thumb|right|Carta sinótica mostrando os sistemas frontais atuantes nos EUA.
Na meteorologia, a escala sinótica (também denominada grande escala ou escala ciclônica) é uma escala de comprimento horizontal da ordem de ou mais. Isso corresponde à escala horizontal típica das depressões de latitudes médias (como os ciclones extratropicais). A maior parte das áreas de alta pressão e baixa pressão observadas em cartas meteorológicas (como as análises meteorológicas de superfície) são sistemas de escala sinótica, impulsionados pela posição das ondas de Rossby em seus respectivos hemisférios. Áreas de baixa pressão e suas zonas frontais associadas formam-se na borda dianteira de um cavado no padrão de ondas de Rossby, enquanto as áreas de alta pressão desenvolvem-se na borda posterior do cavado. A maior parte das regiões de precipitação ocorre nas proximidades de zonas frontais.
As equações de Navier-Stokes aplicadas ao escoamento atmosférico podem ser simplificadas por meio da análise de escala na escala sinótica. Demonstra-se que os termos dominantes nas equações do movimento horizontal são a força de Coriolis e a força de gradiente de pressão; desse modo, torna-se aplicável a aproximação geostrófica. Na coordenada vertical, a equação de conservação do momento simplifica-se na equação de equilíbrio hidrostático.
A palavra sinótico deriva do grego antigo (synoptikós), que significa visto em conjunto.
Análise meteorológica de superfície miniatura|upright=1.1|Análise meteorológica de superfície dos Estados Unidos em 21 de outubro de 2006.
Uma análise meteorológica de superfície é um tipo específico de carta meteorológica que fornece uma representação gráfica das variáveis do tempo sobre uma determinada área geográfica em um horário de referência, a partir de dados coletados por estações meteorológicas de superfície.Air Apparent: How Meteorologists Learned to Map, Predict, and Dramatize Weather. University of Chicago Press, Chicago: 1999. As cartas meteorológicas são produzidas pela plotagem e traçado das grandezas relevantes — tais como a pressão ao nível do mar, a temperatura e a cobertura de nuvens — sobre um mapa geográfico, subsidiando a identificação de feições de escala sinótica, a exemplo das frentes meteorológicas.
As primeiras cartas meteorológicas no século XIX eram desenhadas muito tempo após a ocorrência dos eventos para auxiliar na formulação de teorias sobre sistemas de tempestade.Eric R. Miller. American Pioneers in Meteorology. Acessado em 18 de abril de 2007. Com o advento do telégrafo, tornou-se possível compilar observações de superfície simultâneas pela primeira vez. A partir do final da década de 1840, a Smithsonian Institution tornou-se a primeira entidade a confeccionar análises de superfície em tempo real. A utilização dessas cartas iniciou-se nos Estados Unidos e expandiu-se internacionalmente ao longo da década de 1870. A aplicação do modelo do ciclone norueguês para análise de massas de ar e frentes difundiu-se na Europa no final da década de 1910, sendo consolidada nos Estados Unidos durante a Segunda Guerra Mundial.
As análises de superfície utilizam símbolos padronizados para representar sistemas frontais, cobertura de nuvens, precipitação e outros parâmetros significativos. Por exemplo, a letra A (ou H, do inglês high) representa uma região de alta pressão, associada a tempo firme e estável. A letra B (ou L, do inglês low) indica baixa pressão, habitualmente acompanhada de nebulosidade e precipitação. Símbolos específicos assinalam não apenas as descontinuidades frontais, mas também o tempo presente em cada estação meteorológica plotada. As áreas de precipitação auxiliam a determinar a tipologia e a posição das frentes. Sistemas e descontinuidades de mesoescala — como ciclones tropicais, frentes de rajada e linhas de instabilidade — também são incorporados nessas análises. As isóbaras são empregadas para mapear os campos báricos a partir das latitudes dos cavalos em direção aos polos, enquanto as análises por linhas de corrente são tradicionalmente adotadas nas regiões tropicais.Bureau of Meteorology. The Weather Map. Acessado em 10 de maio de 2007.
Ciclone extratropical miniatura|upright=1.1|Carta sinótica hipotética de um ciclone extratropical afetando o Reino Unido e a Irlanda. As setas azuis entre as isóbaras indicam a direção do vento, enquanto o símbolo L denota o centro de baixa pressão. Observam-se os limites frontais ocluso, frio e quente.
Um ciclone extratropical é um sistema meteorológico de baixa pressão em escala sinótica que não possui características puramente tropicais nem polares, estando associado a frentes e a gradientes horizontais de temperatura e ponto de orvalho, conhecidos na dinâmica como zonas baroclínicas.
O qualificativo extratropical evidencia o fato de que esses ciclones se desenvolvem tipicamente fora da zona tropical, nas latitudes médias do planeta. Tais sistemas podem ser denominados ciclones de latitudes médias com base em sua região geográfica de formação, ou ciclones pós-tropicais quando resultam de um processo de transição extratropical, sendo comumente referidos como depressões ou baixas em boletins meteorológicos. Juntamente com os anticiclones, constituem os principais moduladores do tempo sobre a maior parte das áreas continentais da Terra.
