MÓDULO 3: LA PREPARACIÓN DEL VUELO
UNIDAD 2: FUNDAMENTOS DE METEOROLOGÍA
Unidad 2: Fundamentos de meteorología
ÍNDICE 1. Introducción..................... Introducción.................................. ........................... ........................... ........................... ..................... ....... Pág. 5 2. La atmósfera: atmósfera: su composición composición y estructura .......................... .............................. .... Pág. 6
2.1.
Temperatura
2.2.
Presión
2.3.
Estructura de la atmósfera
2.3.1. Troposfera 2.3.2. Estratosfera 2.3.3. Tropopausa 3. El calor, la la humedad y los los procesos térmicos térmicos en la atmósfera ........ ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................. ............................. ................Pág. ..Pág. 12
3.1.
Calor del aire y del suelo
3.2.
Temperatura, presión y humedad
4. Las nubes: clasificación y abreviaturas........................ abreviaturas..................................Pág. ..........Pág. 14
4.1.
Precipitación: sus clases
4.2.
Clases de nubes
4.2.1. Nubes altas 4.2.2. Nubes medias 4.2.3. Nubes bajas 4.2.4. Nubes de desarrollo vertical 4.3.
Abreviaturas
4.4.
Síntesis de los diferentes tipos de nubes
5. Instrumentos de medida .......................... ........................................ ........................... ...................Pág. ......Pág. 23
5.1.
Medida de los parámetros atmosféricos
5.2.
Altimetría
y
errores
de
altitud.
Atmósfera
estándar
internacional ISA
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ÍNDICE 6. Sistemas de presión: masas de aire y frentes....................... frentes......................... .. Pág. 25
6.1.
El viento y la distribución de presiones
6.1.1. Viento 6.1.2. Anticiclones 6.1.3. Bajas, borrascas bor rascas o depresiones depr esiones 6.1.4. Isobaras 6.2.
Esquema de la circulación del viento en las altas y bajas
presiones 6.3.
Masas de aire: frentes y fenómenos asociados
7. La circulación general del aire a escala mundial, regional y local ........................... ......................................... ............................ ............................ ............................ .................... ...... Pág. 32
7.1.
La circulación atmosférica a escala regional y local
7.2.
Vientos en altura. El “jet stream”
7.3.
El clima
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1. INTRODUCCIÓN Captación de la atención.
Todos
somos conscientes que el tiempo atmosférico afecta a todas nuestras actividades. Por otro lado, el tiempo es un condicionante en nuestra actividad diaria normal; y sobre todo en el vuelo.
El
tiempo atmosférico juega un papel importante en el desarrollo del trabajo de los controladores, de ahí que sea necesario conocerlo.
Propósito
Esta
Objetivos
La atmósfera; su composición y estructura. El calor, la humedad y los procesos térmicos en la atmósfera. Las nubes; clasificación y abreviaturas. Instrumentos de medida. Sistemas de presión, masas de aire y frentes. La circulación general del aire a escalas mundial, regional y local.
lección trata de familiarizar al alumno con los elementos de la atmósfera y los principios básicos del tiempo atmosférico y su evolución.
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA Definición
La atmósfera está constituida por la masa de aire que rodea la Tierra y la envuelve como una cubierta gaseosa en cuyo seno hay también partículas sólidas en suspensión (polvo, humo, aerosoles y hielo) y partículas líquidas (gotas de agua).
El Composición de la atmósfera
Aire húmedo
aire es una mezcla de varios gases.
La composición en volumen del aire seco es aproximadamente: * 78% de nitrógeno * 21% de oxígeno * 1% de otros gases.
Cuando el aire contiene una significativa proporción de vapor de agua se llama aire húmedo . En este caso, la composición del aire varía ligeramente, pero en ningún caso la proporción de vapor de agua pasa del 5% en volumen.
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA 2.1. TEMPERATURA La temperatura del aire se mide con termómetros adecuados. Las dos escalas usadas en Meteorología son:
Escala Centígrada. Punto de fusión del hielo = 0º C. Punto de ebullición del agua = 100º C. Escala Fahrenheit. Punto de fusión del hielo = 32º F. Punto de ebullición del agua = 212º F.
