Para estudiar la formación de los frentes, debemos referirnos al viento, puesto que nos señala el transporte, la acumulación o la divergencia de las masas de aire, así como la uniformidad, aproximación o separación de las isotermas e isobaras en las cartas de tiempo. Los vientos que, por ser iguales y paralelos en algunas regiones, indican traslación de la masa de aire, no alteran la disposición de las isotermas, por lo tanto, no crean ni destruyen frentes. Lo mismo ocurre con los movimientos de rotación de ciclones y anticiclones. La proximidad o lejanía, es lo que modifica la distancia entre isotermas, creando o destruyendo discontinuidades. Si los vientos son convergentes o divergentes, hacia un punto, se producirá ahí el aumento o disminución de la temperatura de la masa de aire, no se creará línea de discontinuidad pero si existirá una deformación en las isotermas lo cual creará, reforzará, debilitará o anulará un frente. En el estudio de los frentes se debe incluir su formación, que se llama frontogénesis, su evolución y su disolución, llamada frontólisis. Para tener una visión de los procesos que conducen a la formación de frentes, supongamos una masa de aire que ocupa una cierta posición. Esta masa de aire se puede mover de un lugar a otro y obtener nueva forma y orientación en su última posición, por medio de cuatro movimientos diferentes. Se puede mover sin que gire ni altere su forma ni volumen, este movimiento se llama traslación. Puede cambiar su orientación, girando alrededor de un eje, movimiento que se llama rotación. Puede aumentar o disminuir su volumen, proceso que se llama expansión o divergencia. Puede alterar su forma, lo que se llama deformación. Estos movimientos se describen a continuación, las figuras se refieren al hemisferio sur.
Traslación: Este movimiento no puede cambiar la distancia entre las isotermas, pues todas se moverán con la misma velocidad y dirección, por lo tanto no crea ni destruye los frentes (figura 7a).
Rotación: Al igual que la traslación, no altera el espacio entre las isotermas porque todas giran con la misma rapidez de rotación. Las rotaciones corresponden al viento gradiente alrededor de centros de alta y baja presión (figura 7b).
Convergencia y divergencia: Tanto la convergencia como la divergencia en la atmósfera son de pequeña magnitud en comparación con los anteriores, por lo que se pueden despreciar (figura 10.8a convergencia, figura 8b divergencia).
Figura 7 Traslación (a, izquierda) y rotación (b, derecha).
Figura 8a: Convergencia y b: divergencia
Deformación: Producida por la deformación de las isobaras en las proximidades de una región entre dos parejas de altas y de bajas presiones. Si un haz de isotermas se sobrepone a la deformación, se ve que se producirá la separación de las isotermas (figura 9a). Si las isotermas son aproximadamente paralelas al eje vertical en la figura, se dispersarán y el aire tenderá a hacerse mas uniforme. Pero si fueran aproximadamente paralelas al eje horizontal, las isotermas de cada lado serían llevadas hacia ese eje; al pasar el tiempo se agruparían muchas isotermas y se formaría una discontinuidad de temperaturas. Esto es lo que produce la formación de un frente, que se llama frontogénesis.
Combinaciones frecuentes.
En la atmósfera es frecuente que se combinen los cuatro tipos de movimiento. Pero la convergencia o divergencia es tan pequeña que se puede despreciar, y la traslación no agrega nada nuevo a la combinación. La superposición de una rotación combinada con la deformación tiene, en cambio, mucho interés.
Si sobreponemos una débil rotación ciclónica a un campo de deformación, se obtiene la configuración que se muestra en la figura 9a. Si la deformación es más intensa que la rotación, se obtiene un eje de flujo hacia fuera y otro hacia adentro, pero ahora no serán perpendiculares. Si la rotación es más débil que la deformación, la rotación ciclónica se sumará a la curvatura de las líneas de flujo ciclónicas y se restará de las líneas de flujo anticiclónico (figura 9b). Si la rotación y la deformación tienen la misma intensidad, obtenemos dos corrientes rectilíneas deslizándose una junto a la otra (figura 9c). Si la intensidad de la rotación excede a la de la deformación, las líneas de flujo son ahora cerradas y de forma elíptica (figura 9d).
Como el proceso de frontogénesis depende esencialmente de la presencia de una deformación, se puede concluir que las cuatro situaciones de la figura 9 serán frontogenéticas, suponiendo que se presentarán contrastes de temperatura con una orientación favorable.
Figura 9 Combinación de movimiento de rotación con deformación
Si en lugar de una rotación ciclónica se sobrepone una anticiclónica, se producen configuraciones análogas a la anterior, excepto que estas se parecerán al movimiento asociado a las cuñas de alta presión o anticiclones alargados. Las experiencias prueban que estas rara vez son frontogenéticas. Por lo tanto, en los análisis de tiempo, se debe buscar la frontogénesis en los collados y en los sistemas ciclónicos alargados.
Las regiones de deformación, donde se producen dos centros ciclónicos con otros dos anticiclónicos se llaman collados y son altamente favorables para la formación de frentes, puesto que en el collado concurren una masa de aire convergente con otra de aire divergente. El eje horizontal en el collado se llama de eje de dilatación, y el eje vertical se llama eje de contracción (figura 10). La corriente convergente acumula las masas de aire y aproxima las isotermas tendiendo a crear un frente paralelo a la línea de flujo divergente o eje de dilatación. Si las isotermas forman con el eje de dilatación un ángulo menor de 45º, la aproximación de las masas crea el frente acercando las isotermas y haciéndolas girar, este proceso se llama frontogénesis. Si forman un ángulo mayor de 45º las masas convergentes se abren paso entre las isotermas, las separan y deshacen el frente, este proceso se llama frontólisis. La creación de un frente será más fácil y rápida cuanto menor sea el ángulo que formen las isotermas con el eje de dilatación, además la formación del frente la facilitará la mayor intensidad del viento y el mayor gradiente térmico.
La distribución de las isobaras y de los vientos, no sólo determina las circunstancias más favorables para la formación o disolución de un frente, sino también la trayectoria y la velocidad del frente sobre la superficie terrestre. Por ejemplo, si el viento es más intenso detrás del frente, por ser mayor el gradiente de presión, se producirán temporales al paso del frente, si además el aire es inestable, se originan violentas ráfagas de vientos.
Por otra parte, si el gradiente de presión es menor detrás del frente, el viento se debilita y puede producirse calma después del paso del frente. Otro factor que puede alterar a un frente es el paso de una zona marítima a una continental, así como el cruzar una zona montañosa o cordillera. En este último caso, las nubes producen casi la totalidad de la precipitación en la ladera anterior de la montaña, que obstruye el paso del frente, produciendo corrientes en la ladera posterior que disminuyen la humedad, disolviendo el frente.
Figura 10 Centros de altas y bajas presiones en un collado
