Meteorologia w podróży – fronty

Pogoda w podróży – jak zrozumieć pogodę?

Wyjdź na balkon lub zatrzymaj się na chwilę w drodze do pracy i spójrz w niebo:

 – jakie chmury widzisz?

 – skąd wieje wiatr? jak szybko? z jaką siłą ?

– jaka jest temperatura powietrza?

– czy ludzie wokół Ciebie narzekają na zbyt niskie/wysokie ciśnienie?

–  jaka  pogoda była wczoraj? a jaka będzie jutro?

– jadąc rowerem jedziesz z wiatrem czy pod wiatr – skąd wieje, z jaką siłą?

A teraz siedząc wieczorem przed telewizorem posłuchaj prognozy pogody i zestaw ze sobą te wszystkie elementy.
I tak codziennie. To najlepszy sposób na rozgryzienie meteo 🙂

Zdecydowałeś/aś się zostać żeglarzem, to zobowiązuje! Ludzie w Twojej załodze ufają , że bezpiecznie doprowadzisz ich do kolejnego portu, a poza tym zadają pytania: co to za chmura? Ile to wieje? A czy to prawda, że… w  kontekście meteo warto znać niektóre zagadnienia, a jeszcze lepiej umieć je wytłumaczyć!

Nie tylko żeglując przydaje się wiedza z metetorologii. Każdy z nas planuje wyjazdy, spacery, wycieczki: górskie, piesze, rowerowe. Nie dajmy się zaskoczyć, dobrze się przygotujmy (odpowiednia odzież, sprzęt, wcześniejsze refowanie żagli), a przynajmniej zminimalizujmy ryzyko nieudanego urlopu/weekendu/wycieczki do minimum.

WSTĘP

Zimne fronty atmosferyczne są bardzo niebezpiecznym zjawiskiem dla osób żeglujących po jeziorach, morzach
i oceanach, ale nie tylko! Nagła zmiana pogody, gwałtowne burze i szkwały sprawiają, że warunki do żeglowania stają się bardzo trudne. W skrajnych przypadkach dochodzi do niebezpiecznych sytuacji zagrożenia zdrowia i życia, naszego i naszej załogi. Kończąc kurs na żeglarza jachtowego uczymy się o chłodnym/ciepłym/ zokludowanym froncie, wiatrach, monsunach itd., uzupełniamy pytania na teście egzaminacyjnym i często wiedzę z tej dziedziny chowamy do szuflady… Chcielibyśmy, aby po przeczytaniu tego krótkiego tekstu każdy z Was wiedział,
że wiadomości z zakresu „meteo” mogą się jeszcze kiedyś przydać 🙂 Celem naszych tekstów
o tematach meteorologicznych jest zwiększenie świadomości żeglarzy, zapobieganie niebezpiecznym sytuacjom poprzez edukację i przede wszystkim to, żeby żeglowało Wam się przyjemniej, spokojniej i BEZPIECZNIE!

MASY POWIETRZA

Zacznijmy po prostu od definicji, czyli krótkie przypomnienie czym jest front. W tych artykułach posługuję się dwiema publikacjami z zakresu meteorologii, (na końcu artykułu podane są szczegółowe informacje). Zachęcam tych, którzy chcą poszerzyć wiedzę z zakresu meteorologii do ich przejrzenia.

Definicja frontu według Alojzego Wosia autora książki „Meteorologia dla geografów” brzmi następująco:

„…Obszar atmosfery będący strefą przejściową pomiędzy dwiema różnymi masami powietrza nazywa się powierzchnią frontową, która w miejscu przecięcia się z powierzchnią ziemi wyznacza linię frontu (front atmosferyczny)…”

Natomiast definicja według Krzysztofa Kożuchowskiego jednego z autorów książki „Meteorologia
i klimatologia”
brzmi:

„…Powierzchnie frontalne rozdzielają różniące się od siebie masy powietrzne. Zasadniczą cechą wyróżniającą te masy jest temperatura, a także stratyfikacja termiczna i zawartość wilgoci w powietrzu. Wynika z tego, że masom powietrznym odpowiadają rozmaite typy pogody…”

W obydwu definicjach czytamy, że front jest powierzchnią, która rozdziela masy powietrza,
a w drugiej definicji widzimy rozwinięcie, które dotyczy tych mas. Czyli mówiąc o frontach musimy
o nich (masach powietrza)  wspomnieć.

Na  Ziemi występują ogromne obszary sięgające do kilku tysięcy kilometrów rozciągłości poziomej do kilku kilometrów rozciągłości pionowej, które wyróżnia w miarę stabilna pogoda: temperatura, wilgotność czy ciśnienie… są to właśnie MASY POWIETRZA. Mamy również wąskie terytoria między tymi ogromnymi obszarami gdzie warunki meteorologiczne zmieniają się szybko są to POWIERZCHNIE FRONTOWE.

