Velocità fronte freddo

[frammento]

Ciao...qualcuno saprebbe dirmi con precisione come mai i fronti freddi si muovono più velocemente dei fronti caldi?

[Lorenzo Catania]

In generale perché l'aria fredda è più densa di quella calda.
Per questo motivo quando arriva un fronte caldo, l'aria mite che segue tende a scorrere sopra il cuscino di aria fresca preesistente, "mangiandolo" con molta gradualità, e portando alla formazione di nubi generalmente stratiformi che provocano precipitazioni diffuse e di debole o moderata intensità.
Quando arriva il fronte freddo invece l'aria fredda che segue tende a "scalzare" dal basso l'aria mite preesistente, spingendola verso l'alto e generando moti convettivi, che sono molto ma molto più rapidi ed efficaci (nel rimescolare l'aria) rispetto a quelli avvettivi. Esempio evidente lo hai quando arriva un acquazzone o un temporale da fronte freddo, con il quale la temperatura può crollare di parecchi gradi in pochi minuti; al contrario con un fronte caldo tradizionale, e quindi con la formazione di altostrati e nembostrati, la temperatura tende a salire molto più lentamente.

Il fronte freddo "scorre" alla velocità dei cumulonembi e dei cumuli che esso stesso genera, e quindi alla velocità dei crolli di temperatura che seguono i rovesci o i moti convettivi in genere (moti convettivi che possono essere anche secchi, cioé "invisibili" al nostro occhio)

[frammento]

In generale perché l'aria fredda è più densa di quella calda.
Per questo motivo quando arriva un fronte caldo, l'aria mite che segue tende a scorrere sopra il cuscino di aria fresca preesistente, "mangiandolo" con molta gradualità, e portando alla formazione di nubi generalmente stratiformi che provocano precipitazioni diffuse e di debole o moderata intensità.
Quando arriva il fronte freddo invece l'aria fredda che segue tende a "scalzare" dal basso l'aria mite preesistente, spingendola verso l'alto e generando moti convettivi, che sono molto ma molto più rapidi ed efficaci (nel rimescolare l'aria) rispetto a quelli avvettivi. Esempio evidente lo hai quando arriva un acquazzone o un temporale da fronte freddo, con il quale la temperatura può crollare di parecchi gradi in pochi minuti; al contrario con un fronte caldo tradizionale, e quindi con la formazione di altostrati e nembostrati, la temperatura tende a salire molto più lentamente.

Il fronte freddo "scorre" alla velocità dei cumulonembi e dei cumuli che esso stesso genera, e quindi alla velocità dei crolli di temperatura che seguono i rovesci o i moti convettivi in genere (moti convettivi che possono essere anche secchi, cioé "invisibili" al nostro occhio)

Ok...però c'è una cosa che non mi torna. La depressione associata ai fronti sarà caratterizzata da venti in senso antiorario che coinvolgeranno sia le masse d'aria calda che fredda. Per quanto riguarda il fronte caldo ho capito che l'aria fredda si muove più lentamente dell'aria calda a causa di un maggiore attrito (giusto?) e quindi l'aria calda, essendo più leggera, si innalza al di sopra di essa. Per quanto riguarda invece il fronte freddo non capisco perchè sia proprio l'aria fredda ad andare "addosso" all'aria calda, come se fosse più veloce. Non potrebbe essere che le due masse d'aria calda e fredda si muovono con la stessa velocità e il fronte freddo si sposti senza coinvolgere innalzamenti repentini dell'aria più calda?
Spero di essermi spiegato...diciamo che sono i movimenti relativi orizzontali tra le masse d'aria che non riesco a giustificare bene

[Lorenzo Catania]

Ok...però c'è una cosa che non mi torna. La depressione associata ai fronti sarà caratterizzata da venti in senso antiorario che coinvolgeranno sia le masse d'aria calda che fredda.

Si, qui ci siamo.

Per quanto riguarda il fronte caldo ho capito che l'aria fredda si muove più lentamente dell'aria calda a causa di un maggiore attrito (giusto?) e quindi l'aria calda, essendo più leggera, si innalza al di sopra di essa

