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ATMOSFERA
La atmosfera representa el dispositivo por medio del cual la energía solar se transforma en lo que conocemos como “tiempo”.
El “tiempo” es la resultante en un instante dado de un conjunto de variables (presión, temperatura, humedad, viento etc ) que pueden ser expresadas y relacionadas matemáticamente a través de la física matemática.
COMPOSICION
La atmosfera es una mezcla de gases que lleva además una mezcla de cuerpos sólidos y líquidos.
Hasta los 35 Km la composición es la siguiente:
Nitrógeno 78%
Oxigeno 21%
El resto se compone de anhídrido carbónico y otros gases como (helio, neón, xenón etc) y vapor de agua. El vapor de agua juega un papel decisivo en el comportamiento de la atmosfera. El vapor de agua a diferencia de los gases aparece en cantidades sumamente variables y disminuye rápidamente con la altura y cesa entorno a los 15 km.
En cuanto a las partículas:
Las liquidas son gotas de agua que constituyen las nubes y las precipitaciones (una nube no es más que una suspensión coloidal en el seno del aire)
Los sólidos son partículas de sales marinas de las regiones oceánicas, polvo, residuos de combustión etc.
Ambas clases se encuentran en las capas bajas. En las altas se encuentran cristales de hielo y partículas radioactivas.
Entre los 70 y los 130 km los rayos ultravioletas rompen las moléculas de Oxigeno causando un aumento del mismo y a partir de los 300km a causa de la ionización aumenta el nitrógeno y disminuye el oxígeno.
DIVISION POR ESTRATOS
Conceptos:
Estratos : Troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera y exosfera
Estratos de transición : Limites que separan los estratos: Tropopausa , estratopausa, mesopausa siendo de todos ellos el ms importante la tropopausa para el pronóstico del tiempo. Estratos:
Troposfera: De 0-9 Km en los polos, de 0-11 Km en latitudes medias y de 0-15 Km en el ecuador.
En ella tienen lugar los fenómenos que constituyen lo que conocemos como “tiempo”.
Podemos distinguir en ella dos capas:
Capa perturbada baja , en la cual la temperatura varía con la altura de una manera bastante irregular.
Alta Troposfera : Decrecimiento bastante más regular de la temperatura, unos 6 grados cada 1000 metros. Estratosfera: Es la capa situada entre los limites superiores de la troposfera y los 30 Km.
Es isoterma en sentido vertical (la altura), esto es que cambia poco la temperatura, pero no es isoterma es sentido horizontal ya que varía según la latitud.
Contrariamente a la troposfera los polos están menos frios que en el ecuador.
Mesosfera: La capa o estrato comprendida entre el límite de la estratosfera a unos 30 Km y los 80Km de altitud.
Se caracteriza por su alto contenido en Ozono y su estructura térmica de temperaturas crecientes llegando a alcanzar un máximo de +80C a los 60 km de altitud, este recalentamiento es debido a la absorción de los rayos
Como vemos en el dibujo entre las distintas capas existen fallas entre la tropopausa polar, tropical y ecuatorial por las que circulan grandes corrientes de viento.
Por estas fallas discurren las llamadas “corrientes en chorro” (jet stream), verdaderos ríos de viento de importancia decisivas en la formación de las depresiones en la zona templada. Forman la espina dorsal de la circulación atmosférica.
FORMAS TORMENTOSAS
Chubascos: Precipitación acuosa caracterizada por su comienzo y fin brusco, por las variaciones violentas y rápidas de su intensidad y especialmente por el aspecto del cielo en que alternan en rápida sucesión nubes amenazadoras (Cb) con claros de corta duración. Los chubascos suelen ir precedidos de variaciones también bruscas en la intensidad y dirección del viento. Pese a su breve duración la cantidad de agua producida por un chubasco suele alcanzar 1 mm por minuto.
Tornado: Consiste en un violento remolino de aire que se caracteriza por una nube en forma de cono invertido que parece estar suspendida de un enorme cumulonimbo. Suele ir acompañado de intensa lluvia o granizo y a veces de rayos y relámpagos.
Los vientos giran en el sentido contrario a las agujas del reloj (HN) y a la inversa en el (HS). Su diámetro oscila entre unas decenas de metros a 1500m (siendo normalmente de unos 300m) .En su interior se desarrollan vientos de ms de 200 nudos.
Dentro del remolino hay una enorme disminución de presión de más de 300mb esto implica unos enormes gradientes de presión que solo pueden ser equilibrados por la fuerza centrífuga del aire moviéndose a gran rapidez en trayectorias de pequeña curvatura.
Su velocidad unos 20-35 nudos en dirección NE (Hn) y SE (Hs)
Son más frecuentes en primavera y en verano y suelen formarse a última hora de la tarde.
Su formación requiere una convección violenta entre dos masas de aire de temperaturas muy diferentes Tienen lugar en la línea de vaguada de una depresión en forma de V.