Zostańmy na chwilę przy masach powietrza. Są one bardzo ważne przy przygotowaniu prognoz pogody i przede wszystkim przy jej zrozumieniu. Tak jak fronty masy powietrza dzielimy na chłodne
i ciepłe.

Kiedy ogromna masa powietrza zalega nad danym obszarem zaczyna przejmować jego cechy. Możemy powiedzieć, że powietrze staje się takie jak podłoże nad którym się znajduje. Ogromna masa nad biegunem stanie się chłodniejsza niż powietrze nad równikiem czy zwrotnikami. Powietrze morskie przejmie cechy  zbiornika wodnego i będzie zupełnie inne niż to nad lądem. Formowanie się takiej masy trwa około 2 do 5 dni, aż do momentu kiedy najważniejszy czynnik – temperatura powietrza będzie zbliżona do temperatury podłoża.

Nic w przyrodzie nie stoi w miejscu więc i masy powietrza nie są stałe: wędrują one nasuwając się na kolejne obszary przyjmując ich właściwości i tak:

Masę powietrza, która nasuwając się nad dany obszar stopniowo się ochładza (oddaje swoje ciepło)  nazywamy ciepłą masą powietrza i odwrotnie – masę, która stopniowo nagrzewa się  (zabiera ciepło) nazywamy chłodną masą powietrza.

Ciepła masa powietrza oddaje ciepło podłożu nad które nachodzi, a chłodna masa „zabiera” ciepło podłożu nad które nadchodzi. To istotny klucz do zrozumienia dlaczego po przejściu frontu zimnego temperatura obszaru spada, a po przejściu frontu ciepłego temperatura podnosi się. Teraz już wiemy (rozumiemy)!

Kiedy ogromna masa powietrza zalega nad danym obszarem zaczyna przejmować jego cechy. Możemy powiedzieć, że powietrze staje się takie jak podłoże nad którym się znajduje. Ogromna masa nad biegunem stanie się chłodniejsza niż powietrze nad równikiem czy zwrotnikami. Powietrze morskie przejmie cechy  zbiornika wodnego
i będzie zupełnie inne niż to nad lądem. Formowanie się takiej masy trwa około 2 do 5 dni, aż do momentu kiedy najważniejszy czynnik – temperatura powietrza będzie zbliżona do temperatury podłoża.

Dla lepszego zrozumienia procesów meteorologicznych warto wspomnieć o cechach fizycznych ciepłego i chłodnego powietrza: cząsteczki powietrza ciepłego przy takiej samej objętości co zimnego mają mniejszą masę, czyli ich gęstość jest mniejsza. Powietrze ciepłe ma mniejszą gęstość od zimnego i unosi się do góry. Analogicznie chłodne powietrze – ma ono większą gęstość dlatego opada. Dobrze oddaje to eksperyment, który możecie zrobić sobie w domu: w dużym słoiku umieśćcie szklankę z gorącą wodą i kilkoma kroplami farby np. czerwonej i zakryjcie ją folią spożywczą. Napełnijcie teraz cały słoik zimną wodą. Za pomocą noża rozetnijcie lekko folię
i zamknijcie słoik: para wodna ze szklanki będzie unosić się do góry, ale po pewnym czasie ochłodzi się i opadnie na dno słoika – tak waśnie zachowuje się ciepłe i chłodne powietrze.

CIEPŁA MASA POWIETRZA CHŁODNA MASA POWIETRZA
Przemieszcza się z niższych do wyższych szerokości geograficznych Przemieszcza się z wyższych do niższych szerokości geograficznych
Przemieszcza się znad obszaru wodnego bez porywy lodowej do obszaru wodnego z lodem Przemieszcza się znad obszaru wodnego pokrytego lodem do obszaru wodnego bez lodu
Zimą przemieszcza się znad oceanu na ląd Zimą przemieszcza się z lądu nad ocean
Latem przemieszcza się z lądu nad ocean Latem przemieszcza się znad oceanu na ląd
Tab.1 Charakterystyka ciepłych i chłodnych mas powietrza, na podstawie Woś A.   Meteorologia dla geografów

MASY POWIETRZA – PRZYKŁAD

Sprawdźmy teraz te działania w praktyce. Mamy zimę, jesteśmy w Polsce jest 6 stycznia 2020 roku mapa synoptyczna  , na której widzimy skróty określające rodzaje powietrza PPm, PAm, PPmc   (opis mas powietrza znajduje się w tabeli nr 2) wygląda następująco:

rys.1 Mapa synoptyczna Europy z dnia 6 stycznia 2020 r., źródło: https://www.imgw.pl/

Wszystko się zgadza: PP – powietrze polarne, które jest charakterystyczne dla umiarkowanych szerokości geograficznych (a w takich znajduje się Polska) wyróżnione jest tu na :

