Warmtefront


Een
front is de plaats waar twee luchtmassa's met verschillende temperaturen elkaar ontmoeten. Men spreekt van een warmtefront als een luchtmassa met relatief warme lucht over een gebied schuift waar koude lucht ligt. Warme lucht is lichter dan koude lucht. Daarom schuift de warme lucht over de koude lucht heen. Hierdoor ontstaan ver van het front, hoog boven op de koude lucht, eerst hoge
vederwolken (cirrus), gevolgd door
cirrostratus en later
altostratus en uiteindelijk dicht bij het front een uitgestrekte wolkendeken (
stratus of nimbostratus). Uit nimbostratuswolken kan lange tijd regen of motregen vallen, die ontstaat doordat de warme vochtige lucht door het opstijgen afkoelt en het water erin na
condensatie uiteindelijk als
regen naar beneden valt. Doordat de koude wig onder de regenende warme lucht zo vlak verloopt, kan het over grote gebieden en dus op een bepaalde plek veel langer regenen dan in een
koudefront. Uit stratusbewolking valt in tegenstelling tot nimbostratus meestal niet zoveel regen. Bij een warmtefront is het frontvlak minder steil dan bij een koufront. Warmtefronten verplaatsen zich echter langzamer dan koufronten en worden dus altijd door koufronten ingehaald, wat
occlusie genoemd wordt. Op weerkaarten zijn fronten vaak weergegeven door middel van dikke lijnen. Bij een warmtefront zie je halve bolletjes op de lijn getekend in de richting van de beweging van het front. De wolken bewegen door de wind voornamelijk langs die lijn. De lijn is vaak rood gekleurd, omdat rood als een warme kleur gezien wordt.
Koufront
Een front is de plaats waar twee
luchtmassa's met verschillende
temperaturen elkaar ontmoeten. Men spreekt van een koufront als een luchtmassa met relatief koude lucht onder een gebied met warmere lucht schuift. Koude lucht is zwaarder dan warme lucht. Hierdoor zal bij het frontvlak de koude lucht onder en de warme lucht boven komen te liggen. De koude lucht schuift de warme lucht omhoog. Bij een koufront is het frontvlak veel steiler dan bij een warmtefront. Dit komt door de heftige en soms spectaculaire menging van warme en koude lucht. De nog warme plekken op de grond veroorzaken vochtige en warme
thermiekbellen die in de relatief koude lucht snel opstijgen en de lucht heftig mengen. Op de hoogte waar de luchtvochtigheid 100% bereikt, condenseert het water op condensatiekernen. Voor het koufront uit ontstaat bij een onbewolkte lucht cirrus met daaronder als het koufront dichterbij komt
cirrocumulus. Nog dichter bij het koufront bevindt zich op een lagere hoogte ook
altocumulus. Op het koufront ontwikkelen zich hoge buienwolken (
cumulonimbus), waaruit zware buien en onweer kunnen ontstaan. Bovendien zal de laag warme en dus vochtige lucht, doordat ze omhooggeduwd wordt, zelf ook zover afkoelen, dat ook daarin water condenseert. Uiteindelijk kan uit de gegroeide cumuli veel regen vallen, vooral wanneer daarbij de stijgende thermiekbellen als wolk tot grote hoogte opstijgen en de wolk het stadium cumulonimbus bereikt. Op weerkaarten zijn fronten vaak weergegeven door middel van dikke, zwarte of gekleurde lijnen. Bij een koufront zijn er driehoekjes op de lijn getekend aan de kant waar het front heen beweegt. De lijn is meestal blauw gekleurd, omdat dit een kleur is die met koelte geassocieerd wordt. De wolken zelf bewegen met de wind voornamelijk langs die lijn naar de laagste luchtdruk toe. De koufronten gaan sneller dan de warmtefronten en halen ze dus in. Hierdoor ontstaat een
occlusiefront.
Occlusiefront 
Een occlusiefront is een front dat ontstaat waar een koufront en een warmtefront elkaar raken doordat koufronten sneller gaan dan warmtefronten. Een occlusiefront (van de Latijnse woorden occlusio, 'sluiting' of 'opsluiting' en frons, 'voorhoofd' of 'voorzijde') begint waar een koufront op een warmtefront botst en vervolgens eindigt in de kern van de
depressie. De lucht rondom een depressie draait op het noordelijk halfrond altijd tegen de wijzers van de klok in. De plek waar het koufront het warmtefront inhaalt heet occlusiepunt. In dit gebied valt de meeste regen. Er zijn twee soorten occlusiefronten: een koufront dat een warmtefront inhaalt of een koufront dat een warmer koufront inhaalt. Op weerkaarten wordt een occlusiefront getekend als een dikke paarse lijn met alternerend warmtefronttekens (halve cirkeltjes) en koudefronttekens (driehoekjes). De tekens geven bovendien de verplaatsingsrichting van het front aan. De lijn wordt paars gekleurd omdat paars een mengsel is van blauw en rood, de respectieve kleuren van het koude- en warmtefront. Deze lijn begint waar het koudefront en warmtefront samenkomen en eindigt in de kern van de depressie.
