METEOROLOGÍA

¿QUÉ ES LA METEOROLOGÍA?

La Meteorología es la ciencia encargada del estudio de la atmósfera, de sus propiedades y de los fenómenos que en ella tienen lugar. El estudio de la atmósfera se basa en el conocimiento de una serie de magnitudes, o variables meteorológicas, como la temperatura, la presión atmosférica o la humedad, las cuales varían tanto en el espacio como en el tiempo.

Cuando describimos las condiciones atmosféricas en un momento y lugar concretos, estamos hablando del tiempo atmosférico. Todos sabemos que el tiempo atmosférico es uno de los principales condicionantes de las actividades que realizamos, especialmente de aquellas que se realizan al aire libre.

ATMÓSFERA

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra, y que se adhiere a ella gracias a la acción de la gravedad. Es difícil determinar exactamente su espesor, puesto que los gases que la componen se van haciendo menos densos con la altura, hasta prácticamente desaparecer a unos pocos cientos de kilómetros de la superficie. La atmósfera está formada por una mezcla de gases, la mayor parte de los cuales se concentra en la denominada homosfera, que se extiende desde el suelo hasta los 80- 100 kilómetros de altura.

De hecho esta capa contiene el 99,9% de la masa total de la atmósfera. Entre los gases que componen la atmósfera, hay que destacar el Nitrógeno (N2), el Oxígeno (O2), el Argón (Ar), el Dióxido de Carbono (CO2) y el vapor de agua. La siguiente tabla recoge el porcentaje de volumen de aire que cada uno de ellos representa. Es importante recordar que la concentración de estos gases varía con la altura, siendo especialmente acusadas las variaciones del vapor de agua, que se concentra sobre todo en las capas próximas a la superficie.

En la atmósfera, además de la densidad y la composición del aire, también la temperatura varía con la altura. De hecho, a partir de esta variación térmica la atmósfera puede dividirse en capas. Concretamente:

Troposfera

Es la capa más baja, en la que se desarrolla la vida y la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Se extiende hasta una altura aproximada de 10 km en los polos y 18 km en el ecuador. En la troposfera la temperatura disminuye paulatinamente con la altura hasta alcanzar los -70º C. Su límite superior es la tropopausa.

Estratosfera

En esta capa, la temperatura se incrementa hasta alcanzar aproximadamente los -10ºC a unos 50 km de altitud. Es en esta capa donde se localiza la máxima concentración de ozono, “capa de ozono”, gas que al absorber parte de la radiación ultravioleta e infrarroja del Sol posibilita la existencia de condiciones adecuadas para la vida en la superficie de la Tierra. El tope de esta capa se denomina estratopausa.

Mesosfera

En ella, la temperatura vuelve a disminuir con la altura hasta los -140 ºC. Llega a una altitud de 80 km, al final de los cuales se encuentra la mesopausa. Termosfera: Es la última capa, que se extiende hasta varios cientos de kilómetros de altitud, presentando temperaturas crecientes hasta los 1000 ºC. Aquí los gases presentan una densidad muy baja y se encuentran ionizados.

Exosfera

es la capa atmosférica más distante de la superficie terrestre, En esta capa la temperatura no varía y el aire pierde sus cualidades físico–químicas similar a la del espacio exterior.

LA TEMPERATURA

Formalmente, la temperatura es una magnitud relacionada con la rapidez del movimiento de las partículas que constituyen la materia. Cuanta mayor agitación presenten éstas, mayor será la temperatura. Para medir la temperatura, tenemos que basarnos en propiedades de la materia que se ven alteradas cuando ésta cambia: la resistencia eléctrica de algunos materiales, el volumen de un cuerpo, el color de un objeto, etc.

En palabras mas sencillas es Grado o nivel térmico de un cuerpo o de la atmósfera.

El instrumento que se utiliza para medir la temperatura se llama termómetro y fue inventado por Galileo en 1593. Hay muchos tipos distintos de termómetros. El modelo más sencillo consiste en un tubo graduado de vidrio con un líquido en su interior que puede ser, por ejemplo, alcohol o mercurio. Como estos líquidos se expanden más que el vidrio, cuando aumenta la temperatura, asciende por el tubo y cuando disminuye la temperatura se contrae y desciende por el tubo.

Escala Celsius (ºC)

Fue propuesta en 1742 por el astrónomo Anders Celsius. Consiste en una división regular en 100 intervalos, donde el 0 corresponde al punto de congelación del agua y el 100 al punto de ebullición del mismo. Se expresa en grados centígrados y es la que utilizamos habitualmente.

Escala Fahrenheit (ºF)

Fue introducida en 1714 por Gabriel D. Fahrenheit y se utiliza habitualmente en Estados Unidos. El termómetro se gradúa entre 32 ºF (correspondiente a los 0ºC) y 212 º F (correspondientes a los 100ºC).