Se llama temperatura máxima de un día al valor más alto alcanzado; suele ser después de mediodía. La temperatura mínima es la más baja y suele tener lugar al amanecer o muy poco después. Se llama temperatura media de un día la semisuma de la máxima y la mínima. La temperatura media mensual es el promedio de las diarias de dicho mes. La temperatura en un aeródromo se mide en las inmediaciones de la pista. En un día muy caluroso y encalmado, puede haber en la pista algún grado más que en el punto donde se encuentra el termómetro. Cuando hay viento las temperaturas son bastante uniformes en el entorno de la pista. La
temperatura del aire afecta a las actuaciones de vuelo de un avión y puede ser crítica a veces en España durante el verano.
En
la atmósfera, en los 10 primeros kilómetros aproximadamente, la temperatura disminuye en general con la altura, a razón de unos 6,5ºC por cada 1.000 metros.
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA Inversiones
Sin embargo hay zonas donde la temperatura crece con la altura. Estas zonas reciben el nombre de inversiones
Las inversiones cerca del suelo se notan porque:
- Producen calimas y en general, aire encalmado. - Se desarrollan en noches claras con aire frío.
Gradiente
Sin embargo, también puede haber inversión en altura.
Es la variación de una magnitud en una determinada dirección. Así, gradiente vertical térmico o de temperatura es la disminución de la temperatura del aire con la altura.
El concepto de gradiente se aplica también a muchas magnitudes meteorológicas; así, puede hablarse de gradiente de presión, de viento etc. En las inversiones, el gradiente térmico vertical es negativo.
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA 2.2. PRESIÓN Presión del aire
La presión del aire (peso de la columna de aire encima del punto de observación) se mide con los barómetros. En Aviación se emplean principalmente dos escalas distintas de medida de la presión,
Pulgadas de mercurio. Presión normal s/l.= 29,92 Milibares o Hectopascales. Presión normal s/l.= 1013,2
La
diferencia de presión entre dos puntos permite medir alturas de vuelo en forma indirecta midiendo presiones.
En
la Aviación son empleados los baroaltímetros, instrumentos que miden la presión a bordo y mediante una escala apropiada, la convierten en valores aproximados de altitud; mediante desplazamiento de la escala puede corregirse según el valor de la presión en el suelo. Pueden usarse también altímetros radar, pero sólo se emplean para alturas relativamente bajas sobre el terreno. Sobre todo en zonas de cierta densidad de tráfico, se emplea una escala según la atmósfera standard, como se explicará más adelante.
Para
el estudio de las condiciones meteorológicas en una amplia área, es muy útil comparar las presiones simultáneas en diversos puntos de dicha área. La comparación no puede hacerse directamente porque los valores de la presión están poderosamente influidos por la altitud de cada lugar. Por ello, es necesario hacer previamente lo que se llama "reducir las presiones al nivel del mar", lo que equivale a extrapolar el valor de la presión para obtener el que teóricamente habría en el punto en cuestión, a igualdad de condiciones atmosféricas, si dicho punto se encontrara al nivel del mar. Si el punto se encuentra a una altitud mayor que el nivel del mar, que es lo más corriente, a la presión medida directamente hay que añadirle un valor, tanto mayor cuanto más alto se encuentre el punto.
Este sistema ha permitido detectar áreas de presiones altas y áreas de presiones bajas, así como sus variaciones en el tiempo y disponer de una regla sencilla de predicción, a saber:
Presión alta: Tiempo bueno. Presión baja: Tiempo malo.
Esta sencilla regla tiene sus excepciones, sobre todo en verano.
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA 2.3. ESTRUCTURA DE LA ATMÓSFERA En
Física, una pequeña muestra de gas se caracteriza, además de por su composición, por su temperatura, presión y volumen.
En
el estudio meteorológico de la atmósfera no tiene sentido la medida de su volumen, pero sí lo tiene el medir la presión y la temperatura, simultáneamente en diferentes puntos.
Dado
el tamaño de la atmósfera, es imposible que el aire tenga ni la misma temperatura ni la misma presión en todos los puntos de su masa.
La
presión disminuye con la altura, pero no lo hace de forma proporcional, sino que cerca del suelo la disminución es mucho más acusada que a niveles altos. La presión en general, es más o menos distinta entre dos puntos de la misma altura e incluso entre dos puntos del nivel del mar. distribución vertical tanto de la presión como de la temperatura permite distinguir varias zonas o capas a medida que se asciende en el seno de la atmósfera. Aquí interesan solamente las dos capas más bajas, a saber, la troposfera y la estratosfera, puesto que los vuelos tienen lugar en dichas capas.
