تحليل الطقس السطحي

تتواجد أنظمة الضغط المنخفض، المعروفة أيضًا بالأعاصير ، في أدنى مستويات الضغط الجوي. يكون الدوران باتجاه الداخل على السطح وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي ، بينما يكون باتجاه الداخل ومع اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي، وذلك بسبب قوة كوريوليس . عادةً ما يكون الطقس غير مستقر في محيط الإعصار، مع ازدياد الغيوم والرياح ودرجات الحرارة، وحركة صاعدة في الغلاف الجوي، مما يزيد من احتمالية هطول الأمطار. يمكن أن تتشكل المنخفضات القطبية فوق مياه المحيطات المعتدلة نسبيًا عندما يندفع الهواء البارد من الغطاء الجليدي. تؤدي المياه الدافئة نسبيًا إلى تيارات الحمل الحراري الصاعدة، مما يتسبب في تشكل منخفض جوي، ويكون الهطول عادةً على شكل ثلوج. تُعد الأعاصير المدارية والعواصف الشتوية أنواعًا شديدة من الضغط المنخفض. فوق اليابسة، تشير المنخفضات الحرارية إلى طقس حار خلال فصل الصيف. ^{[ 22 ]}

تدور أنظمة الضغط المرتفع، المعروفة أيضًا باسم المرتفعات الجوية ، باتجاه الخارج على سطح الأرض وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي، على عكس دورانها باتجاه الخارج وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي. تحت تأثير هذه المرتفعات، يؤدي هبوط الغلاف الجوي إلى تسخين الهواء قليلاً عن طريق الضغط، مما ينتج عنه سماء أكثر صفاءً، ورياح أخف، وانخفاض في احتمالية هطول الأمطار. ^{[ 23 ]} يكون الهواء الهابط جافًا، وبالتالي يتطلب طاقة أقل لرفع درجة حرارته. إذا استمر الضغط المرتفع، سيتراكم تلوث الهواء بسبب الملوثات المحتجزة بالقرب من سطح الأرض نتيجةً لحركة الهبوط المصاحبة للمرتفع. ^{[ 24 ]}

تقع الجبهة الباردة عند الحافة الأمامية لتدرج حراري حاد على مخطط تساوي درجة الحرارة، وغالبًا ما تتميز بوجود منخفض حاد في ضغط السطح . يمكن للجبهات الباردة أن تتحرك بسرعة تصل إلى ضعف سرعة الجبهات الدافئة، وتُحدث تغيرات جوية أكثر حدة ، نظرًا لأن الهواء البارد أكثر كثافة من الهواء الدافئ، مما يؤدي إلى رفعه ودفعه للهواء الدافئ بسرعة. عادةً ما تصاحب الجبهات الباردة حزمة ضيقة من السحب، وأمطار متفرقة، وعواصف رعدية. على خريطة الطقس، يُشار إلى موقع الجبهة الباردة على السطح بخط أزرق من المثلثات (نقاط) تشير إلى اتجاه حركتها، عند الحافة الأمامية لكتلة الهواء الباردة. ^{[ 13 ]}

تُشير الجبهات الدافئة إلى موقع على سطح الأرض حيث تتقدم كتلة هوائية دافئة نسبيًا نحو هواء أكثر برودة. تظهر الجبهة على الحافة الدافئة لتدرج درجات الحرارة في خطوط تساوي الحرارة، وتقع ضمن منخفض جوي يكون عادةً أوسع وأضعف من منخفض الجبهة الباردة. تتحرك الجبهات الدافئة ببطء أكبر من الجبهات الباردة لأن الهواء البارد أكثر كثافة، ولا يُدفع إلا على طول سطح الأرض (لا يُرفع منه). تتغلب الكتلة الهوائية الدافئة على الكتلة الهوائية الباردة، لذا تحدث تغيرات في درجة الحرارة والغيوم على ارتفاعات أعلى قبل حدوثها على السطح. تتكون الغيوم أمام الجبهة الدافئة في الغالب من غيوم طبقية مع هطول يزداد تدريجيًا مع اقتراب الجبهة. أمام الجبهة الدافئة، تبدأ قواعد الغيوم الهابطة عادةً بالغيوم الرقيقة والطبقية الرقيقة (على مستوى عالٍ)، ثم الغيوم الطبقية المتوسطة، وتنزل تدريجيًا إلى مستويات أدنى في الغلاف الجوي مع مرور الجبهة. قد يسبق الضباب الجبهة الدافئة عندما تهطل الأمطار في مناطق ذات هواء بارد، لكن ارتفاع درجات حرارة سطح الأرض والرياح يميلان إلى تبديده بعد مرور الجبهة الدافئة. ويمكن أن تُهيئ الظروف الجوية غير المستقرة بيئةً مناسبةً لتكوّن العواصف الرعدية. في خرائط الطقس، يُشار إلى موقع الجبهة الدافئة على سطح الأرض بخط أحمر مكون من أنصاف دوائر تشير إلى اتجاه حركتها.