Embora os ciclones extratropicais sejam quase invariavelmente classificados como baroclínicos — por se formarem ao longo de gradientes de temperatura e ponto de orvalho associados ao cinturão dos ventos do oeste —, podem eventualmente tornar-se barotrópicos na fase madura ou oclusa de seu ciclo de vida, quando o gradiente térmico ao redor do centro do vórtice torna-se simétrico com o raio.Ryan N. Maue. CHAPTER 3: CYCLONE PARADIGMS AND EXTRATROPICAL TRANSITION CONCEPTUALIZATIONS. Acessado em 15 de junho de 2008. Um ciclone extratropical pode sofrer transição para tempestade subtropical e, subsequentemente, converter-se em ciclone tropical caso estacione sobre águas oceânicas aquecidas e estabeleça convecção profunda organizada em seu núcleo, promovendo o aquecimento do núcleo da tempestade.
Sistemas de alta pressão de superfície
miniatura|upright=1.1|direita|A ponte Golden Gate envolta em nevoeiro de advecção.
Os sistemas de alta pressão estão frequentemente associados a ventos fracos à superfície e à subsidência de ar através da porção inferior da troposfera. A subsidência aquece a massa de ar por compressão adiabática, reduzindo sua umidade relativa.Office of the Federal Coordinator for Meteorology (2006). Appendix G: Glossary. NOAA. Acessado em 16 de fevereiro de 2009. Desse modo, centros de alta pressão produzem habitualmente céu claro e ausência de precipitação.Jack Williams (2007). What's happening inside highs and lows. USA Today. Acessado em 16 de fevereiro de 2009. Durante o dia, sem nuvens para refletir a radiação solar incidente, os índices de insolação são elevados, elevando a temperatura de superfície. À noite, a ausência de cobertura de nuvens permite que a radiação térmica terrestre escape livremente para o espaço, resultando em expressivo resfriamento radiativo e amplitudes térmicas diárias maiores em todas as estações. Em condições de vento calmo, a subsidência gerada sob o anticiclone favorece a concentração de aerossóis e poluentes atmosféricos sobre regiões metropolitanas, gerando episódios de névoa seca.Governo de Mianmar (2007). Haze. Acessado em 11 de fevereiro de 2007. Se a umidade relativa nas camadas basais atingir a saturação durante a madrugada, formam-se bancos de nevoeiro.Robert Tardif (2002). Fog characteristics. Laboratório Nacional de Pesquisa NCAR. Acessado em 11 de fevereiro de 2007.
Sistemas de alta pressão intensos e verticalmente rasos que se deslocam de altas para médias latitudes no Hemisfério Norte estão vinculados a massas de ar polar ou ártico continental.CBC News (2009). Blame Yukon: Arctic air mass chills rest of North America. Canadian Broadcasting Centre. Acessado em 16 de fevereiro de 2009. Uma inversão térmica pronunciada em baixos níveis pode sustentar camadas contínuas de nuvens stratocumulus ou stratus, configurando o fenômeno conhecido como penumbra anticiclônica (anticyclonic gloom). As características do tempo em um anticiclone dependem de sua gênese geográfica: cristas associadas ao anticiclone dos Açores, por exemplo, podem induzir penumbra anticiclônica durante o inverno, pois suas bases aquecem-se e incorporam vapor ao cruzar águas oceânicas temperadas. Por outro lado, anticiclones formados sobre áreas continentais frias no norte trazem geralmente céu limpo, já que o resfriamento na base inibe a convecção e a condensação.
Em cartas meteorológicas de altitude, essas regiões manifestam confluência de ventos ou convergência de linhas de altura geopotencial nas proximidades ou acima do nível de não divergência, situado por volta da superfície isobárica de 500 hPa (média troposfera).Glossary of Meteorology (2009). Level of nondivergence. American Meteorological Society. Acessado em 17 de fevereiro de 2009.Konstantin Matchev (2009). Middle-Latitude Cyclones - II. Universidade da Flórida. Acessado em 16 de fevereiro de 2009. Os sistemas de alta pressão são alternativamente designados como anticiclones. Em cartas de superfície, os centros de alta pressão são identificados pela letra A (em português e espanhol, para alta) ou H (em inglês, para high),Keith C. Heidorn (2005). Weather's Highs and Lows: Part 1 The High. The Weather Doctor. Acessado em 16 de fevereiro de 2009.Instituto Nacional de Meteorología. Meteorologia del Aeropuerto de la Palma. Acessado em 5 de maio de 2007. no interior da isóbara de maior valor bárico. Em cartas de altitude em níveis de pressão constante, situam-se no interior do contorno fechado de maior altura geopotencial.Glossary of Meteorology (2009). High. American Meteorological Society. Acessado em 16 de fevereiro de 2009.
Frentes meteorológicas
miniatura|upright=1.1|direita|Diferentes massas de ar tendem a ser separadas por zonas frontais. A frente ártica separa massas de ar ártico de massas polares, enquanto a frente polar separa o ar polar do ar quente. (cA: ártica continental; cP: polar continental; mP: polar marítima; cT: tropical continental; mT: tropical marítima).
Uma frente meteorológica é uma zona de descontinuidade que separa duas massas de ar de diferentes densidades, constituindo a causa primordial da maioria dos fenômenos meteorológicos de grande escala. Em análises meteorológicas de superfície, as frentes são traçadas com linhas coloridas e símbolos convencionais padronizados, dependendo de sua natureza termodinâmica. As massas de ar separadas por uma descontinuidade frontal diferem habitualmente em temperatura e umidade.
As frentes frias podem apresentar faixas estreitas de tempestades e episódios de tempo severo, podendo ser antecedidas por linhas de instabilidade ou linhas de ponto de orvalho. As frentes quentes costumam ser precedidas por precipitação estratiforme contínua e nevoeiro. O tempo tende a firmar rapidamente após a passagem frontal. Algumas frentes não geram precipitação e produzem pouca nebulosidade, embora acarretem invariavelmente uma mudança pronunciada na direção do vento.