő tisztulását, s ezzel a látási viszonyok javulását is okozza. A szakaszosan kifejlődő felhőrendszer itt is jellemzi a frontot: cirrus, cirrostratus felhők, altocumulusok (néha), s a jellegzetes cumulonimbusok. A hidegfront áthaladását kísérő változásokat időjárási elemenként (hőmérséklet, tengerszinti légnyomás, felhőzet, szélirány) a 9.7. ábra mutatja be.

 

Egy hidegfront áthaladásakor fellépő változások

9.7. ábra: Egy hidegfront áthaladásakor fellépő változások: a hőmérsékletben, a tengerszinti légnyomásban, a felhőzetben és a szélirányban

A hidegfrontoknak két típusa különböztethető meg, ezek a lassú mozgású (elsőfajú) hidegfront és a gyorsabb mozgású (másodfajú) hidegfront. A csapadékzóna – a hidegfront típusától függően – mind a front áthaladása előtt, mind a front áthaladása után is megjelenhet, mely típusok felhőrendszerei közötti különbséget a 9.8. ábra mutatja be. Amikor ún. squall line vihar láncolat alakul ki a front mentén, ezek mindig megelőzik a hidegfrontok áthaladását. A hidegfrontok általában a mérsékeltövi ciklonok középpontjától délre, délnyugatra helyezkednek el, illetve ebbe az irányba terjeszkednek. Ezeknek a frontoknak a hajlásszöge meredekebb, a légtömeg felemelkedési sebessége nagyobb a frontfelület mentés, s a frontvonalra merőleges felszíni sebességük is nagyobb a melegfrontokénál. Mindezek gyakran heves csapadékhullást eredményeznek, sőt amennyiben elég nagy az instabilitás, úgy hevesebb viharok, záporok is kialakulhatnak. A hidegfronthoz kapcsolódó csapadékhullás időtartama lényegesen rövidebb, mint a melegfront esetén.

 

Hidegfront típusok jellemző felhőrendszereikkel

9.8. ábra: Hidegfront típusok jellemző felhőrendszereikkel. Az ábrán jelölt felhők: Ci: Cirrus, Cs: Cirrostratus, As: Altostratus, Ns: Nimbostratus, Cu: Cumulus, Cb: Cumulonimbus.

 

9.1. táblázat: Meteorológiai elemek változása időjárási frontok mentén

   

Melegfront

Hidegfront

talajszél

- a front közeledtével megélénkül, a fronttal párhuzamos irányba fordul,

- sebességmaximum a front átvonulása előtt,

- a front átvonulásakor jobbra fordul, és átmenetileg gyengül

- a front előtt visszafordul, kb. a fronttal párhuzamos irányba és megélénkül,

- frontátvonulásnál általában markáns szélfordulás jobbra,

- lökéses szél, gyakran viharos széllökések az átvonulásnál,

- lassú mozgású front után a szél lecsillapodik, gyors mozgásúnál gyakran erős marad

nyomástendencia

- front előtt kiterjedt nyomássüllyedés,

- legerősebb süllyedés a front közelében,

- átvonuláskor nem változó tendencia

- a front előtt legtöbbször nyomássüllyedés,

- front mögött különböző mértékű emelkedés,

- ciklon középpontjához közel további gyengébb nyomásesés

hőmérséklet

- front előtt lassan emelkedik,

- frontátvonuláskor felmelegedés, majd közel állandó érték

 

- elsőfajú front előtt különböző a napszak és évszak szerint, utána markáns hőmérséklet-csökkenés,

- másodfajú hidegfront esetén front előtt lehet hőmérséklet-csökkenés a csapadék révén,

- utána általában csekély változás, sőt a hideg évszakban lehet melegedés is, majd a fronttól távolabb kezdődik a lehűlés

harmatpont

- front előtt lassan növekszik,

- csapadékos területen ugrásszerű növekedés,

- a front átvonulása után nem változik

- elsőfajú front esetén különböző a hőmérséklethez hasonlóan, mögötte a csapadék miatt csak lassan csökken,

- másodfajú front mögött gyakran kifejezett csökkenés

látási viszonyok

- a Cirrostratus, Altostratus alatt még jó,

- a csapadékos területen romlik, köd is képződhet

- elsőfajú front mögött többnyire határozott látásromlás a csapadék miatt, ott köd is képződhet,

- másodfajú front mögött nő a látástávolság

A frontokhoz kapcsolódó időjárási elemek változását a 9.1. táblázatban foglaljuk össze. A frontok felhőrendszerét és a mérsékeltövi ciklonban elfoglalt helyét a 9.3. ábra (a felső I. metszet és az alsó II. metszet) mutatja. A ciklon területén húzott I. metszet az okkludálódott állapotot, míg a II. metszet a hideg- és melegfront szerkezetét ábrázolja.

9.3.3. Okklúziós front

Az okklúziós front, mint jeleztük, akkor keletkezik, amikor a hidegfront utoléri a melegfrontot. E front tulajdonságait az határozza meg, hogy milyen a melegfront előtti, illetve a hidegfront mögötti – egyébként mindkét esetben hideg – légtömegek egymáshoz viszonyított hőmérséklete. Ha a hidegfront mögött érkező levegő a hidegebb, akkor beékelődve a melegfront előtti kevésbé hideg légtömeg alá, elsősorban hidegfronti, fordított esetben pedig melegfronti hatások érvényesülnek. Ezen jellegek alapján nevezzük hideg, illetve meleg okklúziós frontnak, melyek jellegzetességeit a 9.9. ábra foglalja össze. Az okklúziós frontban a hideg- és a melegfront felhőrendszere egyesül, s egy nagyobb kiterjedésű csapadékzónát alkot. A szinoptikus térképeken e fronttípust a frontvonalra helyezett lila háromszögek és félkörök sora jelöli, melyek a hideg- és a melegfronthoz hasonlóan a front haladási irányába mutatnak.

 

Az okklúziós front típusai

9.9. ábra: Az okklúziós front típusai. A hideg okklúzió és a meleg okklúzió. Hideg okklúziós front esetén elsősorban hidegfronti, meleg okklúziós front esetén pedig elsősorban melegfronti hatások érvényesülnek.