Escala Kelvin (K):

Fue introducida por Lord Kelvin en 1848 y es la escala más usada por los científicos. Es una escala que no tiene valores negativos de la temperatura y su cero se sitúa en el estado en el que las partículas que forman un material no se mueven. El punto de ebullición del agua corresponde a 373 K y el de congelación a 273 K. Por tanto, una variación de 1 grado en la escala Kelvin es igual que una variación de 1 grado en la escala Celsius.

El aire que nos rodea, aunque no lo notemos, pesa y, por tanto, ejerce una fuerza sobre todos los cuerpos debida a la acción de la gravedad. Esta fuerza por unidad de superficie es la denominada presión atmosférica, cuya unidad de medida en el Sistema Internacional es el Pascal (1 Pascal = 1N/m2).

La presión atmosférica depende de muchas variables, sobre todo de la altitud. Cuanto más arriba en la atmósfera nos encontremos, la cantidad de aire por encima nuestro será menor, lo que hará que también sea menor la presión que éste ejerza sobre un cuerpo ubicado allí.

Pero la presión atmosférica, además de la altitud, depende de muchas otras variables. La situación geográfica, la temperatura, la humedad y las condiciones meteorológicas son sus principales condicionantes. Precisamente la relación que existe entre la presión atmosférica y el tiempo en un lugar hace de ésta una variable fundamental en la información meteorológica.

Una turbulencia atmosférica es una agitación de la atmósfera, que se aprecia capa, próxima al suelo y de espesor variable; se caracteriza por un cambio repentino de dirección e intensidad del viento en una corta distancia en sentido vertical. Frecuentemente se clasifican las turbulencias según la causa que las origina:

  • Turbulencia mecánica, ocurre cuando obstáculos tales como edificación, terreno irregular o árboles intervienen con el flujo normal del viento.
  •  Turbulencia convectiva, denominada también turbulencia termal, es un fenómeno típico de las horas diurnas, con buen tiempo; se forma por el paso de aire frío sobre las masas de aire caliente o cuando por efecto de radiación solar en el suelo calienta las masas de aire.
  •  Turbulencia frontal, se genera al paso de un frente frío que se desplaza rápidamente, ocasiona ráfagas de hasta 1000'/m y se le conoce también como ráfagas pre-frontales. Algunos tipos comunes de turbulencia son: Estela turbulenta, se produce por la diferencia entre el intradós y el extradós del perfil alar que forma dicho fenómeno.
  •  Turbulencia de aire claro o sus siglas en inglés CAT (Clear Air Turbulence): Tipo de turbulencia importante que ocurre a partir de los 15.000 pies; sus características son: sin indicaciones físicas como polvo partículas etc., ocurre por la interacción de diferentes capas de aire con diferentes velocidades asociadas a corrientes convectivas se asocian con unos tipos de vientos llamados jetstream.
  • Ondas de montaña es causado principalmente por turbulencia orográfica el aire frente a un flujo laminar del lado de barlovento (antes de la montaña) al lado de sotavento (después de la montaña) el cual se forma turbulento creando este tipo de ondas; este tipo de fenómeno requiere vientos mayores a los 20 nudos para que se forme.

El viento consiste en el movimiento de aire desde una zona hasta otra. Existen diversas causas que pueden provocar la existencia del viento, pero normalmente se origina cuando entre dos puntos se establece una cierta diferencia de presión o de temperatura. En la atmósfera, existe una relación directa entre presión y viento, lo que hace que los mapas de isobaras, que representan los valores de la presión atmosférica, contengan amplia información sobre la velocidad y dirección del viento. ¡Sólo hace falta saber interpretarlos!.

Tipos de Vientos

Vientos planetarios

Suceden como consecuencia del movimiento de terrestre. Estos vientos circulan ocupando grandes extensiones de la superficie de la Tierra, donde se caracterizan por mantener su constante dirección y facilitar así el transporte de gran cantidad de energía calórica.

Vientos regionales

Son aquellos en los que su dirección no permanece constante, sino que cambia de acuerdo a las estaciones del año, aunque a veces también pueden cambiar dependiendo el momento del día, y les da la característica de periodicidad.

3) Vientos locales, que son precisamente locales, es decir, que se sienten en un área de la Tierra y, por lo general, se rigen por las grandes masas de agua que atraviesan.

Para mi uno de los mas importantes es el Wind Shear o El cizallamiento del viento es un fenómeno meteorológico de microescala que ocurre a una distancia muy pequeña, pero puede asociarse con características meteorológicas de mediana escala , tales como líneas de ráfagas y frentes fríos. Se observa comúnmente cerca de las tormentas , los frentes y bajo nivel, cerca de las montañas.

¿Cómo se mide el viento?

Para poder disponer de medidas directas de velocidad y dirección del viento, los meteorólogos utilizan distintos instrumentos de medida:

A

Medida de la velocidad horizontal del viento: el instrumento más utilizado es el anemómetro de cazoletas (el que el giro de las mismas es proporcional a la velocidad del viento. La unidad de medida es el km/h o el m/s.

B

Medida de la dirección: para ello se utilizan las veletas, que indican la procedencia geográfica del viento. Hablamos de viento norte, noreste, suroeste, etc. en función de dónde provenga éste.