La
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2. LA ATMÓSFERA: SU COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA 2.3.1. Troposfera La troposfera es la capa de aire que va desde la superficie de la Tierra hasta unos 11.000 m. Su límite superior tiene forma de elipsoide situado aproximadamente entre
- 25.000 y 30.000 pies sobre los Polos y - 55.000 y 65.000 pies sobre el Ecuador. y se caracteriza porque la temperatura desciende de forma casi uniforme en todo su espesor, salvo en las inversiones, como se ha dicho. La troposfera contiene casi todo el vapor de agua de la atmósfera.
2.3.2. Estratosfera
Es la capa por encima de la troposfera y se caracteriza porque:
- En ella la temperatura apenas varía con la altura, es decir, el gradiente térmico vertical es casi nulo. - Su contenido de vapor de agua es pequeño, por lo que apenas hay nubes.
2.3.3. Tropopausa Es una capa que se encuentra entre la troposfera y la estratosfera de un espesor de unos 1.000 a 2.000 metros y en la que por lo regular la temperatura aumenta ligeramente con la altura. La tropopausa está en los polos por lo regular a unos 6.000 metros o algo más de altitud; en el Ecuador llega hasta unos 15.000 metros o más.
El conocer la altura y condiciones de la tropopausa tiene especial importancia para el vuelo en sus proximidades, ya que a veces en sus inmediaciones se encuentra la llamada "corriente en chorro" y suele aparecer la CAT (Turbulencia en aire claro). Además, la distribución vertical de la temperatura hasta la tropopausa puede influir en el rendimiento de los reactores .
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3. EL CALOR, LA HUMEDAD Y LOS PROCESOS TÉRMICOS EN LA ATMÓSFERA 3.1. CALOR DEL AIRE Y DEL SUELO La atmósfera debe su calor a la radiación del Sol. La radiación solar cruza la atmósfera de arriba abajo, y APENAS CALIENTA al aire, pero Sí CALIENTA la superficie terrestre, tanto en tierra como en el mar. El aire se calienta y enfría de ABAJO ARRIBA por contacto con el suelo y posterior convección. (Movimientos verticales del aire) Por las noches, cuando no hay radiación solar, la tierra se enfría y, a la vez, enfría las capas de aire pegadas al suelo. Entonces, el enfriamiento del aire también se realiza de ABAJO ARRIBA. La diversa insolación según la estación del año y la hora del día hace que: Un
hemisferio recibe máxima radiación en los meses de julio, agosto y septiembre mientras que el otro lo hace en diciembre, enero y febrero.
Durante
el día la radiación del Sol a la tierra hace que la temperatura de la superficie aumente y durante la noche la radiación de la Tierra al espacio hace que la temperatura disminuya.
No
alcanzan la misma temperatura todos los suelos. Las rocas se calientan más que los prados o que el mar. Las pistas de un aeropuerto pueden estar 4 ó 5 grados más calientes que el terreno de alrededor y lo mismo le pasa al aire en los primeros metros de espesor.
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3. EL CALOR, LA HUMEDAD Y LOS PROCESOS TÉRMICOS EN LA ATMÓSFERA 3.2. TEMPERATURA, PRESIÓN Y HUMEDAD Temperatura y presión
Humedad
El aire, como se dijo más arriba, puede contener en su composición una determinada cantidad de vapor de agua. De hecho, sobre todo en la troposfera, siempre hay en el aire, en mayor o menor proporción, vapor de agua.
De estos parámetros atmosféricos hemos hablado ya en páginas anteriores.
muy importante notar que el aire NO admite en su seno vapor de agua en cualquier proporción. Para una presión dada, el límite máximo de vapor admisible en la mezcla es función CRECIENTE de la temperatura de la misma. Cuando el aire contiene la cantidad de agua máxima admisible se dice que está saturado.
Es
Humedad relativa
Punto de rocío
Se llama humedad relativa a un índice que refleja la relación (expresada en %) entre la cantidad de vapor de agua que realmente tiene el aire a una determinada temperatura y la cantidad máxima que puede admitir a esa misma temperatura. Así, 100 % de humedad relativa significa aire saturado. Se llama punto de rocío a la temperatura a la cual habría que enfriar el aire para saturarlo, sin añadir más agua.
