Frông thời tiết

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Jump to navigation Jump to search
Tiếp cận frông thời tiết thường có thể nhìn thấy từ mặt đất, nhưng không phải lúc nào cũng được định nghĩa dễ dàng như thế này.

Frông thời tiết (với chữ frông là phiên âm tiếng Pháp front có nghĩa là biên giới) là một ranh giới phân tách hai khối không khí có mật độ khác nhau và là nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng khí tượng ở bên ngoài vùng nhiệt đới. Trong phân tích thời tiết bề mặt, các frông được miêu tả bằng cách sử dụng các hình tam giác và vòng tròn màu khác nhau, tùy thuộc vào kiểu frông. Khối lượng không khí bị ngăn cách bởi một frông thường khác nhau về nhiệt độ và độ ẩm. Frông lạnh có thể có các dải hẹp của các cơn dông và thời tiết khắc nghiệt, và có thể được đi trước bởi các đường squall hoặc đường khô. Frông nóng thường có mưa và sương mù. Thời tiết thường trở nên trong sáng sau khi một frông đi qua. Một số frông không có mưa và ít mây, mặc dù luôn thay đổi gió[1].

Frông lạnh và frông hấp lưu thường di chuyển từ tây sang đông, trong khi các frông nóng di chuyển hướng cực. Do có mật độ không khí cao hơn, frông lạnh và frông hấp lưu di chuyển nhanh hơn frông nóng và các hấp lưu ấm. Dãy núi và các vùng nước nóng có thể làm chậm chuyển động của frông.[2] Khi một frông trở nên tĩnh, và độ tương phản mật độ trên ranh giới mặt trước biến mất,frông có thể thoái hoá thành một đường phân cách các vùng có vận tốc gió khác nhau, gọi là đường cắt. Điều này phổ biến nhất trong đại dương.

Phân loại Bergeron về khối lượng không khí[sửa | sửa mã nguồn]

Phân loại Bergeron là phân loại về khối lượng không khí được chấp nhận rộng rãi nhất. Việc phân loại không khí bao gồm ba chữ cái. Chữ cái đầu tiên mô tả tính chất độ ẩm của nó, với c được sử dụng cho khối lượng không khí lục địa (khô) và m đối với không khí biển (ẩm). Ký tự thứ hai mô tả các đặc tính nhiệt của vùng nguồn của nó: T cho nhiệt đới, P cho cực, A cho Bắc cực hoặc Nam Cực, M cho gió mùa, E cho xích đạo, và S cho không khí cao hơn (không khí khô hình thành do chuyển động đi lên đáng kể trong bầu khí quyển). Các chữ cái thứ ba được sử dụng để chỉ định sự ổn định của khí quyển. Nếu không khí lạnh hơn mặt đất dưới nó, nó có nhãn k. Nếu không khí nóng hơn mặt đất dưới nó, nó được gắn nhãn w.[3] Frông tách riêng khối lượng không khí các loại hoặc nguồn gốc khác nhau, và có vị trí dọc theo các khe máng (trough) của áp suất thấp hơn.[4]

Các khối không khí khác nhau ảnh hưởng đến Bắc Mỹ, cũng như các lục địa khác, có khuynh hướng bị ngăn cách bởi ranh giới frông. Trong hình minh hoạ này, frông Bắc cực phân cách Bắc cực khỏi khối lượng không khí cực, trong khi frông cực tách không khí cực ra khỏi khối lượng không khí nóng. (cA là lục địa Bắc cực, cP là cực lục địa, mP là cực biển, cT là lục địa, và mT là biển nhiệt đới.)

Phân tích thời tiết bề mặt[sửa | sửa mã nguồn]

Biểu hiệu bản đồ thời tiết:
1. Frông lạnh
2. Frông nóng
3. Frông tĩnh
4. Frông hấp lưu
5. Khe máng bề mặt
6. đường squall
7. đường khô
8. sóng nhiệt đới
9. Trowal

Phân tích thời tiết bề mặt là một loại bản đồ thời tiết đặc biệt cung cấp một cái nhìn về các yếu tố thời tiết trên một khu vực địa lý tại một thời điểm nhất định dựa trên thông tin từ các trạm thời tiết dựng trên mặt đất [5].

Bản đồ thời tiết được tạo ra bằng cách vẽ hoặc tra cứu các giá trị của các số liệu liên quan như áp suất mặt biển, nhiệt độ, và mây che phủ lên một bản đồ địa lý để giúp tìm các tính năng quy mô lớn như các frông thời tiết.