Se suelen formar en EEUU al este de las montañas rocosas, más frecuentemente en los valles del alto Mississippi y del Missuri. La razón es el contacto del aire templado y húmedo del golfo entra en contacto con el aire que se desplaza hacia al sur proveniente del norte de Canada.
Tromba marina.
Fenómenos eléctricos acústicos y ópticos.
Visibilidad: Es el grado de transparencia del aire, esto es la mayor o menor distancia a la que pueden divisarse los objetos. La medición de la visibilidad consiste en determinar la distancia máxima a la que pueden apreciarse las características principales de los objetos Influyen en la visibilidad la mayor o menor intensidad de iluminación, la hora del día del estado del cielo y la posición relativa del observador las siguientes:
- contra el viento la visibilidad es mejor
- con respecto a la estación del año Mayo y siguientes son los meses de mejor visibilidad y la mínima en Diciembre y Enero.
- En cuanto a la humedad relativa, cuando esta es mínima proporciona un máximo de visibilidad.
- La visibilidad depende también del gradiente vertical, cuanto mayor es mejor es la visibilidad pues impide el depósito de partículas oscurecedoras en las capas bajas.
Polvo desértico: En los desiertos y en zonas áridas lo visibilidad puede quedar reducida a consecuencia del polvo o arena en suspensión que flota en la atmosfera. Dicho polco puede ser transportado a alturas y distancias variables. Este fenómeno se califica científicamente como “litometeoro” y se conoce como tempestad de polvo o de arena. Se observa con frecuencia frente a la costa occidental de África nubes de polvo procedentes del Sahara.
Nitidez del horizonte: La nitidez con que se recortan sobre el horizonte los objetos o los accidentes geográficos o la propia separación entre mar y cielo que tanta importancia tiene en el correcto tangenteo del sol o estrellas a la hora de tomar su altura ha sido siempre de interés capital para los navegantes de todos los tiempos. Atendiendo al grado de nitidez se establecido mediante adjetivos esta clasificación:
- Claro o despejado: Grado máximo de nitidez
- Tomados: Cuando a consecuencia de las nubes o de la bruma queda la línea del horizonte parcialmente difuminada.
- Cerrados: Cuando el horizonte se presenta totalmente cubierto por niebla cerrada o nubes oscuras que no permiten distinguir la línea que separa el mar y el cielo.
Espejismos: El espejismo es una refracción anormal de la luz en el aire producida por una irregular distribución de la densidad de las capas aéreas.
Espejismo de altura: Cuando el aire situado sobre la superficie de la tierra es anormalmente frio, su densidad disminuye rápidamente con la altura modificando su índice de refracción y la luz procedente de los objetos situados por debajo del horizonte se recurva y llegan al observador que normalmente no debería verlos.
Espejismo superior: Se produce por circunstancias similares al anterior, una rápida disminución de la densidad del aire con la altura. Debido a la enorme refracción resultante el objeto situado bajo el horizonte puede aparecer proyectado sobre el cielo en posición invertida. A veces puede aparecer el propio objeto junto con su imagen invertida y otras aparece una segunda imagen reflejada por encima de la primera. Espejismo inferior: Rara vez se observa en los océanos pero es frecuente en superficies terrestre excesivamente recalentadas. Este calentamiento produce un enrarecimiento del aire situado inmediatamente encima del suelo. Los rayos luminosos procedentes del cielo u objetos luminosos en vez de proyectarse hacia abajo se recurvan hacia arriba
Halo: Un anillo luminoso con centro en el sol o en la luna, que suele ser blanquecino. Los halos solares o lunares se forman por la refracción de la luz del astro en los cristales de hielo de las nubes altas. Los únicos halos
Rayo verde: A la puesta de sol un pequeño segmento que constituye la parte superior del disco solar que es el último en desaparecer puede volverse de un color verde esmeralda o verde azulado. Este fenómeno dura solo una fracción de segundo.
Rayo, relámpago y trueno: Cuando el aire es muy inestable y se desarrollan intensas corrientes verticales se forman nubes de gran espesor. La gran convección que tiene lugar en el interior de estas nubes provoca el establecimiento de cargas eléctricas que alcanzan diferencias de potencial enormes que pueden dar lugar a descargas eléctricas en la misma nube entre varias nubes o entre la nube y la tierra.
Cuando la diferencia de potencial es suficiente saltan chispas y se origina el rayo (el destello propiamente dicho), el relámpago es el fenómeno luminoso que acompaña al rayo y el trueno es el fenómeno sonoro producido por la súbita expansión e inmediata contracción del aire calentado a lo largo de la trayectoria del rayo.
Fuego de San Telmo: Frecuentemente con tiempo tormentoso en la mar, se puede desarrollar una gran diferencia de potencial eléctrico entre el buque y el aire o las nubes. Esta concentración de electricidad estática tiende a descargarse por los extremos puntiagudos tales como los topes de los mástiles o las extremidades de las vergas. Se manifiesta en forma de gallardete luminoso de varios centímetros de varios centímetros o como una especie de resplandor que envuelve el extremo del mástil y desaparece con una explosión sorda. Su descarga es totalmente inofensiva.