De lo anterior se desprende que cuando la temperatura del aire desciende hasta el valor del punto de rocío, el aire se satura y la humedad relativa vale el 100 %.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS Formación de nubes
En
esta misma lección se dijo que el aire normalmente contiene agua en forma de vapor en cantidades inferiores o iguales a su límite de saturación. Este vapor procede de la evaporación en el aire del agua líquida del mar o de los ríos y lagos. La evaporación del agua es una fase del ciclo del agua en la naturaleza; evaporación, aire húmedo, condensación y formación de nubes, precipitaciones y vuelta del agua al suelo o mar.
Es importante recordar que: - El motor que dispara el ciclo es el caldeo y enfriamiento de la superficie terrestre o el mar. - Para que tenga lugar la condensación o la sublimación, el aire tiene que estar saturado.
Para
que el aire se sature hace falta o bien aumentar el contenido en vapor de agua por evaporación o bien enfriarlo hasta el punto de rocío o ambas cosas a la vez; sin embargo, en la atmósfera el enfriamiento es el proceso más frecuente en la condensación del vapor de agua.
Es
relativamente frecuente que en la atmósfera las gotitas de agua al ser enfriadas debajo de 0ºC permanezcan en estado líquido, a veces hasta -20ºC. Se dice entonces que el agua está en subfusión. Este fenómeno tiene particular importancia en la formación de hielo en los aviones.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS la naturaleza hay cuatro procesos clásicos capaces de enfriar el aire hasta la saturación, a saber:
En
- Aire moviéndose sobre superficies muy frías. - Aire quieto sobre una superficie muy fría. - Expansión y consiguiente enfriamiento del aire en una columna de aire ascendente (Convección) o en una superficie frontal. -Ascenso forzado del aire en una ladera. La expansión y enfriamiento convectivo y el frontal son los más frecuentes de los procesos arriba mencionados. Es decir, las grandes condensaciones en la atmósfera, se originan a consecuencia de grandes ascendencias. En este tipo de procesos el aire que se eleva apenas intercambia calor con el aire circundante, por lo que el proceso se llama "adiabático", es decir, sin pérdida ni ganancia de calor.
4.1. LA PRECIPITACIÓN. SUS CLASES
La precipitación tiene lugar cuando las gotas de agua líquida o los cristales de hielo crecen de tamaño y la atmósfera no puede mantenerlos en suspensión y caen. Según sea la altura a que ha comenzado y la distribución de temperaturas del aire por donde pasa en su descenso, la precipitación será de agua, nieve, aguanieve, lluvia helada, granizo o pedrisco. Cuando la precipitación se inicia y cesa bruscamente, es relativamente intensa y de no mucha duración, se llama chubasco. Puede ser de agua o nieve. La precipitación que vuelve a evaporarse antes de alcanzar el suelo recibe el nombre de virga.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.2. CLASES DE NUBES Las nubes son formaciones de gotas de agua líquida y/o de cristales de hielo que se mantienen suspendidas en el aire.
Las
nubes se han clasificado en CUATRO CLASES y sus nombres llevan una serie de prefijos y sufijos que se añaden para facilitar su identificación.
Las
cuatro familias de nubes son:
nubes altas nubes medias nubes bajas nubes de desarrollo vertical.
