Al ongeveer vijftien jaar na de introductie van warmtefronten en koufronten door medewerkers van de zogeheten Noorse School, stelde Bergeron (1934) een verdere onderverdeling voor in koufronten: anafront en katafront. Het warmtefront daarentegen heeft zich veel langer in de oorspronkelijke vorm kunnen handhaven; zelfs de medewerkers van de Engelse School, die de beide typen koufront verder uitwerkten en onderscheid maakten tussen verschillende soorten occlusies (McGinnigle et. al. 1988), lieten tot ver in de jaren negentig de klassieke voorstelling van het warmtefront ongemoeid (Browning 1994).Overigens zijn er op veel van de in de weerdienst gebruikte weerkaarten vrijwel geen verschillen tussen de beide warmtefrontvarianten te vinden; dat geldt bijvoorbeeld voor presentaties van uit waarnemingen of modeluitvoer afgeleide parameters als dikte 1000-500hPa, hoogte en isotachen op 250 of 300 hPa, thermische frontparameter en de frontenanalyse op de grondkaart. Weerkaarten met als parameter warmte-advectie maken wél een duidelijk onderscheid mogelijk en de neerslag in de warme sector vertoont bij het gesloten-warme-sector-type meer intensiteit dan in de band-variant, waar het tijdens en na de frontpassage hooguit nog tot motregen komt. Ook satellietfoto's en dwarsdoorsneden van de atmosfeer laten duidelijke verschillen zien. Satellietfoto's De benamingen open warme sector (wolkenband) en gesloten warme sector (wolkenscherm) zijn gebaseerd op wat er op satellietbeelden in de beide gevallen is te zien. In het eerste geval vertoont de met het warmtefront samenhangende bewolking de vorm van een band evenwijdig aan de oriëntatie van het front. De warme sector is onbewolkt (vooral 's zomers) of bevat uitsluitend mist of laaghangende bewolking (overwegend in het winterhalfjaar). De bewolking die samenhangt met de tweede warmtefrontvariant heeft de vorm van een groot scherm dat de warme sector grotendeels bedekt. De oriëntatie van het warmtefront is in de satellietopname niet of moeilijk terug te vinden. De beide warmtefronttypen zijn door de verschillen in het bewolkingspatroon met behulp van satellietfoto's in het zichtbaar licht (VIS), maar vooral in het infrarood (IR) goed van elkaar te onderscheiden ( fig 1 , fig 2a en fig 2b ). Doordat er bij de open-warme-sectorvariant ook bovenin de troposfeer weinig vocht zit, is het verschil op de waterdampbeelden (WV) van METEOSAT eveneens goed te zien (niet afgebeeld).

Figuur 1 Warmtefront met open warme sector; VIS-opname NOAA kanaal 1, 16 april 1985 1319 UTC. De tinten aan de voorzijde van het warmtefront en van het geoccludeerde deel van het front neigen meer naar grijs dan elders; de cirrusbewolking is er als het ware doorzichtig. (foto NOAA/KNMI De Bilt). Toch kan een opsplitsing van het warmtefront in twee verschillende varianten haar vruchten afwerpen, zoals uit onderzoek op het ZAMG (Zentral Amt für Meteorologie und Geophysik, het Oostenrijkse KNMI ) in Wenen blijkt (Zwatz-Meise 1990, Winkler en Zwatz-Meise 1997); de onderzoekers maken onderscheid tussen warmtefronten met een open (warmtefront-band) en met een gesloten warme sector (warmtefront-scherm).

Figuur 2a Warmtefront met open warme sector; IR-opname NOAA kanaal 4, 1 maart 1995, 0210 UTC. Het warmtefront is aan de voorzijde scherp begrensd en vertoont er witte tinten. (foto NOAA/Dundee University).

Figuur 2b Warmtefront met gesloten warme sector; IR-opname NOAA kanaal 4, 27 januari 1995, 1306 UTC (foto NOAA/Dundee University).

Dubbelstructuren

Weerkaarten waarop de warmte-advectie (WA) is geplot, zijn naast satellietfoto's belangrijk om de beide warmtefrontvarianten van elkaar te kunnen onderscheiden. Het maximum van die warmte-advectie ligt aan de voorzijde van het warmtefront ( fig 3a ) voor de open-warme-sectorvariant). Bij warmtefronten met gesloten warme sector bevindt zich in die warme sector echter een tweede WA-maximum ( fig 3b ) ; dit secundaire maximum ontbreekt bij de warmtefrontvariant met open warme sector.

