Regístrate para disfrutar de todo el contenido gratis
¿Nuevo en aulanautica? ¡Regístrate!

2. Meteorología


Índex

Unidad Teórica 2. METEOROLOGÍA.


Líneas isobáricas: en los mapas de información meteorológica se trazan líneas con la misma presión atmosférica que se denominan isobáras. Estas se representan con una separación de 4 milibares. La presión media normal de estos mapas toma la presión normal a nivel del mar como base (760 mm ≈ 1.012 mb ), considerando altas y bajas presiones las que superan o no llegan a este valor.

Vemos claramente que en una atmósfera en equilibrio las superficies isobáricas serían horizontales.


Supongamos que sean éstas p₁, p₂, p₃….. Las fuerzas actuantes sobre la masa de aire, representada como un círculo de color azul, son por un lado la resultante de las presiones F1 y el peso de la masa de aire F2.

Dichas fuerzas deben equilibrarse, resultando la ecuación de la estática atmosférica, en la cual la condición de equilibrio de la atmósfera exige que el gradiente vertical de presión ∇p se iguale con el peso específico del aire ρg .

F₁ = F₂ ⇒ ∇p = ρg


En este caso no se producirán aceleraciones sobre la masa de aire y no habrá viento.

Veamos ahora el caso en el que las isóbaras , son oblicuas, con lo que el gradiente de presión se descompone en sentido vertical y horizontal. p₁ , p₂ , p₃…….. La componente vertical será capaz o no de compensar el peso específico del aire, produciéndose, en este último caso, movimientos verticales de la masa de aire. Sin embargo, la componente horizontal no tiene ninguna fuerza que la contrarreste, por lo que la masa de aire se verá empujada en la dirección de dicho gradiente horizontal de presión, yendo desde las altas a las bajas presiones y produciéndose viento.



Un frente no es ni más ni menos que la línea imaginaria de separación entre dos masas de aire de características diferentes. dependiendo de su lugar de origen existen en la atmósfera diferentes masas de aire: masas de aire polar, tropical, árticas…. cuando estas masas de aire se desplazan, el lugar donde se encuentra la zona de contacto entre ellas es lo que se denomina frente.

Las masas de aire tienen entre ellas distintas densidades, ya que el valor de estas depende de la temperatura, por eso difícilmente se mezclan y se establece de esta forma entre ellas esa frontera de separación.

Existen diferentes tipos de frentes, destacando entre ellos como más habituales los frentes fríos y los cálidos. Vamos cuales son los diferentes tipos:

Frente frío: Corresponde a la separación de dos masas en la que el aire frío avanza y empuja al aire cálido situado delante de él. Por tanto, un frente frío es aquel en el que en el sentido de avance el aire frío va por detrás del cálido.




Frente cálido: Corresponde a la separación de dos masas en la que el aire cálido avanza detrás del frío.




Existen otros tipos de frentes menos habituales como el frente ocluido, que constituye un solapamiento entre el frío y el cálido. Los frentes fríos suelen desplazarse a más velocidad que los cálidos, razón por la cual cuando ambos existen simultáneamente el frente frío llega a alcanzar al cálido y se forma el frente ocluido, en donde la masa de aire cálida es elevada y desplazada totalmente del suelo, mientras se origina nubosidad y chubascos. Por último también existen los frentes estacionarios, que se forman cuando las superficies frontales que separan dos masas de aire están en reposo y ninguna de ellas empuja a la otra, en contra de lo que sucede con las tres anteriores, en las que las masas están en movimiento.




El paso de los diferentes frentes suele llevar aparejado un cambio de tiempo importante, en el que aparece un cambio en las temperaturas, al alza o a la baja dependiendo la masa de aire que llegue por detrás, y también en muchas ocasiones la aparición de lluvia. Esto se debe a que para que exista la lluvia tienen que haber ascensos de aire. Cuando el aire asciende se enfría, y como la cantidad de vapor de agua que puede tener en su seno una masa de aire disminuye cuando baja su temperatura,  llega un momento en que ya no puede contener más vapor, con lo que éste comienza a condensar (pasa de estado gaseoso a líquido) formando nubes y llegado el caso lluvia. En los frentes fríos, el aire frío que avanza por detrás, al pesar más que el cálido, se mete en cuña por debajo de él, obligándole a ascender y a que condense el vapor de agua que tiene, formar nubes y llover. En el caso de los frentes cálidos, es el aire cálido el que asciende a través de la zona de separación de las dos masas (frente).