El prefijo nimbo y el sufijo nimbus significan "con lluvia" El prefijo fracto significa "en fragmentos". El prefijo alto se emplea para designar los altocúmulos y los altostratos.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.2.1. Nubes altas
Estas
nubes se llaman así porque están situadas entre los 20.000 y los 35.000 pies de altura, por regla general. Están formadas por cristales de hielo. Los tipos más característicos son: Cirros
Cirrocúmulos
Cirrostratos
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.2.2. Nubes medias Estas
nubes están situadas a alturas comprendidas entre los 6.000 y los 23.000 pies aproximadamente. Están formadas en su mayor parte por gotas de agua, muchas de las cuales están "superenfriadas o en subfusión"; a veces, también cristales de hielo. Los tipos más característicos son: Altostratos
Altocúmulos
Nimbostratos
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.2.3. Nubes bajas Las
bases de estas nubes están a alturas que varían desde casi el suelo hasta los 6.500 pies aproximadamente y normalmente están formadas solamente por gotas de agua líquida. Los tipos más característicos son: Estratos, Estratocumulos, Cúmulos de buen tiempo. Estratos
Estratocúmulos
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS Cúmulos de buen tiempo
4.2.4. Nubes de desarrollo vertical Estas
nubes tienen sus bases a niveles muy variables, entre los 1.000 y los 10.000 pies y sus cimas pueden alcanzar, en algunos casos, la tropopausa. Se desarrollan cuando la atmósfera es inestable o lo que es lo mismo, tiene gran facilidad para los movimientos verticales
Cumulonimbus
Grandes cúmulos
Estas
nubes ascienden en general muy deprisa y cuando llegan a la tropopausa se coronan de una masa de cristales de hielo que se denomina yunque por la forma que asemeja vista desde el suelo. Estas nubes muy frecuentemente dan lugar a tormentas y por lo regular, a chubascos, es decir, precipitaciones intensas y de duración que no suele exceder de una hora.
Son nubes de gran desarrollo sin llegar a cúmulonimbus.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.3. ABREVIATURAS Nubes altas
Ci Cs Cc
Nubes medias As Ac
Cirros Cirrostratos Cirrocúmulus Altostratos Altocúmulos
Nubes bajas
Cu Sc St Fs
Cúmulos Estratocúmulos Estratos Fractostractos
Nubes de desarrollo vertical
Cb Tc
Cumulonimbos (Towering cumulus) Cúmulos desarrollándose
Otras nubes
Ns
Nimbostratos. Pueden ser nubes bajas o medías según la altura de su base, nunca altas.
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4. LAS NUBES: CLASIFICACIÓN Y ABREVIATURAS 4.4. SÍNTESIS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE NUBES
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5. INSTRUMENTOS DE MEDIDA 5.1. MEDIDA DE LOS PARÁMETROS ATMOSFÉRICOS Instrumentos meteorológicos
Para el estudio de los fenómenos atmosféricos es necesario disponer de medios de observación en forma continuada de los diferentes parámetros atmosféricos.
Estos parámetros miden: Por
lectura directa en termómetros, barómetros, higrómetro (para la humedad) y anemómetro (viento).
Mediante
registro continuo y gráfico, en termógrafos, barógrafos, higrógrafos, anemógrafos, etc.
Mediante
registros especiales cuando el parámetro a medir varía mucho entre puntos relativamente cercanos. Por ejemplo; los transmisómetros que miden la RVR y los detectores de Windshear, ambos se estudian más adelante.
La
evolución técnica va imponiendo técnicas de medida digital y de presentación a distancia.
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5. INSTRUMENTOS DE MEDIDA 5.2. ALTIMETRÍA Y ERRORES DE ALTITUD. ATMÓSFERA ESTÁNDAR INTERNACIONAL ISA. ISA
Las
continuas fluctuaciones de la presión y la temperatura en la atmósfera suponen un inconveniente para los operadores de aeronaves. A fin de evitarlo se han definido, tras medidas exhaustivas en todas las latitudes, estaciones del año y alturas, unos valores medios que permiten disponer de un modelo de atmósfera de aire seco, llamada atmósfera ISA.
Los
valores atmosféricos medios a que antes nos referíamos son, entre otros:
Altitudes y errores
Temperatura en la superficie al nivel medio del mar: 15ºC. ó 50 ªF. Presión en la superficie al nivel medio del mar: 29.92 pulgadas de mercurio ó 1013,2 milibares o hectopascales. Gradiente térmico en la troposfera: 2º C. por cada 1.000 pies de elevación.
Tropopausa a 11.000 metros (aprox. 37.000 pies)
Temperatura de la estratosfera. - 57 ºC.
Los
altímetros de los aviones en realidad son barómetros, reglados de acuerdo con la atmósfera ISA.
Cuando
la distribución vertical de presión y temperatura coinciden con la ISA, los altímetros marcan alturas reales. Cuando, por el contrario, la presión en el suelo es inferior a la normal, sobre todo, si además, la atmósfera está muy fría, los altímetros de a bordo marcan alturas inferiores a las reales.
