Polarfronten

Polarfronten er grenseområdet mellom de polare cellene og ferrelceller på hver halvkule. Denne grensen markerer et skarpt temperaturskille mellom den kalde polarluften og varm subtropisk luft. Denne temperaturforskjellen innebærer mye potensiell energi som kan gi energi til lavtrykk og vind (kinetisk energi). I disse frontsonene er det også mye fuktig luft som kan omdannes til nedbør. Dette frigjør også energi som blir brukt til å drive lavtrykkssystemene.

En skjematisk fremstilling av den atmosfæriske sirkulasjonen

Polarfronten. Et modent lavtrykk (ekstratropisk syklon), en virvel, med tilhørende fronter, skjematisk. Rødt viser varmfronten. Blått viser kaldfronten. Lilla viser okklusjonen, dvs. den sammenklappede fronten hvor kaldluften har tatt igjen varmluften. Etter hvert som fronten okkluderer, svekkes lavtrykket, men nye lavtrykk dannes lenger vest. Grønt = nedbør. Over havet går lavtrykkene gjerne tilnærmet rett østover, men over land bøyer de ofte av mot øst-nordøst. Luften rundt lavtrykksentret roterer mot urviserne (på den nordlige halvkule), tilnærmet parallelt med isobarene (trykklinjene).

Når det oppstår et lavtrykk i frontsonen på nordlige halvkule, vil vinden alltid blåse mot klokka rundt lavtrykket, mens det er motsatt på sørlige halvkule. Vanligvis vil den varme luften ligge på ekvatorsiden av lavtrykket, mens kaldluften er på polsiden. På den nordlige halvkule betyr det at det blir dannet en varmfront øst for lavtrykket, og en kaldfront i vest.

Ved polarfronten konvergerer (møtes) polarluften og den subtropiske luften ved overflaten. Dette fører til stigende luftbevegelser i fronten. Luftmassene slutter å stige når de når toppen av troposfæren. I dette nivået blir luftstrømmen bøyd av, og på grunn av corioliskraften vil luften her strømme østover. Denne kraftige luftstrømmen kalles den polare jetstrømmen. Denne kraftige vestavinden er hovedårsaken til at lavtrykk som oppstår i polarfronten vanligvis blir ført østover. Den er gjerne sterkest om vinteren på vedkommende halvkule, når temperaturforskjellene mellom de polare og de subtropiske strøkene er størst. Den kan få en hastighet på over 400 km/t. Under slike forhold er været gjerne urolig, med sterke lavtrykk og mye vind..

Polarfronten går rundt hele jordkloden, på begge halvkuler. I Nordatlanteren går den om sommeren ved havflaten fra vest til øst og strekker seg omtrent fra Newfoundland til England, om vinteren går den fra sørvest til nordøst, fra Florida til Sør-Norge. Men den svinger og bukter seg, så plasseringen varierer en god del. Av og til kan således varmluften nå helt opp til spitsbergen; Andre ganger kan kaldluften strømme sørover til Nord-Afrika. Grenseflaten stiger fra sør mot nord når polarluften trenger seg inn under den varmere og lettere tropeluften. Når varmluften gjør fremstøt så polarfronten bølger nordover, dannes lavtrykk, sykloner ved bølgetoppen. Disse bølgene er ofte over 1000 km lange og øker hele tiden, særlig ved hjelp av mindre bølgedannelser som springer ut av hoveddannelsen, og til slutt dannes en diger virvel i luftmassene. Den varme og kalde luften dras rundt i en spiralbevegelse og de blir blandet, så polarfronten blir borte. En slik virvel holder seg ofte i flere døgn, for så å dø bort. Etterpå dannes polarfronten igjen så bølgeutviklingen kan starte med nye virveldannelser.

På den sørlige halvkule, hvor polarfronten gjerne ligger over åpent hav, går den gjerne mer rett vest–øst, med mindre utpregede buktninger.

Det var Vilhelm Bjerknes og Bergensskolen som først påviste polarfronten og rollen den har i utviklingen av lavtrykk tidlig på 1900-tallet, og dannet med det grunnlaget for moderne værvarsling.

Polarfronten i havforskningen

Polarfronten brukes også om skillet i Barentshavet mellom relativt varme og salte vannmasser som opprinnelig kommer fra Atlanterhavet, og kaldere og ferskere arktisk vann. Den antarktiske konvergens er et tilsvarende skille på den sørlige halvkule.