Phân tích thời tiết bề mặt có các biểu hiệu đặc biệt cho thấy các hệ thống frông, mây che phủ, mưa, hoặc các thông tin quan trọng khác. Ví dụ, một H có thể đại diện cho áp suất cao, ngụ ý bầu trời trong lành và thời tiết tương đối ấm. Một L, mặt khác, có thể đại diện cho áp suất thấp, thường đi kèm với mưa. Các biểu tượng khác nhau được sử dụng không chỉ cho các khu vực frông và các ranh giới bề mặt khác trên bản đồ thời tiết mà còn để mô tả thời tiết hiện tại tại các vị trí khác nhau trên bản đồ thời tiết. Khu vực mưa giúp xác định kiểu và vị trí của frông.[5]

Các loại frông[sửa | sửa mã nguồn]

Có hai từ khác nhau được sử dụng trong khí tượng học để mô tả thời tiết xung quanh vùng frông. Thuật ngữ "anafront" mô tả ranh giới cho thấy sự bất ổn, nghĩa là không khí nâng lên nhanh chóng dọc theo và vượt qua ranh giới để gây ra những thay đổi thời tiết đáng kể. Một "katafront" thì yếu hơn, mang lại sự thay đổi nhỏ về nhiệt độ và độ ẩm, cũng như lượng mưa hạn chế.[6]

Frông lạnh[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Frông lạnh

Một frông lạnh nằm ở mép đầu của nhiệt độ giảm, trong một phân tích đẳng nhiệt cho thấy là cạnh hàng đầu của độ chênh lệch đẳng nhiệt, và nó thường nằm trong một khe máng (trough) bề mặt sắc nét. Frông lạnh thường mang theo dông bão, mưa và mưa đá. Frông lạnh có thể tạo ra những thay đổi thời tiết rõ rệt và di chuyển nhanh gấp hai lần frông nóng, vì không khí lạnh dày đặc hơn không khí ấm và thay thế nhanh không khí nóng trước ranh giới. Trên bản đồ thời tiết, vị trí bề mặt của frông lạnh được đánh dấu bằng một đường màu xanh lam của các đường hình tam giác chỉ về hướng di chuyển, và nó được đặt ở cạnh đầu của khối không khí lạnh.[2] Frông lạnh kết hợp với khu vực áp suất thấp. Khái niệm về không khí lạnh hơn, dày đặc "chêm" dưới không khí nóng ít dày đặc hơn thường được sử dụng để miêu tả không khí được nâng lên theo ranh giới frông như thế nào. Không khí lạnh lọt sâu dưới không khí ấm hơn tạo ra những cơn gió mạnh nhất chỉ ngay phía trên mặt đất, một hiện tượng thường liên quan đến những cơn gió mạnh làm hư hỏng tài sản. Nó sau đó sẽ tạo thành một dòng hẹp của mưa rào và dông bão nếu có đủ độ ẩm hiện diện. Tuy nhiên, khái niệm này không phải là một mô tả chính xác các quá trình vật lý,[7] chuyển động đi lên không phải sinh ra là do không khí ấm "chồm lên" không khí dày đặc, lạnh, mà là sự tuần hoàn hình thành frông là động lực đẩy lên trên.

Frông nóng[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Frông nóng

Frông nóng nằm ở rìa hàng đầu của một khối không khí ấm đồng đều, nằm trên cạnh hướng đường xích đạo của độ chênh lệch trong đẳng nhiệt, và nằm trong các khe máng (trough) rộng hơn của áp suất thấp so với frông lạnh. Frông nóng di chuyển chậm hơn frông lạnh, thường xảy ra vì không khí lạnh dày đặc hơn và khó di chuyển ra khỏi bề mặt trái đất[2]. Điều này cũng thúc đẩy sự khác biệt nhiệt độ ở các frông nóng để được rộng hơn về quy mô. Các đám mây phía trước frông nóng chủ yếu là mây tầng, mưa rơi tăng dần khi frông tiến gần. Sương mù cũng có thể xảy ra phía trước tuyến đường frông nóng. Trong sáng và trở nên ấm hơn thường nhanh chóng xảy ra sau khi frông nóng đi qua. Nếu khối lượng không khí nóng không ổn định, các cơn dông bão có thể được nhúng trong các đám mây tầng phía trước frông, và sau khi frông đi qua mưa rào có sấm sét có thể tiếp tục. Trên bản đồ thời tiết, vị trí bề mặt của frông nóng được đánh dấu bằng một đường màu đỏ hình bán nguyệt chỉ về hướng di chuyển [2].

Frông hấp lưu[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Frông hấp lưu

Frông hấp lưu được hình thành trong quá trình hình thành xoáy thuận (cyclogenesis) khi một frông lạnh vượt qua một frông nóng[8]. Các frông lạnh và nóng uốn cong tự nhiên vào điểm hấp lưu, còn được gọi là điểm ba trạng thái trong khí tượng học.[9] Nó nằm trong một khe máng mạnh, nhưng khối lượng không khí phía sau ranh giới có thể là nóng hoặc lạnh. Trong một hấp lưu lạnh, khối lượng không khí vượt qua frông nóng mát hơn không khí mát phía trước frông nóng, và rẽ xuống dưới cả hai khối lượng không khí. Trong một hấp lưu nóng, khối lượng không khí vượt qua frông nóng không mát như không khí lạnh trước mặt frông nóng, và đi trên không khí lạnh hơn trong khi nâng không khí nóng lên. Nhiều thời tiết khác nhau có thể được tìm thấy dọc theo một frông hấp lưu, với những dông bão có thể xảy ra, nhưng thông thường tuyến đường của chúng liên kết với khối lượng không khí trở nên khô. Các frông hấp lưu được chỉ ra trên một bản đồ thời tiết bằng một đường màu tím với một nửa vòng tròn xen kẽ và hình tam giác chỉ về hướng di chuyển.[2] Các frông hấp lưu thường hình thành xung quanh các khu vực có áp suất thấp trưởng thành.

Trowal là đường phản chiếu trên bề mặt trái đất của một dãy không khí nóng ở trên cao, mà có thể hình thành trong quá trình hấp lưu của một vùng áp suất thấp.[10]

Frông tĩnh[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Frông tĩnh

Frông tĩnh là một ranh giới không di chuyển giữa hai khối lượng không khí khác nhau, không khối đủ mạnh để thay thế khối khác. Chúng có xu hướng ở lại trong cùng một khu vực trong một thời gian dài, thường là di chuyển bằng sóng [11]. Thường có một sự chênh lệch nhiệt độ rộng đằng sau ranh giới với các đẳng nhiệt có không gian rộng rãi hơn. Nhiều thời tiết khác nhau có thể được tìm thấy dọc theo frông tĩnh, nhưng thường có những đám mây và mưa kéo dài được tìm thấy ở đó. Frông tĩnh hoặc sẽ tiêu tan sau vài ngày hoặc chuyển sang đường cắt, nhưng có thể thay đổi thành frông lạnh hoặc nóng nếu điều kiện ở trên cao thay đổi gây ra việc vận hành một khối lượng hoặc khối khác. Frông tĩnh được đánh dấu trên bản đồ thời tiết với các vòng tròn màu đỏ xen kẽ và các đường viền màu xanh dương chỉ về hướng đối diện, cho thấy không có chuyển động đáng kể nào.

Khi các frông tĩnh trở nên nhỏ hơn về quy mô, thoái hoá đến một vùng hẹp, nơi hướng gió thay đổi trong một khoảng cách ngắn, chúng được gọi là các đường cắt.[12] Nếu đường cắt sẽ trở nên hoạt động với các dông bão, nó có thể hỗ trợ hình thành một cơn bão nhiệt đới hoặc tái sinh của các tính năng trở lại thành một frông tĩnh. Một đường cắt được mô tả dưới dạng một đường chấm màu đỏ và dấu gạch ngang [2].

Đường khô[sửa | sửa mã nguồn]

Đường khô là ranh giới giữa khối lượng không khí khô và ẩm ướt ở phía đông dãy núi với định hướng tương tự tới dãy núi Rockies, được miêu tả ở rìa hàng đầu của điểm sương, hoặc độ ẩm, độ chệnh lệch. Ở gần bề mặt, không khí ấm ẩm ướt dày đặc hơn là không khí ấm hơn, khô hơn chen vào bên dưới không khí khô theo cách thức tương tự như frông lạnh chen vào bên dưới không khí ấm hơn [13]. Khi không khí ấm ẩm ướt dưới lớp khô làm nóng lên, nó trở nên ít dày đặc và nâng lên và đôi khi tạo thành các dông bão.[14] Ở độ cao lớn hơn, không khí ấm ẩm ướt không dày đặc hơn không khí mát hơn, khô hơn và độ dốc ranh giới đảo ngược. Trong vùng lân cận của vùng đảo ngược ở trên cao, thời tiết khắc nghiệt có thể xảy ra, đặc biệt khi một điểm ba trạng thái được hình thành với một frông lạnh.

Trong những giờ ban ngày, không khí khô hơn từ trên cao chảy xuống bề mặt, làm cho một chuyển động rõ nét của đường khô hướng về phía đông. Vào ban đêm, ranh giới quay về phía tây vì không còn hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời nữa để hòa trộn bầu khí quyển thấp hơn.[15] Nếu đủ độ ẩm hội tụ trên đường khô, nó có thể là trọng tâm của các cơn dông bão vào buổi chiều và buổi tối.[16] Một đường khô được mô tả trên các phân tích bề mặt của Hoa Kỳ như một đường màu nâu với những con sò điệp, hoặc những va chạm, đối mặt vào trong khu vực ẩm ướt. Các đường khô là một trong số ít frông bề mặt, nơi các hình dạng đặc biệt dọc theo ranh giới vạch ra không nhất thiết phản ánh hướng chuyển động của ranh giới.[17]

Đường squall[sửa | sửa mã nguồn]

Một đám mây shelf như cái này có thể là một dấu hiệu cho thấy một sự gia tăng tốc độ gió sắp xảy ra

Các khu vực hoạt động của cơn dông bão không chỉ củng cố các khu vực frông hiện có mà còn có thể vượt qua các frông lạnh. Quá trình này xảy ra trong một mẫu mực nơi mà dòng jet cấp cao chia thành hai luồng. Hệ thống đối lưu cấp trung (MCS) hình thành ở điểm phân chia cấp cao trong mô hình gió ở khu vực có dòng chảy tốt nhất cấp thấp. Hệ đối lưu sau đó di chuyển về phía đông và đi theo hướng xích đạo vào trong khu vực ấm, song song với các đường cấp thấp dày đặc. Khi đối lưu mạnh và thẳng hoặc uốn cong, MCS được gọi là một đường squall, với tính năng đặt ở mép hàng đầu, nơi có gió lớn và áp suất tăng lên.[18] Ngay cả các khu vực có sấm sét yếu hơn và ít hiệu quả hơn sẽ dẫn đến không khí mát mẻ cục bộ và áp lực cao hơn, và ranh giới dòng chảy ra ngoài tồn tại trước loại hoạt động này, "SQLN" hoặc "SQUALL LINE", trong khi ranh giới dòng chảy ra ngoài được miêu tả là khe máng với nhãn "OUTFLOW BOUNDARY "hoặc" OUTFLOW BNDRY".

Gây mưa[sửa | sửa mã nguồn]

Bài chi tiết: Mưa
Mưa đối lưu

Frông là nguyên nhân chính gây ra thời tiết đáng kể. Mưa đối lưu (mưa, mưa bão và thời tiết không ổn định liên quan) là do không khí được nâng lên và ngưng tụ thành đám mây do sự chuyển động của frông lạnh hoặc sự hấp lưu lạnh dưới một không khí ẩm nóng. Nếu sự khác biệt về nhiệt độ của hai khối lượng không khí có liên quan là lớn và sự hỗn loạn là cực đoan do gió đứt và sự hiện diện của một dòng tia mạnh, đám mây cunglốc xoáy có thể xảy ra.[19]

Vào mùa nóng, khe máng (trough), gió, ranh giới dòng chảy ra và các hấp lưu có thể dẫn đến sự đối lưu nếu đủ độ ẩm có sẵn. mưa được tạo ra thông qua hoạt động nâng không khí di chuyển trên địa hình như núi và đồi, phổ biến nhất sau khi các frông lạnh đi vào vùng núi. Đôi khi có thể xảy ra trước các frông nóng di chuyển về phía bắc theo phía đông của địa hình đồi núi. Tuy nhiên, mưa dọc theo frông nóng tương đối đều đặn, như mưa hoặc mưa phùn. Sương mù, đôi khi rộng và dày đặc, thường xảy ra ở các khu vực trước frông nóng.[20] Mặc dù, không phải tất cả các frông đều tạo ra mưa hoặc thậm chí có mây bởi vì độ ẩm phải có trong khối lượng không khí tụ lại gây ra.[1]

Vận chuyển[sửa | sửa mã nguồn]

Các frông thường được hướng dẫn bằng gió ở phía trên, nhưng không di chuyển nhanh. Frông lạnh và frông hấp lưu ở Bắc bán cầu thường di chuyển từ tây bắc đến đông nam, trong khi frông nóng di chuyển theo hướng cực hơn theo thời gian. Ở Bắc bán cầu, một frông nóng di chuyển từ hướng tây nam sang đông bắc. Ở Nam bán cầu, lại ngược lại; frông lạnh thường di chuyển từ tây nam xuống phía đông bắc, và một frông nóng chuyển từ tây bắc xuống đông nam. Sự vận chuyển phần lớn là do lực chênh lệch áp suất (sự khác biệt theo chiều ngang trong áp suất khí quyển) và hiệu ứng Coriolis, được gây ra bởi sự quay của Trái Đất quanh trục của nó. Khu vực frông có thể được làm chậm đi bởi các đặc điểm địa lý như núi và các vùng nước ấm lớn.[2]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă Samuel Miller. “Lesson 7: Clouds and Precipitation”. Bản gốc lưu trữ ngày 11 tháng 1 năm 2005. Truy cập ngày 8 tháng 7 năm 2011. 
  2. ^ a ă â b c d đ David Roth. “Unified Surface Analysis Manual” (PDF). Hydrometeorological Prediction Center. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2006. 
  3. ^ Glossary of Meteorology. Airmass Classification. Retrieved on 2008-05-22.
  4. ^ C. Donald Ahrens (2007). Meteorology today: an introduction to weather, climate, and the environment. Cengage Learning. tr. 296. ISBN 978-0-495-01162-0. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2010. 
  5. ^ a ă Monmonier, Mark. Air Apparent: How Meteorologists Learned to Map, Predict, and Dramatize Weather. University of Chicago Press. Chicago: 1999.
  6. ^ Chris C. Park (2001). The environment: principles and applications. Psychology Press. tr. 309. ISBN 978-0-415-21771-2. Truy cập ngày 17 tháng 12 năm 2010. 
  7. ^ “Overrunning”. NWS Glossary. National Weather Service. Truy cập ngày 2 tháng 5 năm 2010. 
  8. ^ University of Illinois. Occluded Front. Retrieved on 2006-10-22.
  9. ^ National Weather Service Office, Norman, Oklahoma. Triple Point. Retrieved on 2006-10-22. Lưu trữ ngày 9 tháng 10 năm 2006, tại Wayback Machine.
  10. ^ “Trowal”. World Meteorological Organisation. Eumetcal. Truy cập ngày 28 tháng 8 năm 2013. [liên kết hỏng]
  11. ^ University of Illinois. Stationary Front. Retrieved on 2006-10-22.
  12. ^ Glossary of Meteorology. Shear Line. Lưu trữ ngày 14 tháng 3 năm 2007, tại Wayback Machine. Retrieved on 2006-10-22.
  13. ^ Huaqing Cai. Dryline cross section. Lưu trữ ngày 20 tháng 1 năm 2008, tại Wayback Machine. Retrieved on 2006-12-05.
  14. ^ “Lecture 3”. Bản gốc lưu trữ ngày 27 tháng 9 năm 2007. 
  15. ^ Lewis D. Grasso. A Numerical Simulation of Dryline Sensitivity to Soil Moisture. Retrieved on 2007-05-10.
  16. ^ Glossary of Meteorology. Lee Trough. Lưu trữ ngày 16 tháng 5 năm 2012, tại WebCite Retrieved on 2006-10-22.
  17. ^ University of Illinois. Dry Line: A Moisture Boundary. Retrieved on 2006-10-22.
  18. ^ Office of the Federal Coordinator for Meteorology.Chapter 2: Definitions. Lưu trữ ngày 6 tháng 5 năm 2009, tại Wayback Machine. Retrieved on 2006-10-22.
  19. ^ “Convection”. Glossary of Meteorology. American Meteorological Society. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2006. 
  20. ^ “Orographic Lifting”. Glossary of Meteorology. American Meteorological Society. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2006. 

Thư mục[sửa | sửa mã nguồn]

  • (1999). Air Apparent: How Meteorologists Learned to Map, Predict, and Dramatize Weather. University of Chicago Press, Chicago.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]