Figuur 3a Positie van de bewolking van een warmtefront met open warme sector ten opzichte van het patroon van diktelijnen 1000-500 hPa. Wolkenband, diktelijnen en warmtefront hebben dezelfde oriëntatie. Het gebied met de grootste diktegradiënt ligt in de bewolkingszone. Het front bevindt zich aan de achterzijde van de bewolkingsband, dus aan de achterzijde van het gebied waar de diktelijnen dicht bij elkaar liggen. Een warmtefront onderscheidt zich hierin van bijvoorbeeld een anakoufront, waar het front juist aan de voorzijde ligt van de zone met veel diktelijnen. De figuur laat tevens de ligging zien van het maximum van de warmte-advectie ten opzichte van een warmtefront met open warme sector.

Figuur 3b Ligging van het maximum van de warmte-advectie ten opzichte van een warmtefront met gesloten warme sector en de bijbehorende bewolking. Er zijn twee maxima, een hoofdmaximum voor het warmtefront uit en een nevenmaximum in de warme sector.

Dergelijke dubbelstructuren blijken ook vaak zichtbaar in dwarsdoorsneden door warmtefronten; steeds is de dubbelstructuur een kenmerk van het warmtefronttype met gesloten warme sector. Zo toont het temperatuurpatroon in een dwarsdoorsnede twee temperatuursprongen ( fig 4 ). Ook zijn er twee zones aan te wijzen met een grote gradiënt in de potentiële natteboltemperatuur theta _w ; de voorste van de twee (rechts) hangt samen met het grondfront. Aan beide zones is een maximum gekoppeld van de warmte-advectie (WA); er is dus één WA-maximum van het warmtefront en één in de warme sector ( fig 5 ). Voor vochtige zones geldt precies hetzelfde ( fig 6a en fig 6b ). Ter vergelijking: een doorsnede door een warmtefront met open warme sector toont slechts één WA-maximum ( fig 3a) en ook slechts één vochtige zone ( fig 6a ). Vòòr een warmtefront, ongeacht het type, treedt kou-advectie op ( fig 5 ).

.	.
Figuur 4 Dwarsdoorsnede door een warmtefront met gesloten warme sector met temperatuur (dikke min of meer horizontale lijnen) en potentiële natteboltemperatuur theta w . Er zijn twee zones met een temperatuursprong en een grote gradiënt van de potentiële natteboltemperatuur	Figuur 5 Dwarsdoorsnede door een warmtefront met gesloten warme sector met potentiële natteboltemperatuur theta w (getrokken krommen) en twee maxima in de warmte-advectie, het ene net voor het warmtefront, het andere in de warme sector
Figuur 6a,b : Dwarsdoorsnede door een warmtefront m.b.v. potentiële natteboltemperatuur theta w (strak getrokken krommen). Figuur 6a Front met open sector. Er is slechts één gebied met grote gradiënt en ook maar één vochtige zone.	Figuur 6a,b : Dwarsdoorsnede door een warmtefront m.b.v. potentiële natteboltemperatuur theta w (strak getrokken krommen). Figuur 6b Front met gesloten warme sector. Er zijn twee vochtige zones, gescheiden door een wat drogere zone.

Ook voor wat betreft de ligging van de straalstroom treden op de dwarsdoorsneden verschillen op tussen de beide warmtefrontvarianten. Bij een warmtefront met open warme sector ligt het windmaximum als het ware in de frontale zone ( fig 7a) . Het windmaximum bij een warmtefront met gesloten warme sector ligt zoals aangegeven in fig 7b

Fig. 7 Dwarsdoorsnede door een warmtefront m.b.v. potentiële natteboltemperatuur thetaw (strak getrokken krommen) en ligging van de straalstroom (streepjeslijnen) Figuur 7a Warmtefront met open warme sector	Fig. 7 Dwarsdoorsnede door een warmtefront m.b.v. potentiële natteboltemperatuur thetaw (strak getrokken krommen) en ligging van de straalstroom (streepjeslijnen) Figuur 7b Warmtefront met gesloten warme sector

Conceptueel model: open warme sector

Een beschouwing over verschillende weersystemen of varianten daarvan is uiteraard niet volledig zonder begripsmodel of conceptueel model (vergelijk Floor en Van Delden 1994). Zo'n model beschrijft de ligging en het gedrag van bewolking- en neerslagproducerende luchtstromingen, geeft informatie over het bijbehorende weer en geeft aan welke ontwikkelingen te verwachten zijn of welke levenscyclus het weersysteem doormaakt.