VELOCIDAD DEL VIENTO

HUMEDAD

El agua es uno de los principales componentes de la atmósfera, en la que puede existir como gas, como líquido, y como sólido. La presencia del agua en los tres estados de agregación se debe a que las condiciones físicas (temperatura y presión) necesarias para que se produzcan dichos cambios de estado se dan normalmente en la atmósfera.

La humedad es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire. Esa cantidad no es constante, sino que dependerá de diversos factores, como si ha llovido recientemente, si estamos cerca del mar, si hay plantas, etc. Existen diversas maneras de referirnos al contenido de humedad en la atmósfera:

  • Humedad absoluta: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en 1m3 de aire seco.
  • Humedad específica: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en 1 kg de aire.
  • Razón de mezcla: masa de vapor de agua, en gramos, que hay en 1 kg de aire seco.

Los instrumentos de medida de la humedad por lo general se basan en las mediciones de alguna otra magnitud como la temperatura, la presión, la masa o un cambio mecánico o eléctrico en una sustancia cuando absorbe la humedad. Mediante la calibración y el cálculo del funcionamiento del higrómetro, una vez conocidas estas otras magnitudes es posible deducir la medición de la humedad. Los dispositivos electrónicos modernos usan la temperatura de condensación (el punto de rocío), o cambios en la resistencia eléctrica para medir las diferencias de humedad.

El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza acondensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.

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Precipitación

En meteorología, la precipitación es cualquier forma de Agua atmósfera y llega a la superficie terrestre. Este fenómeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero no incluye la neblina ni rocío, que son formas de condensación y no de precipitación. La cantidad de precipitación sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviométrico.

El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación. Se usa para medir la cantidad de precipitaciones caídas en un lugar durante un tiempo determinado.

La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura (o equivalentemente en litros por metro cuadrado).

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Tormenta

Una tormenta es un fenómeno caracterizado por la coexistencia próxima de más masas de aire de diferentes temperaturas. Este contraste asociado a los efectos físicos implicados desemboca en una inestabilidad caracterizada por lluvias, vientos, relámpagos, truenos,rayos y ocasionalmente granizos entre otros fenómenos meteorológicos.

Aunque científicamente se define como tormenta a aquella nube capaz de producir un trueno audible, también se denominan tormentas en general a los fenómenos atmosféricos violentos que, en la superficie de la tierra están asociados a lluvia, hielo, granizo, electricidad, nieve o vientos fuertes que pueden transportar partículas en suspensión como la tormenta de arena o incluso pequeños objetos o seres vivos.

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Visibilidad

El concepto básico es la cualidad perceptible, que permite ver objetos a una determinada distancia. A menor visibilidad peor se verán objetos a la lejanía, mientras que a mayor visibilidad se verán mejor objetos lejanos.

Ciertas condiciones climáticas, como la niebla, pueden reducir considerablemente la visibilidad. Se considera niebla cuando la visibilidad es menos a 2 km. En casos de niebla espesa la visibilidad puede verse reducida a pocos metros de distancia, haciendo casi imposible tareas como el conducir. Cuando la visibilidad es menor a 10 km, se está en presencia de neblina si la humedad relativa es mayor al 80%, y de bruma si es menor que

Cálculo de visibilidad

La capacidad de cuantificar la visibilidad es importante para planificar y apoyar las operaciones aéreas. Es por ello que los aeropuertos consideran dos tipos de cálculo de visibilidad:

  • Visibilidad meteorológica, que es la capacidad que se tiene para ver en cualquier punto cardinal los obstáculos que lo rodean, en una distancia previamente conocida. Esta forma de medición se distingue con la sigla MOR (del inglés: Meteorological Optical Range, "rango óptico meteorológico"). Para obtener el nivel de visibilidad con esta técnica, es preciso fijar un punto de observación, donde se establece la distancia con los obstáculos más cercanos (casas, árboles, cerros, etc.), sirviendo como referencia en una situación de reducción de visibilidad.
  • Rango visual de pista (en inglés: RVR, Runway Visual Range), la específica, pues está orientada a la visibilidad en las pistas de aterrizaje, proyectándola al piloto en el momento de aterrizar o despegar. La visibilidad estará orientada en el sentido de pista de aterrizaje. Las luces de la pista son un ingrediente a considerar para esta técnica, ya que estas ayudas visuales permiten mejorar considerablemente la visibilidad en momentos de restricción de la misma (Ej. neblina, niebla, lluvia, nieve o bruna).

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Nubes

Una nube es un hidrometeoro que consiste en una masa de nieve o gotas de agua microscópicas suspendidas en laatmósfera. Las nubes dispersan toda la luz visible y por eso se venblancas. Sin embargo, a veces son demasiado gruesas o densas como para que la luz las atraviese, cuando esto ocurre la coloración se torna gris o incluso negra. Considerando que las nubes son gotas de agua sobre polvo atmosférico y dependiendo de algunos factores, las gotas pueden convertirse en lluvia, granizo o nieve. Las nubes son unaerosol formado por agua evaporada principalmente de los océanos.

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Created By
KEVIN CORNET
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