Het woord meteorologie is afkomstig van het boek Meteorologica door
Aristoteles uit ongeveer 340 v.Chr. Aristoteles combineerde hierin waarnemingen met speculaties over de oorzaken van verschijnselen aan het firmament. Het Griekse woord meteoron refereert aan zaken hoog in de lucht, dat wil zeggen, tussen de aarde en de sterren. Logos betekent studie. Een vergelijkbaar werk, Boek der tekens werd door
Theophrastus, als leerling van Aristoteles, gepubliceerd. Het concentreerde zich meer op het voorspellen van het weer zonder afzonderlijke verschijnselen te verklaren of naar de oorzaak te vragen.
Voor verdere voortgang op meteorologisch gebied bleken nauwkeurige meetinstrumenten noodzakelijk. Deze kwamen tijdens en na de
renaissance beschikbaar:
Galileo construeerde de
thermometer in de
16e eeuw, gevolgd door
Torricelli's uitvinding van de
barometer in 1643. Het verband tussen de
luchtdruk en de hoogte werd door
Blaise Pascal en
René Descartes aangetoond. De
anemometer voor het meten van
windsnelheden werd in 1667 door
Robert Hooke gebouwd.
Horace de Saussure maakte de lijst van belangrijke meteorologische instrumenten in 1780 volledig met de uitvinding van de
hygrometer, die de
luchtvochtigheid meet, in 1780.
Andere ontwikkelingen vonden plaats in de
natuurkunde, bijvoorbeeld met het onderzoek naar het verband tussen
gasvolume en
druk door
Robert Boyle, met de opkomst van de
thermodynamica en met de experimenten aan
bliksem door
Benjamin Franklin.
De eerste die onderkende dat de
aardrotatie een rol speelt in de bewegingen van de atmosfeer was
George Hadley, in 1735. Later werk van Ferrel
(William Ferrel (29 januari 1817 - 18 september 1891), een Amerikaanse meteoroloog, ontwikkelde theorieën die de atmosferische circulatiecel in de middelbreedte in detail heeft uitgelegd en het is na hem dat de Ferrel-cel wordt genoemd. Hij is geboren in het zuiden van Pennsylvania. Zijn familie verhuisde naar wat in 1829 West-Virginia zou worden. Zijn elementaire scholing was beperkt, hij leerde door zelfstudie, met behulp van wetenschappelijke boeken. Was daardoor goed genoeg om een schoolleraar te worden. Hij woonde op Marshall College en ondanks financiële moeilijkheden kon hij in 1844 afstuderen van de eerste afstudeerklas van Bethany College. Hij zou in 1858 in Missouri en Tennessee blijven onderwijzen. In 1882 trad Ferrel bij de Amerikaanse Army Signal Service (dat in 1891 het Weather Bureau zou worden). Hij stierf in West Virginia in 1891.), gepubliceerd in 1856, beschreef effecten in de atmosfeer die tegenwoordig
corioliseffecten worden genoemd, waarmee de richting waarin de wind draait verklaard kan worden. Later werd het duidelijk dat de door Ferrel beschreven effecten eerder beschreven waren door
Gustave-Gaspard Coriolis in 1835, strikt in samenhang met mechanische roterende systemen, zoals een
waterrad, of een machine met bewegende onderdelen. Omdat Coriolis het principe van het effect als eerste had beschreven, werd in de meteorologie de term corioliseffect overgenomen.
Luke Howard en
Francis Beaufort stelden in 1803 resp. 1806 een classificatie voor
wolken en windsnelheden op. De uitvinding van de
telegraaf in 1843 bracht een doorbraak, doordat gegevens over grote afstanden nu snel vergelijkbaar werden.
Waar aan het begin van de 20e eeuw theoretische studies naar de atmosfeer nog analytisch plaats vonden door stelsels
differentiaalvergelijkingen op te lossen en relatief onbelangrijke termen te verwaarlozen, werden na 1950 numerieke berekeningen met computers mogelijk.
In de jaren zestig begreep
Edward Lorenz het chaotische karakter van de atmosfeer en stelde de
chaostheorie op. De resultaten van deze theorie filterden langzaam in de meteorologie terug, en maakten het mogelijk de grenzen van voorspelbaarheid aan te geven.
In 1960 volgde de lancering van de
Tiros 1, de eerste
weersatelliet. Hierdoor kwam nieuwe informatie beschikbaar, en werd de informatie ook wereldwijd beschikbaar. Sindsdien zijn weersatellieten samen met andere de aarde observerende satellieten een onmisbaar instrument geworden bij uiteenlopende verschijnselen als
bosbranden en
El Niño.
Het weer heeft invloed op de mens, maar de mens heeft ook invloed op het weer. In de eerste plaats stoten menselijke activiteiten stoffen uit die in de atmosfeer terechtkomen. De toename van de hoeveelheid
koolstofdioxide in de atmosfeer lijkt als gevolg te hebben dat het klimaat warmer wordt. Uitstoot van stoffen die de
ozonlaag afbreken veroorzaakt dat er meer
ultraviolette straling op de aarde terechtkomt. Lokale
luchtvervuiling kan
smog veroorzaken. Naast deze onopzettelijke invloeden van de mens op het weer kan men ook opzettelijk het weer veranderen door
regen te maken.