PPm – powietrze polarne morskie

 PPmc – powietrze polarne morskie ciepłe

Jak już ustaliliśmy ciepłe powietrze „oddaje” ciepło podłożu, dodatkowo jest to powietrze morskie o dużej wilgotności więc PPmc  nadchodząc nad obszar Polski powinno przynosić stateczną temperaturę, zachmurzenie, opady, mżawki i mgły. Zobaczmy czy teoria idzie w parze z praktyką sprawdzając dane numeryczne dla tego samego dnia na przykład dla Gdańska:

rys.2 Prognoza pogody dla Gdańska na dzień 6 stycznia 2020 r., źródło: http://pogodynka.pl/

Z diagramu wynika, że w tym samym dniu w Gdańsku jest duże zachmurzenie połączone z lekkimi opadami deszczu, a jak na styczeń mamy dosyć wysoką temperaturę.

Mamy już podstawową wiedzę o masach powietrza, znamy również definicję frontów. Czas na uzupełnienie wiadomości i praktykę. Wróćmy do naszej mapy z rys. 1. Zauważamy na niej charakterystyczne linie zakończone :

  • niebieskimi trójkątami
  • czerwonymi półkolami
  • różowymi trójkątami przeplatanymi z półkolami

są to kolejno: zimy front, ciepły front oraz front zokludowany.  Informacje o dwóch pierwszych będziemy rozwijać
w tym tekście.

FRONT CHŁODNY 

Pamiętacie eksperyment i informacje o cechach fizycznych mas powietrza  z poprzedniego rozdziału? Jeżeli tak to już wiecie jak tworzy się chłodny front. Zimne powietrze jest w tym wypadku bardziej aktywne. Ponieważ jest „cięższe” to wciska się ono pod powietrze ciepłe wypychając je w górę. Zazwyczaj ruch zimnego powietrza jest szybki
i dynamiczny więc  gwałtownie wypycha ku górze powietrze ciepłe, a co za tym idzie tworzą się wypiętrzone chmury Cumulonimbus, którym towarzyszą gwałtowne opady. Gdy front porusza się wolniej zachmurzenie i opady są mniej intensywne.

rys.3 Front chłodny , źródło: Woś A. Meteorologia dla geografów

Jak w praktyce rozpoznać czy nie zbliża się chłodny front?  Przede wszystkim musimy obserwować takie element pogody jak: ciśnienie, zachmurzenie czy temperatura. Na większości jachtów morskich znajdziemy barometr warto mając własny jacht umieścić na nim ten przyrząd. W tabeli nr 3 wypisaliśmy istotne informacje o zmieniających się czynnikach pogody przed, w trakcie i po przejściu frontu.

FRONT CHŁODNY PRZED NADEJŚCIEM FRONTU W TRAKCIE TRWANIA FRONTU PO PRZEJŚCIU FRONTU
CIŚNIENIE obniża się wzrasta, niekiedy bardzo szybko wzrasta
TEMERATURA opada opada opada
 

KIERUNEK WIATRU ORAZ PRĘDKOŚĆ

równoległy do linii frontu (zwykle południowo-zachodni), prędkość wzrasta, występują porywy wiatru a niekiedy nawet szkwał zachodni i północno-zachodni, silny, okresami dość porywisty północno-zachodni dość silny, słabnie
 

ZACHMURZENIE

 

 

wysoko chmury Cirrus i Cirrostratus, przed frontem chmury kłębiaste Cumulus i kłębiasto opadowe Cumulonimbus, mogą występować niskie chmury Stratus zachmurzenie duże i całkowite przez chmury deszczowe Cumulonimbus, niekiedy połączone z chmurami Altostratus i Nimbostratus, mogą występować niskie chmury Stratus po przejściu frontu rozpogodzenia, niekiedy zachmurzenie zmienne przez   chmury kłębiaste Cumulus i Cumulonimbus
 

OPADY

 

brak opady przelotne deszczu i burze różnej intensywności, a w chłodnej porze roku śniegu mogą występować przelotne opady deszczu, a w chłodnej porze roku śniegu
Tab.3 Charakterystyka frontu chłodnego źródło: http://www.mojapogoda.com/

FRONT CHŁODNY – PRZYKŁAD

Żeby utrwalić  sobie informacje teraz  omówimy  przejście frontu  na konkretnym przykładzie korzystając z danych serwisu ICM oraz artykułu zmieszczonym na blogu tego samego serwisu link tutaj.