A
grandes rasgos se puede aceptar una desviación en altura de 9m por cada mb de la presión.
Para
poder hacer comparables los valores de la presión medida en el suelo hay que suponer que todos los observatorios están al nivel del mar. Eso se consigue corrigiendo convenientemente las presiones leídas según la altura del observatorio.
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES 6.1. EL VIENTO Y LA DISTRIBUCIÓN DE PRESIONES 6.1.1. Viento La
diferencia de presiones entre dos puntos A y B, situados a la misma altura, crea un empuje horizontal capaz de mover el aire. Se llama viento a dicho movimiento horizontal. Esta diferencia de presiones puede variar con la altura, por eso, en alturas distintas puede haber vientos diferentes. La diferencia de presiones entre dos puntos dividida por la distancia entre ambos se llama gradiente de presión.
Conviene
tener muy presente que todo cuerpo que se mueve en o sobre la superficie de la tierra, experimenta, por causa de la rotación de la misma, un desvío lateral, a la derecha en el Hemisferio Norte y a la izquierda en el Hemisferio Sur. Este efecto es de suma importancia en el movimiento de las masas de aire. Se denomina “Efecto Coriolis”.
6.1.2. Anticiclones Aquellas
zonas donde la presión en el suelo es mayor que en su entorno se llaman anticiclones. En esas zonas prevalecen amplios y lentos movimientos descendentes del aire. Se caracterizan por:
Vuelo con pocas nubes, buena visibilidad de día y escasa turbulencia. Giro del viento en el sentido de las agujas del reloj, en el hemisferio Norte y al contrario en el hemisferio Sur. El aire descendente favorece la disipación de las nubes por lo que, en general, el tiempo es bueno. Por excepción, las nieblas invernales suelen producirse en anticiclones muy persistentes.
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES 6.1.3. Bajas, borrascas o depresiones Las
bajas o depresiones, también llamadas borrascas, son zonas donde la presión es más baja que en su entorno exterior. Generalmente se forman en amplias zonas donde el aire converge en las capas bajas, asciende y se dispersa en las capas altas. Este efecto de “succión” es el causante de que baje la presión en el suelo. El vuelo en las áreas de borrasca se caracteriza por nubes bajas, visibilidad restringida y turbulencia. El viento alrededor de las bajas gira en sentido contrario al de las agujas del reloj en el hemisferio Norte y al revés en el hemisferio Sur. Las borrascas suelen acompañarse de malas condiciones de vuelo.
6.1.4. Isobaras Se denominan isobaras las líneas que unen puntos de la superficie terrestre que tienen la misma presión reducida al nivel del mar. Cuando se dibujan en un mapa meteorológico de superficie, permiten localizar los anticiclones y las borrascas y conocer en cada situación los vientos reinantes.
Es
importante tener presente que cuanto más próximas estén las isobaras, mayor es el gradiente de presión y mayor es la velocidad del viento.
En
Meteorología se llama loma o dorsal a la prolongación de un anticiclón y se llama surco o línea de vaguada a la prolongación de una baja.
Debido
al efecto Coriolis contra lo que parecería lógico, el viento no sopla directamente de las altas a las bajas presiones, sino que lo hace paralelo a las isobaras. En el Hemisferio Norte el viento deja a su derecha las altas presiones y a su izquierda las bajas y al revés en el Hemisferio Sur.
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES 6.2. ESQUEMA DE LA CIRCULACIÓN DEL VIENTO EN LAS ALTAS Y BAJAS PRESIONES
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES 6.3. MASAS DE AIRE: FRENTES Y FENÓMENOS ASOCIADOS Masa de aire
Se
llama “masa de aire” a un extenso contingente de aire en el cual sus propiedades (temperatura, humedad, etc.) son homogéneas consideradas horizontalmente.
Cuando
el aire está casi en calma y permanece durante semanas sobre grandes llanuras, desiertos o mares, adquiere poco a poco las propiedades de las superficies sobre las que han descansado.
Así,
una masa de aire que haya permanecido sobre el desierto del Sáhara será seca; y una masa de aire que en invierno haya permanecido sobre la llanura helada de Eurasia será una masa muy fría y relativamente seca.
Movimiento de las masas de aire
Con
Clasificación de las masas de aire.
