Un frente meteorológico es una superficie extendida de discontinuidad, que separa dos masas de aire con diferentes propiedades físicas (por ejemplo , temperatura , humedad , presión ). El concepto fue desarrollado a principios del XX ° siglo por los meteorólogos noruegos para explicar el comportamiento de la atmósfera en las latitudes medias del terreno: la formación de nubes , la lluvia , las depresiones y anticiclones y su desplazamiento. El desarrollo de la meteorología Desde entonces ha sido posible demostrar que los frentes son una consecuencia de las fuerzas en juego más que de su causa, pero la representación ahora está tan extendida que todavía se utilizan ampliamente en presentaciones meteorológicas.
La historia de las tarjetas de análisis de superficie moderna en la meteorología comienza en XIX XX siglo . La invención del telégrafo en 1845 hizo posible transmitir observaciones tomadas en lugares alejados unos de otros en un tiempo razonable para que pudieran usarse para pronosticar. Tanto en América como en Europa, se están desarrollando redes de estaciones de observación meteorológica.
La Institución Smithsonian , bajo la dirección de Joseph Henry , estableció la primera red de estaciones de observación a partir de la década de 1840 . Ya en 1849, los primeros mapas meteorológicos de superficie se elaboraron utilizando las 150 estaciones ya disponibles. Esta red cubrirá la mayor parte del centro y este de los Estados Unidos en 1860. Durante este tiempo, el14 de noviembre de 1854, una violenta tormenta provoca el hundimiento de 41 barcos franceses en el Mar Negro , durante la Guerra de Crimea . Esta tormenta había barrido toda Europa Occidental, pero nadie pudo informarlo o incluso advertir del peligro. Ante esta observación, Urbain Le Verrier , director del Observatorio de París , decidió poner en marcha una vasta red de estaciones meteorológicas que cubren toda Europa.
Robert FitzRoy también usó el telégrafo para recopilar datos meteorológicos diarios de toda Inglaterra y para dibujar sus primeros gráficos sinópticos . Utilizando la variación de estos mapas a lo largo del tiempo, hizo los primeros pronósticos que comenzaría a publicar en el periódico The Times en 1860. El mismo movimiento se extendió por todo el Imperio Británico . Así, en 1839, se abrió un observatorio meteorológico en Toronto y se abrieron varios observatorios en las colonias británicas de Canadá por entusiastas o escuelas. En 1871, se asignaron créditos de 5.000 dólares canadienses al Ministerio de Marina y Pesca para establecer una red de recopilación de datos meteorológicos con el objetivo de producir avisos de tormenta. En Australia , fue en 1877 cuando aparecieron los primeros mapas en los periódicos. El Observatorio Meteorológico de Tokio , antepasado del servicio meteorológico japonés , hizo lo mismo a partir de 1883.
Los mapas de estos pioneros se producían generalmente una vez al día a partir de los datos recopilados a una hora determinada de la mañana. Por ejemplo, los datos de EE. UU. Se tomaron a las 7 pm 30 , hora solar, y se telegrafiaron al Smithsonian . Sólo se trazaron los datos de presión y se trazaron líneas de igual presión, o isobaras . Por tanto, fue posible identificar depresiones y altibajos de esta forma . Dado que los datos se tomaron a la hora solar local, el trazado de los datos sufrió alguna distorsión de la distribución de la presión espacial debido a la falta de sincronización. No fue hasta la aparición del concepto de zona horaria en 1879 y Tiempo Universal Coordinado para remediar este problema. Sin embargo, la aceptación de estos conceptos se tomó el tiempo y fue sólo a finales del XIX ° siglo que se encuentran en la mayor parte del globo.
Ya en 1841, Elias Loomis fue el primero en sugerir la presencia de frentes para explicar el clima, pero no fue hasta después de la Primera Guerra Mundial , en 1919 , que la escuela noruega de meteorología impuso este concepto. Por tanto, sólo a partir de este tiempo se analizan los frentes, que separan las distintas masas de aire que cubren el planeta y con los que asociamos el tiempo . Una vez más, esta novedad tardó un poco en difundirse y no fue hasta después de la Segunda Guerra Mundial que el Servicio Meteorológico Nacional de EE .
Los mapas se analizaron manualmente hasta la década de 1970, cuando la introducción de las computadoras permitió desarrollar programas para el trazado automático de datos de estaciones e isobaras. Desde la década de 1990 , la adición de datos de satélites y radares meteorológicos a los datos de superficie y altitud y la mejora de los programas de computadora hicieron posible dibujar un primer borrador de los frentes por computadora, pero más a menudo los meteorólogos tuvieron que refinar aún más el análisis.
En el modelo noruego, hay cinco masas de aire en las latitudes medias del planeta. Las áreas donde se encuentran estas masas de aire se denominan frente y, por lo tanto, hay cuatro de ellas. Estas divisiones surgen de la circulación atmosférica general y la posición de las diversas corrientes en chorro . En general, cada uno de estos frentes se identifica con la masa de aire más fría, casi siempre ubicada en su faceta norte:
Estos frentes varían en latitud según la temporada. Así, el frente ártico 2 rara vez hace su aparición al sur de las islas árticas antes del final del otoño en el hemisferio norte, mientras que el Sol ilumina cada vez menos las regiones del norte y el aire se enfría gradualmente. Las diferencias entre las masas de aire marítimas y continentales del mismo nombre se deben principalmente al contenido de humedad , mientras que las temperaturas son bastante similares.
Otros frentes más locales también tienen nombres:
Debido a la circulación de aire a lo largo de estos frentes, se pueden distinguir diferentes tipos de frentes:
También existen determinadas líneas de demarcación de mesoescala con las que se asocia el tiempo y que sirven de límites entre masas de aire muy locales:
La frontogénesis es el proceso de formación o intensificación de un frente o un área de frente por influencias físicas, como la radiación, o como dirección cinemática del viento. La frontólisis es el efecto opuesto al proceso de atenuación o disipación.
La teoría clásica del frente, de la Escuela de Meteorología de Bergen , dice que cuando dos masas de aire con diferentes características físicas entran en contacto, el aire frío y más denso tiende a deslizarse bajo el aire caliente que asciende por estiramiento ( ascendencia ). Una vez que el aire caliente se enfría en las capas superiores de la troposfera , la humedad que contiene se condensa dando lugar a nubes características ( cirroestratos , altostratos , nimboestratos ), que dan precipitación ( lluvia , nieve , aguanieve , llovizna , etc.).
En las depresiones mayores, el frente frío se precipita violentamente bajo el frente cálido, produciendo una fuerte corriente ascendente que da lugar a nubes convectivas : cúmulos , cúmulos altísimos y cumulonimbos ). Estos producen chubascos o incluso tormentas eléctricas que pueden contener pequeñas , producen ráfagas violentas y tornados .
En ambos casos, más o menos lentamente se restablece el equilibrio entre las dos masas de aire (frente ocluido) y el fenómeno de los extremos deslizantes. El paso de frentes fríos o cálidos sobre una región hace que la temperatura atmosférica local suba o baje .
De hecho, los frentes son solo el resultado de los movimientos de la atmósfera y no su causa. Los eventos descritos anteriormente son el resultado de movimientos verticales de la atmósfera, un fluido en rotación, que puede explicarse por la termodinámica y la mecánica de fluidos . Las zonas de contraste marcadas por la presencia de frentes provocan estos movimientos y no los propios frentes. El aire más suave no sube porque sea empujado hacia arriba por el aire fresco de la superficie, sino porque la convergencia de los vientos en la columna de aire a lo largo de los frentes genera un movimiento ascendente .