Los frentes suelen aparecer unidos a las borrascas de latitudes medias y altas, ya que en la génesis de éstas se encuentra la existencia de dos masas de aire distintas, que a fin de cuentas es lo que nutre de energía las borrascas.  En los mapas del tiempo los frentes fríos suelen pintarse de azul, con triángulos cuya punta apunta hacia donde se mueve el frente, mientras que los frentes cálidos suelen ir en rojo, con semicírculos dirigidos de acuerdo al avance de éste:





Viento de Euler:

El viento es causado por el gradiente horizontal de presión, que es debido a la inclinación de las superficies isóbaricas. Según este modelo el viento fluirá en línea recta desde las altas presiones hacia las bajas presiones, de forma perpendicular a las superficies isobáricas y por tanto, también perpendicularmente, a las líneas isóbaras en superficie.

A este viento así deducido, en el que solo se considera el gradiente de presión actuando sobre la masa de aire, se le denomina viento de Euler.




Viento geostrófico:

La Tierra gira, y debido a ello, aparece una fuerza aparente que actúa sobre la masa de aire en movimiento, y que la desvía de su trayectoria, haciendo que ésta se curve. Esta fuerza aparente se denomina “fuerza de Coriollis”.




Esta fuerza hace que las masas de aire giren en un sentido u otro en función del hemisferio en el que se encuentran de la siguiente manera:




Este viento que ya no sería perpendicular o normal a las isobaras sino transversal con convergencia si se trata de una zona de bajas presiones y divergencia si lo es de altas recibe el nombre de viento geostrófico.

Viento antitríptico:

Por último,  en las capas bajas de la atmósfera la circulación del aire está sujeto al efecto de rozamiento con la superficie terrestre, siendo este más acusado en las regiones continentales que en las oceánicas, debido a la mayor rugosidad de las primeras.

De igual manera, cuanto más accidentado es el terreno, más notorio es el efecto de rozamiento. Asimismo, el rozamiento incide tanto en la velocidad como en la dirección del viento, haciendo disminuir su intensidad y alterando hacia el punto de menor presión su dirección como consecuencia de que la aceleración de Coriolis se debilita al depender de la velocidad.



El grado de oblicuidad de la dirección del viento depende lógicamente de la intensidad de la fuerza de rozamiento, siendo casi perpendicular a las isobaras en la capa adyacente en los suelos muy accidentados, y nula en las capas altas atmosféricas, donde el rozamiento ya no tiene efecto. En la superficie marítima el viento forma un determinado ángulo con las isobaras, aunque este se mantiene más perpendicular que paralelo a ellas, debido a que la mar no presenta apenas rugosidades.




Vientos característicos del Mediterráneo y Atlántico oriental.

Está claro que para toda la cuenca mediterránea los puntos cardinales relacionados
con el tránsito solar (este-sur-oeste) definen el nombre de los vientos que de ahí provienen (levante, sur, poniente); el problema aparece con la denominación de los vientos intermedios. Para explicar sus nombres situaremos la rosa de los vientos en
un teórico punto que se encuentre a medio camino entre Creta y Malta (36ºn 20ºe)
y nos fijamos en la procedencia geográfica de los mismos. desde este punto observamos que:

NORTE: TRAMONTANA, TRAMUNTANA es el que viene de más allá de los montes.
NORDESTE: GREGAL, GRECO, viento que viene de Grecia.
SURESTE: SIROCO, XALOC, el que viene de Siria .
SUROESTE: LEBECHE, LLEBEIG, LIBICO, LIBECCIO el que viene de Libia.
NOROESTE: MISTRAL, MESTRAL, MAESTRO, denominación provenzal para el NO,
que es por tanto el viento que procede de la Provenza.






  • Cúmulos/cumuliform (Género Cúmulus): nubes de desarrollo vertical, forma redondeada (de días soleados)

  • Estratos/estratiform (Géneros StratusAltostratusCirrostratusNimbostratus): son nubes horizontales grises con aspecto de vuelo

  • Nimbos/cumulonimbiform (Nimbus, Género Cumulonimbus): nubes capaces de formar precipitaciones (Nube de tormenta)

  • Cirros/cirriform (Género Cirrus): nubes blancas muy elevadas y de aspecto fibroso


Nubes orográficas:



Nieblas

  • La niebla varía de composición de acuerdo con la temperatura del aire. Cuando la temperatura está por encima de 0ºC, la niebla estará formada por diminutas gotas de agua en suspensión, en tanto que si la temperatura es inferior a 0ºC la niebla será una suspensión de diminutos cristales de hielo y pequeñas gotas de agua superfrías, o sólo cristales de hielo.

