Kaltfront

Eine Kaltfront ist die Vorderkante einer kühleren Luftmasse auf Bodenhöhe , das eine wärmere Luftmasse und liegt innerhalb eines ausgeprägten Fläche ersetzt Trogs von Niederdruck . Es bildet sich häufig hinter einem extratropischen Zyklon (im Westen der nördlichen Hemisphäre , im Osten im Süden ) an der Vorderkante seines Kaltluft- Advektionsmusters , das als trockener "Förderbandfluss" des Zyklons bekannt ist . Temperaturunterschiede über die Grenze können von einer Seite zur anderen 30 ° C (86 ° F) überschreiten. Wenn genügend Feuchtigkeit vorhanden ist, kann es entlang der Grenze zu Regen kommen. Wenn entlang der Grenze eine signifikante Instabilität vorliegt, aEntlang der Frontalzone kann sich eine schmale Gewitterlinie bilden. Wenn die Instabilität schwach ist, kann sich hinter der Vorderseite ein breiter Regenschutz bewegen , und die Verdunstungskühlung des Regens kann den Temperaturunterschied an der Vorderseite erhöhen. Kaltfronten sind im Herbst und Frühling stärker und im Sommer am schwächsten.

Das Symbol einer Kaltfront: eine blaue Linie mit Dreiecken in Fahrtrichtung

Eine Kaltfront über der östlichen und zentralen Region der Vereinigten Staaten von Amerika

Eine ankommende Kaltfront im Norden von Ohio (2016)

Eine Kaltfront tritt auf, wenn sich eine Masse vergleichsweise kälterer Luft dort bewegt, wo wärmere Luft vorhanden ist. Die trockenere, kältere Luft bildet eine steil abfallende Grenze unter der wärmeren, feuchteren Luft an der Oberfläche und hebt diese Luft an. Dies führt häufig zu Wolkenformationen mit starker vertikaler Entwicklung, die sich als eine Reihe von Schauern und Gewittern manifestieren können, wenn genügend Feuchtigkeit vorhanden ist. ^[1] Auf Wetterkarten ist die Oberflächenposition der Kaltfront mit dem Symbol einer blauen Linie von Dreiecken / Stacheln (Pips) markiert, die in Fahrtrichtung zeigen. Eine Kaltfront der Lage ist an der Vorderkante des Temperaturabfall ab, der in einer Isotherm - Analyse zeigen würde , wenn die Vorderkante der Isotherme Gradienten auf, und es liegt normalerweise innerhalb eines scharfen Oberflächenmulde . ^[2] Kaltfronten bewegen sich schneller als Warmfronten und können zu schärferen Wetteränderungen führen. Da kalte Luft dichter als warme Luft ist, ersetzt sie schnell die warme Luft vor der Grenze. ^[3]

Auf der Nordhalbkugel verursacht eine Kaltfront normalerweise eine Verschiebung des Windes von Südwesten nach Nordwesten im Uhrzeigersinn, auch als Drehen bezeichnet, und auf der Südhalbkugel eine Verschiebung von Nordwesten nach Südwesten (gegen den Uhrzeigersinn, rückwärts). Der atmosphärische Druck nimmt mit der Annäherung an eine Kaltfront stetig ab; Beim frontalen Durchgang steigt der Druck stark an und stabilisiert sich dann. Normalerweise können Kaltfronten durch folgende Merkmale gekennzeichnet werden: ^{[4] [1]}

* vorausgesetzt, es ist ausreichend Feuchtigkeit vorhanden.

Altocumuluswolken sind oft ein Zeichen für eine eintretende Kaltfront.

Wenn die Kaltfront sehr instabil ist , bilden sich entlang der Front häufig Cumulonimbuswolken, die Gewitter erzeugen. Amboss- Zirruswolken können sich in beträchtlicher Entfernung vor dem Wind von den Gewittern ausbreiten. ^[6] Die anderen mit einer Kaltfront verbundenen Wolkentypen hängen von atmosphärischen Bedingungen wie Luftmassenstabilität und Windscherung ab. ^[7] Wenn sich die Front nähert, weicht die mittlere Spannung Altostratus und niedrigem Stratocumulus mit intermittierendem leichten Niederschlag, wenn die warme Luftmasse, die durch die Kaltfront verdrängt wird, größtenteils stabil ist. Bei erheblicher Instabilität der Luftmasse bilden sich entlang der Vorderseite vertikal entwickelte Cumulus oder Cumulonimbus mit Schauern und Gewittern.

Nach dem Durchgang der Kaltfront klärt sich der Himmel normalerweise auf, wenn sich hinter dem System hoher Druck aufbaut, obwohl erhebliche Mengen an Cumulus oder Stratocumulus, oft in Form langer Bänder, die als Wolkenstraßen bezeichnet werden, bestehen bleiben können, wenn die Luftmasse hinter der Front feucht bleibt . ^[8] Kleine und unveränderliche Mengen an Cumulus- oder Zirruswolken an einem ansonsten klaren Himmel sind normalerweise Anzeichen für anhaltendes Schönwetter, solange der Luftdruck vergleichsweise hoch bleibt.

Eine Kaltfront, wie sie am 3. April 2011 beim National Weather Service in Wichita, Kansas, WSR-88D , erschien. Die dünne blaue Linie mit der Bezeichnung "Kaltfront" ist die Front, hinter der sich schwere Gewitter entwickeln, die sich in Richtung der Front bewegen unten rechts.