Spójrzmy na mapę rozkładu temperatury w dniu  19 czerwca 2018 roku. Różnica temperatury między większością naszego kraju, a jego północno-zachodnią częścią jest znaczna. Może to być już dla nas znak, że „coś się dzieje”.
A dokładnie będziemy mieli do czynienia z zimnym frontem. Oznacza to, że żeglując po Bałtyku szczególnie
w okolicach Ustki, Mielna i Darłowa  warto przygotować się na mocne porywy wiatru, burze i gwałtowne opady, a po nich na znaczne obniżenie temperatury. Posługując się zwykłą prognozą numeryczną tylko dla danej miejscowości nie dostrzeżemy tych zależności.  Dodamy tutaj prognozę numeryczną z dnia przed przejściem frontu i w kolejnych dwóch dniach oraz prognozę godzinową z dnia przejścia frontu, aby zobaczyć jak dynamicznie zmieniają się poszczególne elementy pogody.  

rys. 4. Rozkład temperatury powietrza w Polsce w dniu 19 czerwca 2018 r., źródło: https://blog.meteomodel.pl/

 

rys. 5 prognoza pogody dla Ustki w dniach 19-24 czerwca 2018 r., źródło: https://meteomodel.pl/

rys. 6 prognoza pogody dla Ustki w dniu  19-24 czerwca 2018 r., źródło: https://meteomodel.pl/

Analizując kolejne godziny przed kumulacją największych opadów (przejściem frontu) możemy zauważyć, że informacje z tab. 3 potwierdzają się w praktyce:

-Ciśnienie spada przed przejściem frontu (z 1012.9 do 1004.8), a następnie wzrasta podczas przejścia frontu i po jego przejściu.

-Temperatura waha się na początku dnia by przed samym przejściem frontu gwałtownie obniżyć się (z 21oC do 15oC). Po przejściu frontu temperatura spadła w dalszych godzinach dnia i w dalszych dniach (rys. 5)

-Wiatr w trakcie przechodzenia frontu wzrasta nawet so 11 m/s (ok 39 km/h)

-Zachmurzenie wzrasta z każdą godziną pojawiają się kolejne partie chmur: najpierw wysokie (Cirrus, a następnie średnich i niskich pięter)

FRONT CIEPŁY

Ciepły front jest mniej niebezpieczny niż chłodny, ale jego dużym minusem jest to, że może trwać bardzo długo. Przejście frontu zimnego trwa ok. jeden dzień natomiast front ciepły trwa niekiedy kilka dni! W przypadku frontu ciepłego to cieplejsze powietrze jest bardziej aktywne. Ponieważ już wiemy, że jest ono „lżejsze” to nasuwa się na chłodniejsze powietrze powolnie tworząc zachmurzenie i łagodne opady. Tempo frontu ze względu na właściwości ciepłego powietrza  jest znacznie wolniejsze – chmury nie zdążą się rozbudować, więc ryzyko występowania burz
i wyładowań atmosferycznych jest minimalne – występują za to chmury piętra niskiego i średniego niosące za sobą długotrwałe, łagodne opady deszczu lub deszczu ze śniegiem.

 

rys. 2 Front ciepły, źródło: Woś A. Meteorologia dla żeglarzy
FRONT CIEPŁY PRZED NADEJŚCIEM FRONTU W TRAKCIE TRWANIA FRONTU PO PRZEJŚCIU FRONTU
CIŚNIENIE obniża się obniża się Obniża się lub jest stałe
TEMERATURA opada wzrasta wzrasta
 

KIERUNEK WIATRU ORAZ PRĘDKOŚĆ

południowo-wschodni i południowy, prędkość wzrasta południowy, nadal prędkość wzrasta południowo-zachodni do zachodniego, prędkość słabnie
 

ZACHMURZENIE

 

 

Pojawiają się chmury piętra wysokiego (Cirrus), a następnie piętra średniego (Altostratus, Cirrostratus) Chmury piętra średniego Altostratus, Nimbostratus, Stratus. Rozpogodzenie zachmurzenia
 

OPADY

 

Łagodne opady deszczu lub śniegu.

Ciągłe opady, mżawki, deszcz ze śniegiem.

Słabnące opady deszczu

 

Tab.3 Charakterystyka frontu chłodnego źródło: http://www.mojapogoda.com/

WNIOSKI:

-obserwujemy poszczególne elementy pogody codziennie, aby podczas podróży szybko reagować na zmienijące się elementy pogody

-patrzymy na prognozę pogody „całościowo” nie tylko numerycznie dla każdego dnia

-wiedząc wcześniej o nadejściu zimnego frontu frontu planujemy trasę żeglugi/wycieczki tak, aby można było bezpiecznie spłynąć, planujemy krótszą trasę lub inne atrakcje: zwiedzanie muzeów, impreza w tawernie 🙂

ŹRÓDŁA:

– Woś A. Meteorologia dla geografów, UAM 2006

-Kożuchowski K. (red.) Meteorologia i klimatologia, PWN 2006

http://www.mojapogoda.com/

https://blog.meteomodel.pl/

https://meteomodel.pl/

http://pogodynka.pl/

https://www.imgw.pl/

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *