Lokalne oluje, zračne mase i fronte

Pod pojavama u meteorologiji podrazumijevamo  karakteristike vremena koje nastaju na  tako zvanoj velikoj  sinoptičkoj skali. Pojave su povezane uz mjesta dodira zračnih masa različitih osobina, što dovodi do pojava kao što su lokalne oluje, linije nestabiliteta, fronte, ciklone i anticiklone.

Lokalne oluje, Zračne mase i fronte , Topla fronta  , Hladna fronta , Fronta okluzije , Ciklona

Najupečativljiji oblik pojava u atmosferi je lokalna oluja. Pojava je praćena grmljavinom, pljuskom kiše ili tuče, jakim ponekad i olujnim vjetrom. Za nautičare je važno rano raspoznavanje znakova i pojava koje ukazuju na mogućnost pojave lokalne oluje, kako bi se na vrijeme pripremio za plovidbu u olujnim uvjetima ili potražio najbliže zaklonjeno sidrište ili luku. Osobina lokalnih oluja je da su povezane uz razmjerno malo područje duljine do 100 km, a širine oko 20 km. Frontalne oluje povezane uz prodore hladne fronte su znatno većih razmjera dužine i do 1000 km, a širine do 50 km.

Lokalne oluje ili kako ih meteorolozi zovu lokalne nestabilnosti ili nestabilnosti u zračnoj masi nastaju uslijed jakog zagrijavanja podloge, toplina se prenosi na zrak koji se zagrijava , ekspandira i počinje se dizati. Ako su viši slojevi atmosfere nestabilni to jest ako su vlažni i raspolažu s velikom količinom raspoložive "skrivene" energije dolazi do burnog razvoja Cumulonimbusa. Lokalne oluje se najčešće javljaju u vremenskim situacijama ujednačenog polja niskog tlaka (meteorolozi govore o bezgradijentnom polju niskog tlaka),. Razvoj oblaka je vrlo brz, od pojave prvog oblaka na nebu, Cumulusa, do pojave Cumulonimbusa praćenog grmljavinom i pljuskom može proći samo 30 minuta. Jednom formirana lokalna oluja može se premještati brzinom i do 60 kilometara na sat. Udari vjetra koji prate lokalnu oluju ponekad dosižu i do 120 kilometara na sat.

Lokalne oluje su građene od oblačnih stanica Cumulonimbusa, koji ponekad "žive" i dulje od 5 sati. Životni ciklus lokalne oluje podijeljen je u tri faze koje se slikovito nazivaju:
Izgled i karakteristike vremena koje se javljaju u lokalnim olujama su karakteristične i mogu se pratiti opažanjem. Najbolje sredstvo za rano otkrivanje lokalnih oluja je meteorološki radar. Opisat ćemo ukratko karakteristike vremena povezane uz lokalne oluje.
U fazi rasta lokalne oluje na nebu se pojavljuju Cumulusi u nizu, koji podsjećaju na srednjovjekovne kule, oblaci se brzo razvijaju i to naročito u visinu, te im boja donjeg dijela postaje sve tamnija dok se vrhovi jasno ističu na nebu svojom sjajno bijelom bojom. Nakon tridesetak minuta Cumulus prelazi u Cumulonimbus. Znak da je Cumulus prešao u Cumulonimbus je pojava grmljavine ili sijevanja. Donja granica oblaka postaje sve tamnija i spušta se prema tlu, opaža se pojava kiše koja još ne dopire do tla (virga). Prelaskom u Cumulonimbus i pojavom prvog pljuska kiše lokalna oluja dolazi u zrelu fazu. Smjer vjetra u fazi rasta lokalne oluje je u smjeru lokalne oluje. Neposredno prije prijelaza u zrelu fazu karakterističan je prestanak puhanja vjetra, u narodu poznato kao zatišje pred buru. U zreloj fazi lokalne oluje vrijeme je obilježeno učestalim grmljavinama i sijevanjem, pljuskovima kiše ponekad tuče i sugradice. Prije nego se pojavi pljusak kiše javlja se olujni mahovit vjetar koji puše iz smjera nailaska lokalne oluje. Faza raspadanja oluje karakteristična je po prestanku grmljavine, postupnom prestanku kiše i slabljenju vjetra koji u pravilu skreće prema sjeverozapadu ili sjeveru. Uz lokalne oluje nije povezan veliki pad temperature nego osvježenje koje je donio pljusak.

Faze razvoja Cumulonimbusa

Lokalna oluja se najčešće javljaju u ljetnim mjesecima , češće nad kopnom nego nad morem, ali otoci i priobalno gorje za vedra vremena primaju velike količine sunčeve radijacije te postaju izvori topline nad kojima dolazi do zagrijavanja a time i dizanja zraka i razvoja lokalnih oluja.  Karakteristika procesa stvaranja lokalne oluje je da je potrebna vlaga u višim slojevima atmosfere, ta vlaga se ne javlja kao formirani oblaci nego kao vodena para. Dan kada će biti  lokalnih oluja mogu se raspoznati ujutro po bjelkastom sjaju vedrog neba. Bjelkasti sjaj nastaje zbog raspršenja sunčeve svjetlosti na vodenoj pari.

Smjer premještanja lokalnih oluja je različit  ali uglavnom slijedi smjer strujanja vjetra na visini od 3 do 5 kilometara. Jedna od karakteristika lokalnih oluja je da se munje javljaju samo na rubovima grmljavinskog oblaka.  Karakterističan je i razvoj novih oblaka, koji donose pljuskove i grmljavinu  uvijek s desne strane u odnosu na smjer premještana lokalne oluje. Najčešći smjer nailaska lokalnih oluja je sjeverozapad, a razvojem nove oblačne stanice na desnoj strani od smjera gibanja oluje dolazi do premještanja olujne aktivnosti prema jugu.

Lokalne oluje često se grupiraju  i formiraju  u takozvane  linija nestabiliteta (squall line). Linija nestabiliteta je po svojim karakteristikama slična hladnoj fronti ali je manjih prostornih razmjera. Razvoj nove oblačne grmljavinske stanice je na desnom rubu oblačnog sustava u odnosu na smjer premještanja sustava. Prikay premještanja linije nestabiliteta mjerene meteorološkim radarom MRC Uljenje 06.06.2023. prikazan je na slici.. Promjena meteoroloških elemenata prilikom prolaza linije nestabiliteta iznad meteorološke postaje prikazan je slikom registracije automatske postaje Kutjevo. Tlak zraka pada pa raste, vjetar mijenja brzinu i javlja se kao udar  vjetra, temperatura zraka pada. Tabelarni prikaz vremena pri prolazu fronti može se primijeniti i na liniju nestabiliteta - karakteristike kao hladna fronta.

Promjena meteoroloških elemenata postaja Kutjevo

U našim krajevima rijetko uz lokalnu oluju javlja se pijavica ili tornado. Pijavica je vrtlog vjetra koji se spušta od baze oblaka prema tlu ili moru, podiže prašinu , vodu ili predmete s tla, ima oblik lijevka koji rotira velikom brzinom. Brzina vjetra može doseći i 200 kilometara na sat. Središte pijavice je područje vrlo niskog tlaka, tako da do rušenja objekata na koje naiđe pijavica dolazi zbog razlike tlaka zraka u objektu i pijavici. Tlak u objektu se ne uspije izjednačiti s vanjskim tlakom koji je vrlo nizak i dolazi do "eksplozije" objekta.

Osim pijavica na moru se javlja i pojava trombe  ili vrtloga koji se prividno  diže s površine vode. Tromba raste od površine vode u vis i nije povezana s Cumulonimbusom. Javlja se  uslijed nejednakog zagrijavanja podloge i podsjeća na prašinske vrtloge koji nose prašinu i  lišće na cesti.

Svaka lokalna oluja ne ponaša se po idealiziranom modelu koji je ovdje prikazan ali osnovne karakteristike su uvijek prisutne.

Zrak koji se nekoliko dana zadržava nad nekim područjem poprima karakteristike podloge nad kojom se nalazi, drugim riječima zrak se grije ili hladi, isušuje ili postaje vlažniji. Kad zrak nad velikim područjem poprimi jednolika svojstva, to jest kad su horizontalne promjene temperature i vlage male taj zrak nazivamo zračnom masom. Granično područje između dvije zračne mase u kojem se vlaga i temperatura mijenjaju nazivamo fronta ili frontalna zona.

Nastanak zračnih masa povezan je s vremenom zadržavanja zraka nad nekom podlogom. Da bi zrak poprimio svojstva podloge nad kojom se nalazi mora proteći određeno vrijeme. Podloga nad kojom se zrak nalazi mora na velikom prostranstvu imati jednaka ili slična svojstva - oceani, stepe, pustinje, područje vječnog leda, velike ravnice, velika jezera, velika prostranstva pokrivena šumom itd.  Područje nad kojim dolazi do formiranja zračnih masa nazivamo izvorišta zračnih masa. Ovisno o zemljopisnom položaju izvorišta zračnih masa dobivaju nazive ekvatorijalna, tropska, polarna i arktička.

Samo ime zračne mase opisuje o kakvom se zraku radi s obzirom na njegova svojstva temperature.

Drugo obilježje zračne mase je količina vlage koju zrak sadrži. Zračna masa koja se dugo zadržavala nad morem postaje vlažna te ju nazivamo vlažnom ili maritimnom. Zračna masa koja se zadržava nad kontinentom ili nad Arktikom (na kojem je vlaga zraka vrlo mala) naziva se suha zračna masa.

Prilikom određivanja porijekla zračne mase meteorolozi polaze od temperature i vlage zraka koja ih okružuje te u odnosu na prilike oko sebe određuju karakter zračne mase. Može se desiti na primjer da se pojavi topla polarna vlažna zračna masa - ako se zračna masa premješta prema Arktiku i to mjestu s nižom temperaturom.

Za vrijeme premještanja zračne mase postupno poprimaju osobine podloge nad kojom se kreću, one se transformiraju. Transformacijom zračne mase mijenjaju karakteristike. Proces transformacije zračnih masa je razmjerno spor. Transformacija zračnih masa očituje se u odvijanju vremenskih procesa. Tako na primjer ako se suhi pustinjski zrak premješta nad morem postupno mu raste sadržaj vlage u najdonjem sloju uz površinu mora. Vlaga se miješanjem prenosi u više slojeve i dolazi do pojave oblaka.

Teško je odrediti granice između zračnih masa, međutim postoje područja u kojima se temperatura i vlaga brzo mijenjaju i ta područja nazivamo frontalnim zonama.

Frontalna zona je granično područje između dvije zračne mase. Da bismo lakše objasnili pojavu hladne i tople fronte zamislimo dvije zračne mase od kojih je toplija na jugu a hladnija na sjeveru, a dijeli ih uska linija.  Neka na jednom dijelu hladni zrak prodre prema jugu a topli prema sjeveru, kako je  hladan zrak teži od toplog on podiže topli zrak iznad sebe i pomalo ga nadomješta strujeći ispod njega. U prirodi to izgleda kao da hladan zrak gura ispred i iznad sebe toli zrak. Područja na kojem se hladni i topli zrak dodiruju a na kojem je najjača promjena temperature zraka naziva se hladnom frontom.

Topli zrak koji prodire prema sjeveru je lakši od hladnog zraka pa struji iznad njega. U prirodi to izgleda kao da topli zrak gura ispred sebe hladni zrak. Područje na kojem se topli i hladni zrak dodiruju a na kojem dolazi do porasta temperature prodorom toplog zraka naziva se topla fronta.

Da bismo razumjeli vrijeme koje je povezano s toplom frontom poslužit ćemo se idealiziranim prikazom tople fronte. U prirodi se topla fronta neće javiti u ovom obliku ali on je najčešći. Simbol tople fronte na sinoptičkim kartama su crta s polukrugovima, kod prikaza u boji linija crvene boje.

Topla fronta nastaje kad se zrak tople zračne mase premješta na područje hladne zračne mase, fronta je granično područje između zračnih masa. Topli zrak je lakši od hladnog zraka i on struji iznad hladnog zraka.

Približavanje tople fronte zamijetit ćemo po pojavi visokih oblaka Cirusa, koji postupno prelaze u prozirni Cirostratus, koji postaje sve deblji. Često se na Cirostratusu javlja halo pojava oko sunca ili oko mjeseca. Približavanjem tople fronte oblaci postaju sve deblji i počinju se spuštati te se javljaju Altocumulus i Altostratus. Kiša ili zimi snijeg počinju padati kada Altostratus dosegne maksimalnu debljinu. Oborina se pojačava približavanjem fronte i postaje jednolika. Oblačni sloj se spušta još više i javlja se Nimbostratus praćen jednolikom kišom. Ispod Nimbostratusa česta je pojava niskih Stratocumulusa.

Vjetar prilikom prolaza tople fronte mijenja smjer i brzinu, prije fronte vjetar je uglavnom južnog smjera, po prolazu fronte okreće na zapadni smjer i počinje slabiti.