يُفترض في النظرة الكلاسيكية للجبهات المغلقة أنها تتشكل عندما تتجاوز جبهة باردة جبهة دافئة. ^{[ 25 ]} بينما تشير نظرة أحدث إلى أنها تتشكل مباشرةً أثناء التفاف المنطقة الباروكينية خلال تكوين الإعصار ، وتطول نتيجة لتشوه التدفق ودورانه حول الإعصار. ^{[ 26 ]}

تُشير الخرائط الجوية إلى الجبهات المغلقة بخط أرجواني تتخلله أنصاف دوائر ومثلثات متناوبة تُشير إلى اتجاه الحركة، أي بمزيج من ألوان ورموز الجبهات الدافئة والباردة. ويمكن تقسيم حالات الإغلاق إلى نوعين: دافئة وباردة. ^{[ 27 ]} في حالة الإغلاق البارد، تكون كتلة الهواء التي تتجاوز الجبهة الدافئة أبرد من الهواء البارد الذي يسبقها، فتمر أسفل كلتا الكتلتين. أما في حالة الإغلاق الدافئ، فإن كتلة الهواء التي تتجاوز الجبهة الدافئة ليست باردة كالهواء البارد الذي يسبقها، فتمر فوق كتلة الهواء الباردة بينما ترفع الهواء الدافئ. وتُشير الخرائط الجوية أيضًا إلى الجبهات المغلقة بخط أرجواني تتخلله أنصاف دوائر ومثلثات متناوبة تُشير إلى اتجاه الحركة. ^{[ 13 ]}

تتشكل الجبهات المغلقة عادةً حول أنظمة الضغط المنخفض في مراحلها الناضجة أو المتأخرة، لكن بعضها يستمر في التعمق بعد الإغلاق، وبعضها الآخر لا يشكل جبهات مغلقة على الإطلاق. وتشمل الأحوال الجوية المصاحبة للجبهة المغلقة أنماطًا متنوعة من السحب والهطول، بما في ذلك فترات الجفاف والهطول الشريطي. وغالبًا ما تلتقي الجبهات الباردة والدافئة والمغلقة عند نقطة الإغلاق أو النقطة الثلاثية. ^{[ 28 ]}

الجبهة الثابتة هي حدود غير متحركة بين كتلتين هوائيتين مختلفتين. تميل هذه الجبهات إلى البقاء في نفس المنطقة لفترات طويلة، وقد تتذبذب أحيانًا على شكل موجات. ^{[ 29 ]} غالبًا ما يستمر تدرج حراري أقل حدة خلف (على الجانب البارد من) المنطقة الجبهية الحادة، مع وجود خطوط تساوي درجة الحرارة متباعدة على نطاق أوسع. يمكن ملاحظة تنوع كبير في الأحوال الجوية على طول الجبهة الثابتة، والتي تتميز بوجودها المطول أكثر من كونها ذات نوع محدد. قد تتلاشى الجبهات الثابتة بعد عدة أيام، ولكنها قد تتحول إلى جبهة باردة أو دافئة إذا تغيرت الظروف الجوية في طبقات الجو العليا، مما يدفع إحدى الكتلتين الهوائيتين نحو الأخرى. تُحدد الجبهات الثابتة على خرائط الطقس بنصف دوائر حمراء متناوبة وخطوط زرقاء مدببة تشير إلى اتجاهات متعاكسة، مما يدل على عدم وجود حركة ملحوظة.

مع تساوي درجات حرارة الكتل الهوائية، قد تصغر الجبهات الثابتة في الحجم، لتتحول إلى منطقة ضيقة يتغير فيها اتجاه الرياح على مسافة قصيرة، تُعرف بخط القص، ^{[ 30 ]} ويُصوَّر كخط أزرق من نقاط وخطوط متناوبة. ^{[ 13 ] [ 31 ]}