En
frecuencia, las masas de aire se ven forzadas a abandonar su región de origen (llamada región manantial) y se desplazan hacia otras áreas geográficas. En tal caso, durante varios días conservan sus propiedades originales y muy lentamente evolucionan.
forma muy esquemática, las masas de aire se pueden dividir en “Polares” y “Tropicales” y cada una de éstas, a su vez, en “Continentales” y “Marítimas”.
Las masas continentales son siempre secas y las marítimas, húmedas. Además de las masas tropicales y polares, hay también masas de características intermedias. Superficie frontal
Cuando
Frente
La
dos masas de aire de distinta procedencia chocan, no se mezclan sino que aparece una superficie de separación que marca una discontinuidad en las variables meteorológicas. Tal superficie de discontinuidad no es vertical; permanece inclinada con el aire frío, más denso, en forma de cuña debajo del aire cálido, que es más ligero. intersección de la superficie frontal con el suelo se llama “frente”. A veces se llama impropiamente frente a la superficie frontal.
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES
Cambios al cruzar la superficie frontal
En
vuelo al atravesar una superficie frontal se notarán cambios acusados en temperatura, viento, presión y humedad. Estos cambios serán graduales o bruscos según que la línea frontal sea difusa o muy definida.
De
entre los cambios antes mencionados, los más importantes para el piloto son el cambio en el viento, en la presión y en la temperatura.
Es
importante recordar que en el suelo El borde de ataque de una masa fría se llama FRENTE FRÍO. El borde de ataque de una masa cálida se llama FRENTE CÁLIDO.
Por
regla general un frente frío se mueve más deprisa que un frente cálido. Hay casos, sin embargo, de frentes que no se mueven los cuales se llaman estacionarios.
Cuando
hay un frente frío detrás de otro frente cálido, puede ocurrir que el frío alcance al cálido. En tal caso, el frente resultante en superficie es una combinación de los dos frentes anteriores, y se denomina frente ocluido.
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES
En las figuras se representa esquemáticamente el desplazamiento de la superficie frontal.
WARM
COLD
SPF4-15
WARM
COLD SPF4-16
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6. SISTEMAS DE PRESIÓN: MASAS DE AIRE Y FRENTES Esquemas de frente ocluido y estacionario
Un frente ocluido es la composición de dos frentes cuando un frente frío sobrepasa a un frente caliente, como indica la fi gura.
WARM COOL
COOL
Un
COLD
SPF4-17
frente estacionario es un frente con poco movimiento o sin ningún movimiento.
WARM COLD
SPF4-18
Características frontales
Los frentes cálidos tienen estas características: Delante de ellos baja la presión, las nubes que les preceden son de tipo estratificado, Ci, Cs, As y Ns por este orden; delante del frente se inicia la lluvia y la visibilidad desciende, muchas veces con St bajos y bancos de niebla. Al pasar el frente, y dentro del sector cálido, la presión se mantiene casi estable, sube la temperatura y mejora la visibilidad; la nubosidad sigue siendo estratificada. Los frentes fríos se acompañan de masas de nubes alineadas, de tipo Cu y Cb, acompañadas de aguaceros o chubascos. A veces delante del frente hay una formación nubosa, acompañada de fuertes vientos (Línea de turbonada). Pasado el frente frío, sube con rapidez la presión, giran los vientos por lo regular hacia el Norte, mejora pronto la visibilidad, baja la temperatura y quedan nubes de tipo Cu más o menos desarrollados.
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7. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE A ESCALA MUNDIAL, REGIONAL Y LOCAL Si
la Tierra NO GIRASE, el gradiente de presión sería la única causa del viento, el cual crearía dos gigantescos circuitos hemisféricos convectivos ya que - El aire del Ecuador al calentarse y disminuir su densidad, ascendería. Esto provocaría una succión a bajos niveles. El aire frío de los Polos se movería en los niveles bajos hacia el Ecuador para sustituir al aire ascendente. - En niveles altos, el aire caliente del Ecuador se desplazaría hacia los Polos donde se enfriaría. Sobre los Polos habría corrientes descendentes de aire que reemplazarían al aire que se desplaza hacia el Ecuador.