SISTEMAS GENERALES DE VIENTOS
Frente: Entendemos por frente una discontinuidad del campo de temperaturas, unida a una línea de convergencia en el suelo.
Frente Polar: Durante la primera guerra mundial la escuela noruega Bjerknes descubrió el llamado frente polar y su decisiva importancia en las latitudes medias. Como elementos separadores de masas solo cabe pensar
Zona de convergencia intertropical: Es la más importante de las de las líneas de convergencia, se denomina ITCZ (Intertropical convergence zone), que separa el aire ecuatorial del hemisferio norte de su homónimo del sur.
Su origen se debe a extraordinario calentamiento en las bajas latitudes, que conlleva una elevación del aire en las proximidades del ecuador acudiendo a él para mantener el tiro de chimenea aire de los dos hemisferios” los alisios”, cuya convergencia provoca la llamada ITCZ.
La ITCZ no es un cinturón continuo alrededor de la tierra, aunque si lo es el surco de bajas presiones sobre el que se encuentra. Su posición varía con la estación del año y con la distribución de los continentes y océanos.
En el verano boreal la ITCZ avanza hacia el norte, en las inmediaciones occidentales de los continentes quedando íntegramente en el hemisferio norte.
En el invierno boreal la ITCZ se desdobla en dos ramas, ambas en el hemisferio sur, fenómeno que se conoce como desdoblamiento de la línea de convergencia intertropical. La más septentrional de ambas ramas (NITC línea de convergencia intertropical norte) se encuentra situada un poco más al sur del ecuador, entre el océano indico y nueva guinea. Mientras que la rama meridional (SITC línea de convergencia intertropical sur) se extiende entre Madagascar y las islas Salomón, acercándose al ecuador en la mitad oriental del océano indico.
Los vientos que convergen sobre la ITCZ siempre son e componente E (alisios del NE y alisios del SE) y cuando estos cruzan el ecuador se recurvan por efecto de la fuerza desviadora Coriolis se recurvan y así los del sur que pasan el ecuador pasan a ser del SW y los del norte que pasan al sur pasan a ser del NW
DISTRIBUCION DE PRESIONES Y VIENTOS
En el verano boreal e invierno austral se invierte el esquema como puede verse en la figura
En el hemisferio boreal desaparecen los anticiclones continentales viéndose reemplazado por zonas de bajas presiones
Los anticiclones marítimos se refuerzan y se expanden En el hemisferio austral vemos como las condiciones son invernales, desaparecen las bajas presiones y son sustituidas por una franja de altas presiones que circunvala la tierra y es análoga de la franja anticiclónica del invierno boreal
Resumen
Invierno boreal – verano austral
- Cinturón de bajas presiones ecuatoriales
- Faja anticiclónica subtropical con potentes anticiclones en el norte y menos acusados en el sur
- Una faja depresionaria con dos mínimos definidos en el norte y sin ellos en el austral
- Máximos relativos en los polos
Verano Boreal – invierno austral
- Cinturón de bajas presiones ecuatoriales
- Se rompen las fajas anticiclónicas y se crean potentes anticiclones marítimos separados por depresiones calidad
- Las depresiones marítimas de altas latitudes se reducen notablemente y no advirtiendo depresiones cerradas en el hemisferio sur
Los alisios pueden alcanzar las cercanía de la tropopausa so be el ecuador pero a medida que nos dirigimos al polo su espesor vertical va siendo menor de manera que entre los 20 -35 de latitud desaparecen a estos vientos alisios en altura también se les conoce como protoalisios o deep trades.
Alisio invernal Asiático: La variación estacional de distribución de la presión rompe la faja sobre el océano índico generando en su lugar el llamado régimen de monzones.
No obstante en invierno puede hablarse de alisios en el índico norte ya que se trata de un viento del NE. En la citada estación se forma sobre Asia un extenso anticiclón siberiano (aire denso y frio) pero en verano se ve sustituido por una zona de bajas presiones térmicas con lo que se invierte la circulación dando origen al monzón del SW. En consecuencia los alisios o monzón del NE solo aparece en el índico con carácter periódico (estación invernal).
Monzones: Hay que distinguir en meteorología dos conceptos; Flujo monzónico y Monzón continental.
Flujo Monzónico: tiene ligar solamente en latitudes intertropicales y se define como una corriente de Alisios (de componente E) que han cruzado el ecuador y debido a la fuerza coriolis que obra hacia el lado opuesto de la trayectoria que en el hemisferio de origen recurvan su derrota presentando un componente de W.
Monzón Continental: Una corriente a gran escala que cambia periódicamente de sentido y es causada por el contraste térmico entre una masa continental y un océano.
El monzón continental sopla de la tierra al mar en invierno(altas presiones sobre la tierra) y del mar a tierra en verano(bajas presiones sobre la tierra)