Non è a causa dell'attrito che l'aria fresca preesistente si muove più lentamente, ma solo perché è ... preesistente, ossia è arrivata in quel posto diverse ore o giorni prima, e quindi poi una volta esaurita la sua azione ha rallentato per poi fermarsi.
Tuttavia poi quest'aria fresca, una volta che entra in azione il fronte caldo a partire dalle alte quote (l'aria calda è più leggera di quella fredda a parità di volume, giusto) si mette in movimento verso il centro della nuova depressione.
Ti faccio un esempio: hai presente quando arrivano quelle perturbazioni, solitamente durante autunno ed inverno, dalla Spagna e dal Mediterraneo occidentale, per le quali poi i meteorologi alla TV annunciano l'arrivo dello Scirocco?
Bene, facci caso che in queste occasioni spesso nella Valle dell'Arno la temperatura tende a risalire solo molte ore dopo rispetto alle altre zone tirreniche e liguri, nonostante tu veda arrivare le nubi da SW, S o SE, come ti aspetteresti da un fronte caldo. Perché accade questo? Perché solitamente nella stagione fredda, dopo un periodo di relativa alta pressione, la Valle dell'Arno è colma di aria piuttosto fredda, creatasi magari per raffreddamento del suolo, oppure per una precedente irruzione fredda. Ed allora quando si avvicina una depressione da ovest (dapprima con il fronte caldo, come sempre), sul mare si attiva lo Scirocco, come annunciato dalle previsioni; ma la Valle dell'Arno ha creato questo "cuscino" di aria fredda che genera una sorta di piccola alta pressione relativa, e quindi, essendoci sul mare una pressione minore, porta all'attivazione di venti di GRECALE in tutta la vallata. Questi venti non fanno altro che portare l'aria fredda preesistente nella valle verso il mare, dove si trova il centro della depressione; ma finché questa massa d'aria fredda non si è esaurita la temperatura rimane molto bassa. Ecco perché spesso con una sciroccata conclamata in tutta Italia la temperatura fatica a salire nella Toscana centrale, perlomeno vicino al suolo

Per quanto riguarda invece il fronte freddo invece non capisco perchè sia proprio l'aria fredda ad andare "addosso" all'aria calda, come se fosse più veloce.

Ti ho spiegato sopra il perché: la convezione presente nel ramo freddo accelera il movimento del fronte, perché rovescia rapidamente aria fredda verso il basso, che a sua volta scalza l'aria calda davanti portandola verso l'alto e creando (talvolta) altri cumuli e cumulonembi, che a loro volta con gli acquazzoni rovesciano altra aria fredda verso il basso, che a sua volta crea altri cumuli e cumulonembi che .... e così via.
Ogni movimento verso l'alto e il basso dura 10-20 minuti, non di più.
Ma anche se non si formano le nubi cumuliformi il processo di convezione lungo un fronte freddo è comunque attivo, solo che "non lo vedi" e ne avverti gli effetti solo in termini di rotazione e rinforzo del vento, e calo della temperatura.
L'aria calda presente in un fronte caldo invece per arrivare dalle alte quote verso il suolo "mangiandosi" l'aria fredda preesistente con lo scorrimento ci mette di solito dalle 24 alle 48 ore.

[frammento]

Si, qui ci siamo.




Non è a causa dell'attrito che l'aria fresca preesistente si muove più lentamente, ma solo perché è ... preesistente, ossia è arrivata in quel posto diverse ore o giorni prima, e quindi poi una volta esaurita la sua azione ha rallentato per poi fermarsi.
Tuttavia poi quest'aria fresca, una volta che entra in azione il fronte caldo a partire dalle alte quote (l'aria calda è più leggera di quella fredda a parità di volume, giusto) si mette in movimento verso il centro della nuova depressione.
Ti faccio un esempio: hai presente quando arrivano quelle perturbazioni, solitamente durante autunno ed inverno, dalla Spagna e dal Mediterraneo occidentale, per le quali poi i meteorologi alla TV annunciano l'arrivo dello Scirocco?
Bene, facci caso che in queste occasioni spesso nella Valle dell'Arno la temperatura tende a risalire solo molte ore dopo rispetto alle altre zone tirreniche e liguri, nonostante tu veda arrivare le nubi da SW, S o SE, come ti aspetteresti da un fronte caldo. Perché accade questo? Perché solitamente nella stagione fredda, dopo un periodo di relativa alta pressione, la Valle dell'Arno è colma di aria piuttosto fredda, creatasi magari per raffreddamento del suolo, oppure per una precedente irruzione fredda. Ed allora quando si avvicina una depressione da ovest (dapprima con il fronte caldo, come sempre), sul mare si attiva lo Scirocco, come annunciato dalle previsioni; ma la Valle dell'Arno ha creato questo "cuscino" di aria fredda che genera una sorta di piccola alta pressione relativa, e quindi, essendoci sul mare una pressione minore, porta all'attivazione di venti di GRECALE in tutta la vallata. Questi venti non fanno altro che portare l'aria fredda preesistente nella valle verso il mare, dove si trova il centro della depressione; ma finché questa massa d'aria fredda non si è esaurita la temperatura rimane molto bassa. Ecco perché spesso con una sciroccata conclamata in tutta Italia la temperatura fatica a salire nella Toscana centrale, perlomeno vicino al suolo




Ti ho spiegato sopra il perché: la convezione presente nel ramo freddo accelera il movimento del fronte, perché rovescia rapidamente aria fredda verso il basso, che a sua volta scalza l'aria calda davanti portandola verso l'alto e creando (talvolta) altri cumuli e cumulonembi, che a loro volta con gli acquazzoni rovesciano altra aria fredda verso il basso, che a sua volta crea altri cumuli e cumulonembi che .... e così via.
Ogni movimento verso l'alto e il basso dura 10-20 minuti, non di più.
Ma anche se non si formano le nubi cumuliformi il processo di convezione lungo un fronte freddo è comunque attivo, solo che "non lo vedi" e ne avverti gli effetti solo in termini di rotazione e rinforzo del vento, e calo della temperatura.
L'aria calda presente in un fronte caldo invece per arrivare dalle alte quote verso il suolo "mangiandosi" l'aria fredda preesistente con lo scorrimento ci mette di solito dalle 24 alle 48 ore.