Bij warmtefronten met open warme sector schuift warme, vochtige lucht omhoog tegen een wig van koudere lucht; bewolking en neerslag vindt men daardoor voor het grondfront uit ( fig 8 ). De situatie kan in een met het warmtefront meebewegend referentiesysteem worden beschreven met behulp van zogeheten conveyor belts ( fig 9, fig 10a, fig 10b ). De belangrijkste daarvan is de warm conveyor belt (WCB), een stroming van warme lucht, die begint in de warme sector in de onderste lagen van de troposfeer en die naarmate zij het warmtefront nadert geleidelijk hoger komt te liggen. Tussen 700 en 500 hPa zijn de stijgbewegingen het sterkst. Eenmaal boven het warmtefront aangekomen, draait de warm conveyor belt naar rechts, verandert dan niet meer van hoogte en loopt evenwijdig aan het warmtefront in een richting van de golftop of het occlusiepunt af ( fig 10a). Als er voldoende waterdamp in de lucht aanwezig is, geeft de opstijgende warm conveyor belt aanleiding tot condensatie en steeds meer hogere bewolking. Voor het warmtefront uit bevindt zich in de onderste lagen van de atmosfeer een cold conveyor belt (CCB); deze staat eerst loodrecht op het warmtefront, daalt tot hij het warmtefront bereikt, zwenkt dan naar rechts en begint een stijgende beweging. De van oorsprong droge lucht wordt vochtiger door verdamping van neerslag die valt uit de erboven gelegen warm conveyor belt. Als verzadiging optreedt versmelten de bewolkingszones van WCB en CCB zich tot een dichte en dikke nimbostratus

Figuur 8 Doorsnede door klassiek warmtefront. Warme, vochtige lucht botst tegen koudere, drogere lucht. Aan het grensvlak tussen de beide luchtsoorten schuift de warmere lucht tegen een wig van koudere lucht op. Deze gang van zaken leidt tot de vorming van bewolking en neerslag; de neerslag valt voor het front uit.	Figuur 9 Ligging van warm conveyor belt (WCB) en cold conveyor belt (CCB) ten opzichte van een warmtefront met open warme sector (dwarsdoorsnede). De dicht op elkaar liggende isentropen (getrokken krommen) markeren de frontale zone; de stippellijnen geven de posities aan van de warm conveyor belt ( boven de frontale zone) en de cold conveyor belt (onder het frontvlak)
Figuur 10 : Bovenaanzicht van een frontensysteem: warmtefront, koufront, WCB, CCB en straalstroom (relatieve bovenstroming) in een met het warmtefront meebewegend referentiesysteem. Figuur 10a Front met open warme sector : De WCB en koufront overlappen elkaar niet	Figuur 10 : Bovenaanzicht van een frontensysteem: warmtefront, koufront, WCB, CCB en straalstroom (relatieve bovenstroming) in een met het warmtefront meebewegend referentiesysteem. Figuur 10a Front met open warme sector : De WCB en koufront overlappen elkaar niet

Conceptueel model: gesloten warme sector

Bij een warmtefront met bandvormige bewolkingszone is de lucht, zoals we zagen, kennelijk te droog of zijn de stijgbewegingen te zwak om in de warme sector bewolking te veroorzaken. Bij een warmtefront met wolkenscherm daarentegen bevindt zich in de warme sector een meer of minder uitgesproken bovenluchtwarmtefront (vergelijk figuur 4) en is er een markante stijging van de warm conveyor belt. Mogelijk is dit een gevolg van het feit dat het frontale systeem zich bij het voorkomen van dit type warmtefront verder heeft ontwikkeld.

De WCB van de gesloten-sector-variant loopt zowel over het grondkoufront als over het grondwarmtefront (figuur 10b) en is terug te vinden op talrijke niveaus in de troposfeer; de WCB van een warmtefront met open warme sector stroomt niet boven het grondkoufront (figuur 10a) en beperkt zich tot een minder dikke atmosferische laag.

De bewolking die gekoppeld is aan het eigenlijke warmtefront, kan op dezelfde manier worden verklaard als bij de open-sector-variant. De stroming met uit de warme sector afkomstige vochtige lucht kan echter alleen worden teruggevonden aan de voorzijde van de warmtefrontale bewolking.

Literatuur:
Bergeron, T., 1934: Die dreidimensional verknoepfende Wetteranalyse. II Teil, Moskou.
Browning, K.A., 1994: Airflow and structure of precipitation systems in extratropical cyclones, in Shapiro, A. and Gronas, S. 'The life cycles of extratropical cyclones, Volume 1', Bergen, Noorwegen.
Floor, K. en A. van Delden, 1994: 'Modellen maken Meteorologie', Meteorologica, 3, 8-12
McGinnigle et al., 1988: 'The development of instant occlusions in the North Atlantic', Met. Mag., 117, 325.
Winkler, R. en V. Zwatz-Meise ,1997 : Manual of synoptic satellite meteorology conceptual models; in voorbereiding, maar binnenkort voor zover gereed te vinden op de WWW servers: www.ZAMG.ac.at en www.EUMETSAT.de .
Zwatz-Meise, V., 1990: Satellite synoptics of warm fronts, Proceedings 8^th METEOSAT Scientific Users Meeting, Norrköping, Sweden, 28-31 August 1990, p151.

Naar de index