  • Para que se produzca niebla es necesario que el vapor de agua contenido en el aire pase al estado líquido mediante el proceso físico denominado condensación. para que esto ocurra deben existir en el aire partículas ávidas de agua (higroscópicas) en forma de diminutos cristales de sal, polvo u otros productos de combustión (núcleos de condensación)

  • Existe una relación entre la humedad relativa y la visibilidad horizontal; normalmente con suficientes núcleos de condensación se observa que la visibilidad se reduce cuando la humedad relativa excede el valor de 70% y los menores valores se observan cuando la humedad alcanza el 100%




En el capítulo en el que se trató la humedad se mencionó que existen dos formas de conseguir la saturación del aire (la condensación del vapor de agua contenido en él):

  • Aumentando la cantidad de vapor de agua, manteniendo constante la temperatura
  • Manteniendo constante el contenido de vapor de agua y disminuyendo la temperatura


Clasificación de las nieblas de acuerdo a su génesis:

Nieblas de evaporación

Se producen cuando se evapora agua en el aire frío. Este cambio de estado del agua puede ocurrir de dos maneras:

  • Cuando una corriente de aire frío y relativamente seco fluye o permanece en reposo sobre una superficie de agua de mayor temperatura. Es común en las zonas polares, y sobre los lagos y lagunas en invierno.

  • Cuando llueve, si el agua que cae tiene mayor temperatura que el aire del entorno, las gotas de lluvia se evaporan y el aire tiende a saturarse. Estas se forman dentro del aire frío de los frentes de lento movimiento como los estacionarios, calientes o los frentes fríos lentos. Son espesas y persistentes.





Nieblas por enfriamiento

Se generan mediante la disminución que experimenta la capacidad del aire para retener vapor de agua cuando disminuye la temperatura. Existe una relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene un volumen de aire y la que contendría si estuviese saturado, esta relación se ha definido como humedad relativa. La humedad relativa será del 100% cuando el aire se halla saturado, esto es, cuando para una temperatura dada no puede admitir más vapor de agua sin condensar. Las nieblas producidas por este mecanismo se clasifican a su vez por su origen en:

  • Nieblas de radiación.
  • Nieblas de advección.
  • Nieblas orográficas.


Nieblas de radiación:

Se producen por el enfriamiento que sufre la atmósfera como consecuencia de la pérdida nocturna del calor. Para ello es necesario que el cielo esté casi claro o claro y que las velocidades del viento sea muy baja (esté entre 3 y 13 Km/h) con una humedad relativa alta. Estas nieblas ocurren preferentemente en invierno y en general se disipan una o dos horas después de la salida del sol.



Nieblas de advección:

Se generan cuando una corriente de aire cálido y húmedo se desplaza sobre una superficie más fría. El aire se enfría desde abajo, su humedad relativa aumenta y el vapor de agua se condensa formando la niebla. Para que este tipo de niebla se forme es necesario que el viento sople con una intensidad entre 8 y 24 km/h para que se pueda mantener constante el flujo de aire cálido y húmedo. De exceder este valor es probable que la niebla se desprenda del suelo, generándose una nube baja llamada estrato turbulento. Si el aire, por el contrario está calmo, el vapor de agua se depositará sobre el suelo formando rocío. Son frecuentes en las zonas costeras, especialmente en invierno, cuando el aire relativamente más cálido y húmedo procedente del mar fluye hacia la tierra más fría. En verano, se produce de forma inversa, es decir sobre el mar, cuando el aire más cálido de la tierra se desplaza sobre el agua relativamente más fría.




Nieblas orográficas

Se generan dentro de las corrientes de aire que ascienden sobre las laderas montañosas o elevaciones del terreno. Esto se debe a que cuando el aire asciende, se expande y se enfría. Este enfriamiento, lleva aparejado un aumento de la humedad relativa pudiendo alcanzarse la saturación. