Phân tích thời tiết bề mặt

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 .
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 che phủ mây lên một bản đồ địa lý để giúp tìm các tính năng quy mô lớn như các frông thời tiết.
Các bản đồ thời tiết đầu tiên trong thế kỷ 19 đã được vẽ rõ ràng theo các sự kiện để giúp đưa ra một giả thuyết về các hệ thống bão. Sau sự xuất hiện của điện tín, các quan sát thời tiết đồng thời lần đầu tiên có thể thực hiện được, và bắt đầu vào cuối những năm 1840, Viện Smithsonian trở thành tổ chức đầu tiên thu thập phân tích bề mặt thời gian thực. Việc sử dụng các phân tích bề mặt đã bắt đầu ở Hoa Kỳ, lan rộng khắp thế giới trong những năm 1870. Sử dụng mô hình xoáy thuận của Na Uy để phân tích frông bắt đầu vào cuối những năm 1910 trên khắp châu Âu, với việc sử dụng nó cuối cùng đã lan sang Hoa Kỳ trong Thế chiến II.
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.

Trung tâm áp suất

Các trung tâm các vùng cao và áp suất thấp bề mặt được tìm thấy trong các đường đẳng áp (isobar) khép kín trên một phân tích thời tiết bề mặt là cực đại và cực tiểu tuyệt đối trong trường áp suất và có thể cho người dùng biết ngay về thời tiết chung quanh vùng đó. Bản đồ thời tiết ở các nước nói tiếng Anh sẽ miêu tả mức cao của họ là Hs và thấp nhất là Ls, trong khi các quốc gia nói tiếng Tây Ban Nha sẽ miêu tả mức cao của họ như As và thấp nhất là Bs

Áp suất thấp

Hệ thống áp suất thấp, hay còn gọi là xoáy thuận, nằm ở cực tiểu trong trường áp suất. Xoay quay vào bên trong tại bề mặt và ngược chiều kim đồng hồ ở bán cầu bắc trái ngược với vào trong và cùng chiều kim đồng hồ ở nam bán cầu do lực Coriolis. Thời tiết thường không ổn định trong vùng lân cận của một xoáy thuận, mây gia tăng, gió tăng lên, nhiệt độ tăng lên, và chuyển động đi lên trong bầu khí quyển, dẫn đến gia tăng cơ hội mưa. Polar low có thể hình thành trên các vùng biển đại dương tương đối ôn hòa khi không khí lạnh tràn vào từ chỏm băng. Nước tương đối ấm hơn dẫn đến sự đối lưu đi lên, gây ra sự hình thành vùng áp suất thấp và mưa thường ở dạng tuyết. Xoáy thuận nhiệt đới và bão mùa đông là những phiên bản khác nhau về cường độ của áp suất thấp. Trên mặt đất, thermal low cho biết thời tiết nóng trong mùa hè.

Áp suất cao

Các hệ thống áp suất cao, còn được gọi là xoáy nghịch, quay ra ngoài bề mặt và theo chiều kim đồng hồ ở bán cầu bắc trái ngược với hướng ra bên ngoài và ngược chiều kim đồng hồ ở Nam bán cầu. Dưới áp suất cao bề mặt, không khí được làm nóng lên một chút do lực nén, dẫn đến bầu trời rõ ràng hơn, gió nhẹ hơn và giảm cơ hội gây ra mưa . Không khí đi xuống thì khô, do đó ít năng lượng hơn cần thiết để tăng nhiệt độ của nó. Nếu áp suất cao vẫn tồn tại, ô nhiễm không khí sẽ tăng lên do các chất ô nhiễm bị mắc kẹt gần bề mặt do sự chuyển động giảm đi liên quan đến áp suất cao .

Đường khô

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 . 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. 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. 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. 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.

Ranh giới dòng chảy và đường squall

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. 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 ".

Frông gió biển và trên đất liền

Frông gió biển xảy ra vào những ngày nắng khi đất làm nóng lên không khí ở bên trên với nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nước. Các ranh giới tương tự từ gió đi xuống trên các hồ và sông trong ngày, cũng như các vùng đất xa bờ vào ban đêm. Vì nhiệt độ nước cụ thể quá cao, nên có ít sự thay đổi nhiệt độ ngày đêm trong các vùng nước, ngay cả vào những ngày nắng. Nhiệt độ nước thay đổi dưới 1 °C (1,8 °F). Ngược lại, đất đai, với nhiệt độ thấp hơn cụ thể, có thể thay đổi vài độ chỉ trong vài giờ .
Vào buổi chiều, áp suất không khí giảm xuống trên mặt đất khi không khí nóng lên. Không khí lạnh hơn trên biển tràn vào để thay thế nó. Kết quả là gió thổi vào bờ tương đối mát mẻ. Quá trình này thường đảo ngược vào ban đêm, nơi có nhiệt độ nước cao hơn so với mặt đất, dẫn đến một làn gió đất liền thổi ra biển. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ nước lạnh hơn đất vào ban đêm, gió biển có thể tiếp tục, chỉ hơi giảm. Đây là trường hợp điển hình dọc theo bờ biển California, là ví dụ.
Nếu có đủ độ ẩm, các dông bão có thể hình thành dọc theo các frông gió biển, sau đó có thể đưa ra ranh giới dòng chảy ra ngoài. Điều này gây ra các chế độ gió / áp suất hỗn loạn nếu luồng lái yếu. Giống như tất cả các tính năng bề mặt khác, các frông gió biển nằm bên tron khe máng của áp suất thấp.