Grazie Lorenzo, sei molto gentile. Non vorrei farti perdere ulteriore tempo ma forse non mi sono spiegato bene relativamente a un dubbio, non relativo al perchè il fronte freddo vada più veloce di quello caldo, quello adesso mi è chiaro, piuttosto un problema concettuale a monte riguardo all'interazione fronte/massa d'aria investita. Abbi pazienza se sono un po' duro; supponiamo per semplificare di avere una depressione perfettamente concentrica con associati un fronte caldo e uno freddo che si sia formata ad esempio a partire dal ramo ascendente di un'onda di Rossby. Tu dicevi, ad esempio in riferimento all'aria investita dal fronte caldo, che
"l'aria fresca preesistente si muove più lentamente, ma solo perché è ... preesistente, ossia è arrivata in quel posto diverse ore o giorni prima, e quindi poi una volta esaurita la sua azione ha rallentato per poi fermarsi."
Ma a me viene da pensare: non è che teoricamente la depressione dovrebbe attivare e muovere in senso antiorario (nel nostro emisfero) ugualmente tutte le massa d'aria coinvolte, calde e fredde, senza che si abbiano velocità relative tra loro diverse? Se così fosse per assurdo i fronti si muoverebbero senza che ci siano associati moti ascendenti dell'aria. Evidentemente non è così ma cosa non torna nel mio ragionamento?
Ho provato a cercare in letteratura ma non sono riuscito a trovare niente di specifico a riguardo che non vada oltre i "soliti" discorsi.

[Hiver]

Grazie anche da parte mia...

[Lorenzo Catania]

Ma a me viene da pensare: non è che teoricamente la depressione dovrebbe attivare e muovere in senso antiorario (nel nostro emisfero) ugualmente tutte le massa d'aria coinvolte, calde e fredde, senza che si abbiano velocità relative tra loro diverse? Se così fosse per assurdo i fronti si muoverebbero senza che ci siano associati moti ascendenti dell'aria. Evidentemente non è così ma cosa non torna nel mio ragionamento?

Il fatto è che spesso si è portati a pensare che siano l'intensità e la forma della depressione a determinare il moto (compresa la velocità) dei fronti, ma nella realtà è ESATTAMENTE l'opposto.
Partiamo da una situazione neutrale: un campo di pressione livellato su una regione ampia (facciamo l'esempio dell'Oceano, tanto per togliere di mezzo interazioni orografiche e quant'altro); immaginiamo di avere una situazione termica regolare, con aria sempre più fredda mano a mano che si va verso nord.
Per un qualche motivo (riscaldamento radiativo dei bassi strati, masse d'aria in moto su zone lontane, ecc. ecc.) parte una avvezione di aria calda verso nord ---> il gradiente di temperatura rispetto alle regioni che si trovano a nord si accentua e si forma il fronte caldo.
Mano a mano l'aria calda invade tutti gli strati atmosferici partendo dall'alto, la colonna d'aria si fa mediamente più leggera -----> bingo! La pressione diminuisce ----> ecco che nel campo di pressione livellata che avevamo inizialmente si forma un campo di pressione più bassa, che non è ancora una depressione chiusa.
Ma a questo punto la formazione del campo di pressione più bassa innesca (per la forza di gradiente di pressione) dall'altra parte il richiamo dell'aria fredda da nord verso sud ----> il gradiente termico si accentua anche da questa parte ----> nasce il fronte freddo ----> la pressione da questa parte tende ad aumentare perché l'aria fredda è più densa di quella preesistente ----> al campo di pressione più bassa dalla parte del fronte caldo si contrappone un campo di pressione relativamente più alta dalla parte del fronte freddo ----> lentamente il primitivo campo di pressione più bassa tende a prendere una forma più definita ed a chiudersi ----> ecco che si forma la depressione chiusa.
Più è intenso il fronte caldo più la pressione tende a DIMINUIRE nel suo settore ----> più il gradiente di pressione (rispetto alla pressione ambientale) si accentua ---> più i venti saranno forti ----> più il fronte si muoverà velocemente.
Più è intenso il fronte freddo più la pressione tende ad AUMENTARE nel suo settore ----> più il gradiente di pressione (rispetto alla pressione ambientale) si accentua ---> più i venti saranno forti ----> più il fronte si muoverà velocemente.