Fuerza de Coriolis
Debido
a que la Tierra gira, lo anterior ya no es válido porque aparece otra nueva fuerza que actúa sobre el aire en movimiento: la fuerza de Coriolis, a la que hemos aludido antes. La fuerza de Coriolis en el hemisferio Norte desvía el aire hacia la derecha y, en el hemisferio Sur, hacia la izquierda.
La fuerza de Coriolis afecta no sólo al aire, sino que actúa sobre cualquier móvil, en especial:
- El vuelo de los aviones. - El vuelo de los pájaros. - Las corrientes marinas. Vientos alisios
En
las zonas próximas a los trópicos, los gradientes de presión suelen ser débiles y los vientos relativamente constantes en dirección e intensidad: son los vientos llamados alisios y soplan del NE en el hemisferio Norte y del SE en el hemisferio Sur. Estos vientos convergen en una amplia zona llamada “zona de Convergencia Intertropical” que generalmente no coincide con el Ecuador Geográfico. En esta zona de convergencia abundan las tormentas.
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7. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE A ESCALA MUNDIAL, REGIONAL Y LOCAL La circulación en cada hemisferio
En el hemisferio norte se pueden distinguir estas zonas o células que integran la circulación general hemisférica:
a) Zona de calmas ecuatoriales. Predominan las corrientes verticales convectivas b) Zona de altas presiones o anticiclones; suelen denominarse subtropicales. c) Zona con predominio de los vientos del Oeste. Viene a encontrarse en latitudes templadas. En ella se forman fácilmente las borrascas. d) Zona de anticiclón polar. En ambos hemisferios los esquemas son similares; ambos completan la circulación general atmosférica.
En los esquemas adjuntos se representan estos modelos de circulación.
Por supuesto, la circulación atmosférica varía de día a día y lo dicho anteriormente es un esquema sintético.
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7. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE A ESCALA MUNDIAL, REGIONAL Y LOCAL
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7. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE A ESCALA MUNDIAL, REGIONAL Y LOCAL 7.1. LA CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA A ESCALA REGIONAL Y LOCAL La Circulación regional
En ciertas regiones, debido principalmente a las características geográficas y por el desigual caldeamiento del aire, se forman, a escala regional, circulaciones que son típicas de dichas regiones.
Monzones
Brisas
Corrientes convectivas
Los llamados vientos monzones de Asia son un ejemplo de lo anterior. En invierno soplan del continente hacia el mar y son vientos muy secos. En verano, al caldearse el continente soplan desde los Océanos Índico y Pacífico hacia el continente. Son vientos muy húmedos que producen lluvias muy persistentes. Hablando con generalidad, los monzones son vientos estacionales. Son vientos a escala local que respectivamente soplan de día del mar hacia tierra (brisa de mar) y durante la noche al revés (brisa de tierra). El calentamiento del suelo es causa de movimientos verticales del aire que llamamos corrientes convectivas . El
aire inmediatamente encima del suelo caliente se caldea, se expande o hace menos denso y asciende.
El
aire ascendente se expande y enfría por lo que en algún momento volverá a descender cerrando así el ciclo.
El flujo de aire horizontal es un tipo de viento al que se llama advección.
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7. LA CIRCULACIÓN GENERAL DEL AIRE A ESCALA MUNDIAL, REGIONAL Y LOCAL 7.2. VIENTOS EN ALTURA. EL “JET STREAM” Vientos de altura
Por encima de la capa de fricción, los vientos obedecen básicamente a la distribución horizontal de las presiones y al efecto de Coriolis.
Por
esta razón, cuando se hace un sondeo vertical de viento en un punto geográfico, a bajos niveles la dirección e intensidad del viento es variable por estar influidas por el terreno.
Al
ganar altura, la dirección tiende a variar poco y la velocidad aumenta gradualmente.
“Jet Stream”
En los años 40 se descubrió una notable singularidad en la circulación de los vientos: el “Jet Stream” o “Corriente en chorro”.
Son intensas corrientes que:
Soplan a muy elevada altitud. Tienen un longitud de miles de Kms., anchura de varias decenas de Kms. y algunos miles de metros de espesor. Son persistentes, de dirección casi constante, aunque a veces pueden ondularse.
Desde
el punto de vista aeronáutico, el “Jet Stream” más importante es el “Jet Polar” que sopla de W a E entre 25.000 y 40.000 pies de altura. En verano circula por encima de los 50º N y en invierno puede descender hasta los 35º N.
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