Le perturbazioni frontali

Le più importanti perturbazioni delle medie latitudini sono associate a superfici di discontinuità denominate "fronti" (o "sistemi frontali"). Lungo i "fronti" convergono masse d'aria con differenti caratteristiche di temperatura ed umidità, La zona di transizione tra le due masse d'aria, di sezione relativamente piccola rispetto alla lunghezza del sistema frontale, è sede di diversi fenomeni atmosferici, talvolta anche violenti che si manifestano in successione anche piuttosto rapida essendo queste perturbazioni generalmente abbastanza veloci. Le perturbazioni frontali, essendo inserite nel letto di correnti occidentali prevalenti (perlomeno in quota) alle medie latitudini, si muovono generalmente da ovest verso est. Al suolo, il transito di un sistema frontale è associato ad un brusco cambiamento della direzione e dell'intensità del vento, ad un innalzamento o ad un abbassamento della temperatura e dell'umidità dell'aria, ad un aumento della nuvolosità e, spesso, a precipitazioni (pioggia, neve, grandine), talvolta anche a carattere temporalesco.
Affinché si crei una consistente superficie di discontinuità, associata a fenomeni perturbati, devono manifestarsi determinate condizioni: una circolazione atmosferica favorevole alla convergenza delle masse d'aria alle quote più basse, caratteristiche termiche differenti delle masse d'aria che convergono, divergenza delle correnti in quota. L'intensità delle precipitazioni è, inoltre, modulata dalla quantità di vapore presente nel settore caldo dei sistemi frontali. Fronti alimentati da aria calda e secca non producono precipitazioni, o ne producono molto poca. Sistemi frontali alimentati da aria calda e molto umida possono generare intensi temporali.
Nelle perturbazioni frontali l'aria fredda, essendo più pesante, tende ad incunearsi al disotto di quella più calda, rendendo in questo modo inclinata la superficie di discontinuità. Nel "fronte freddo" tale superficie di discontinuità è meno inclinata perché l'avanzamento di questo sistema frontale è accompagnato da una rapida irruzione dell'aria fredda che scalza bruscamente l'aria calda; per questo motivo il fronte freddo è di norma piuttosto veloce. Nel "fronte caldo", invece, alla progressione del sistema frontale si oppone la pesantezza dall'aria fredda che viene scalzata con difficoltà dall'aria calda, rendendo così molto inclinata la superficie di discontinuità e piuttosto lenta la progressione della perturbazione. I due fronti si diramano a partire da un centro di bassa pressione (nei pressi del quale risultano più intensi) e tendono col tempo a fondersi a partire da questo centro a causa della diversa velocità di spostamento, dando luogo col tempo ad un "fronte occluso" (o "occlusione"). Nel fronte occluso l'aria calda viene sospinta verso l'alto dalle masse d'aria fredda che si incontrano alle quote più basse. L'occlusione poi, non essendo più alimentata da venti caldi al suolo, tende progressivamente a dissolversi.
In basso a sinistra nell'immagine, viene mostrata la sezione del fronte freddo, con le nubi a spiccato sviluppo verticale (spesso si tratta di nubi temporalesche, vale a dire Cumulonembi) associate ad un repentino ingresso dell'aria fredda al suolo. In basso a destra, la sezione del fronte caldo, con le nubi perlopiù stratificate associate alla lenta sostituzione dell'aria fredda da parte di quella più calda. In alto la sezione dello strato d'aria a nord del centro di bassa pressione; la stessa sezione può rappresentare il fronte occluso, con l'aria calda scalzata dall'aria fredda che ha conquistato definitivamente le quote più basse.