Temperatura zraka je do prolaza fronte gotovo konstantna ili slabo raste, da bi nakon prolaza fronte porasla.

Tlak zraka prije prolaza tople fronte pada , i pad se pojačava približavanjem fronte, nakon prolaza fronte  tlak je konstantan ili slabo pada. Prolazom fronte oblačnost se postupno smanjuje.
Promjena meteoroloških elemenata prolazom fronte prikazana je tabelom.

Hladan zrak koji je teži i gušći od toplog zraka prodire i podvlači se ispod toplog zraka te ga diže iznad sebe, prilikom dizanja toplog zraka dolazi do formiranja oblaka vertikalnog razvoja Cumulusa i Cumulonimbusa. Oblaci vertikalnog razvoja hladne fronte praćeni su  pljuskovima kiše, ili tuče, grmljavinom i pojačanim vjetrom, koji ponekad dosiže olujnu jačinu. Ako hladni zrak prodre nad područje na kojem je prije bio topao i vlažan zrak onda je razvoj oblaka na fronti jako izražen.  Oblaci izgledaju kao oblačni zid koji je na vrhu sjajno bijele boje zbog razvoja ledenih Cirusa, a pri dnu prijeteći crne boje. Simbol hladne  fronte na sinoptičkim kartama su crta s trokutima, kod prikaza u boji linija plave boje.

Vjetar prije prolaza fronte ima smjer prema fronti, prije prolaza fronte smjer mu se mijenja i počinje puhati na mahove iz smjera fronte. Neposredno prije prolaza fronte dolazi do naglog pada tlaka da bi nakon prolaza fronte tlak počeo rasti, uz osjetan pad temperature. Pad temperature nakon prolaza fronte može biti i veći od 15 stupnjeva. Nakon prolaza fronte vjetar skreće i počinje puhati iz sjeverozapadnog ili sjevernog smjera.

Vremenski prolaz hladne fronte je znatno kraći nego prolaz tople fronte, brzina premještanja hladne fronte je veća od brzine premještanja tople fronte.  Meteorološka radarska mjerenja pokazala su da se hladna fronta može premještati i brzinom od 80 do 100 kilometara na sat.


Oborine hladne fronte počinju naglo u obliku pljuska, često počinje padati i tuča, koja postupno prelazi  u pljusak kiše. Nakon prolaza fronte oborina brzo prestaje i dolazi do razbijanja naoblake i razvedravanja. Hladna fronta za razliku od lokalnih oluja zauzima velika područja i često se proteže duž cijelog Jadrana.

Na Jadranu je karakterističan  prolaz hladne fronte u više uzastopnih valova, to jest dolazi do pojave grmljavine i pljuskova uz jedan oblačni sustav, nakon dva do tri sata dolazi do ponovne pojave grmljavine i pljuskova povezanih uz drugi val - drugi oblačni sistem i postaje sve hladnije.

Znak koji se upotrebljava u sinoptičkoj analizi karata vremena je crta s naizmjeničnim polukrugovima i trokutima, u boji prikazana je ljubičastom bojom.



Fronta okluzije nastaje kad hladna fronta dostigne toplu frontu i podigne toplu zračnu masu iznad sebe. Oblaci i vrijeme povezano uz frontu okluzije je kombinacija vremena tople i hladne fronte i može se pojaviti u velikom broju kombinacija. Karakteristično za frontu okluzije je da se prilikom njezinog prolaza koji je uglavnom vrlo spor mijenja smjer vjetra u smjeru suprotnom kazaljci na satu. Shematski razmještaj hladnog i toplog zraka u toploj, hladnoj i fronti okluzije prikazan je na slici.

Tabelarni prikaz izmjene vremena za vrijeme prolaza tople fronte

	Ispred tople fronte	Pri prolazu tople fronte	U toploj fronti
Vjetar	ustaljuje se na S ili SE jačajući	skreće na SW, može i dalje jačati	lagane promjene smjera, nastavlja s jačanjem
Tlak	naglo pada	ostaje stalan	može se još spustiti
Temperatura	može se sporo povećati	polagano raste	ostaje stalna
Relativna vlaga	polagano raste	brzo raste	spore promjene
Vidljivost	postupno se pogoršava	osrednja	slaba
Naoblaka	Cirrusi, Cirrostratus, Altostratus, Nimbostratus	Altostratus, Nimbostratus, Stratus	Stratus i Stratocumulusi
Oborine	slaba kiša,	kiša s prekidima	kiša kontinuirana različitog intenziteta