Eine Kaltfront bringt gewöhnlich ein schmales Niederschlagsband mit sich , das entlang der Vorderkante der Kaltfront folgt. Diese Niederschlagsbänder sind oft sehr stark ^[9] und können schwere Gewitter, Hagelstürme , ^[10] Schneeböen ^[5] und / oder Tornados verursachen . Im Frühjahr können diese Kaltfronten sehr stark sein und starke Winde bringen, wenn der Druckgradient höher als normal ist. Während der Wintermonate kommen Kaltfronten manchmal durch ein Gebiet mit wenig oder keinem Niederschlag. Breitere Regenbänder können hinter Kaltfronten auftreten, die tendenziell mehr stratiforme und weniger konvektive Niederschläge aufweisen. ^[11] Diese Regenstürme bringen manchmal Überschwemmungen mit sich und können sich sehr langsam bewegen, wenn der Sturm ihn stark steuert und in ein meridionales Strömungsmuster eingebettet ist (mit mehr Bewegung von Pol zu Äquator als von West zu Ost). Im Winter können Kaltfronten Kälteperioden und gelegentlich Schnee bringen. Im Frühling oder Sommer in gemäßigten Breiten kann gelegentlich Hagel zusammen mit dem Regen fallen. Wenn die Feuchtigkeit nicht ausreicht, z. B. wenn sich ein System zuvor über eine Bergbarriere bewegt hat, können Kaltfronten ohne Bewölkung verlaufen.

Frontogenetischer Kreislauf

Frontogenese ist der Prozess der Erzeugung oder Steilheit des Temperaturgradienten einer Front. Während dieses Prozesses reagiert die Atmosphäre, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Die Folge ist eine kreisförmige Bewegung entlang der Front, bei der Luft entlang der Kaltfront angehoben wird und hinter der Frontalgrenze nach unten fällt. Dies ist die tatsächliche Kraft der Aufwärtsbewegung entlang einer Front, die für Wolken und Niederschlag verantwortlich ist.

Wenn der Temperaturgradient während der Frontogenese steiler wird, wird der thermische Wind unausgeglichen. Um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, wird der geostrophische Wind in der Luft und darunter so angepasst, dass sich Bereiche mit Divergenz / Konvergenz bilden. Massenkontinuität würde einen vertikalen Lufttransport entlang der Kaltfront erfordern, wo es Divergenz gibt (verringerter Druck ). Obwohl diese Zirkulation durch eine Reihe von Prozessen beschrieben wird, treten sie tatsächlich gleichzeitig auf und können entlang der Front als thermisch direkte Zirkulation beobachtet werden. Es gibt mehrere Faktoren, die die endgültige Form und Neigung der Zirkulation um die Front beeinflussen und letztendlich die Art und den Ort der Wolken und des Niederschlags bestimmen. ^{[7] [12]}

Kaltfronten sind die Vorderkante kühlerer Luftmassen, daher der Name "Kaltfront". Sie haben stärkere Temperaturänderungen im Herbst (Herbst) und Frühling sowie mitten im Winter. Temperaturänderungen im Zusammenhang mit Kaltfronten können bis zu 30 ° C betragen. Wenn Kaltfronten durchkommen, gibt es normalerweise einen schnellen, aber starken Windstoß, der zeigt, dass die Kaltfront vorbeizieht. Bei Oberflächenwetterbeobachtungen wird eine als FROPA bekannte Bemerkung codiert, wenn dies auftritt. ^[13] Die Auswirkungen einer Kaltfront können Stunden bis Tage dauern. Die Luft hinter der Front ist kühler als die Luft, die sie ersetzt, und die warme Luft muss aufsteigen, sodass sie abkühlt. Da die kühlere Luft nicht so viel Feuchtigkeit aufnehmen kann wie warme Luft, bilden sich Wolken und es tritt Regen auf. ^[4]

Beispiel für einen verstopften Zyklon . Der Tripelpunkt ist der Schnittpunkt der kalten, warmen und verdeckten Fronten.

Kaltfronten entstehen, wenn sich nach einem sich entwickelnden extratropischen Zyklon eine kühlere Luftmasse in einen Bereich wärmerer Luft bewegt. Die wärmere Luft interagiert mit der kühleren Luftmasse entlang der Grenze und erzeugt normalerweise Niederschlag. Kaltfronten folgen oft einer Warmfront- oder Böenlinie. Sehr häufig haben Kaltfronten eine Warmfront vor sich, jedoch mit einer senkrechten Ausrichtung. In Bereichen, in denen Kaltfronten die Warmfront einholen, entwickelt sich die Okklusionsfront . Verdeckte Fronten haben einen Bereich mit warmer Luft in der Luft. Wenn sich ein solches Merkmal in Richtung eines extratropischen Zyklons bildet, wird es als Trowal bezeichnet , was für TR ough O f W arm A ir a L oft kurz ist. ^[14] Eine Kaltfront wird als Warmfront betrachtet, wenn sie sich vor dem nächsten extratropischen Zyklon entlang der Frontalgrenze zurückzuziehen beginnt, und als stationäre Front bezeichnet, wenn sie blockiert.

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• Kaltfront: Übergangszone von warmer zu kalter Luft
• Wetterfronten
• Fronten: die Grenzen zwischen Luftmassen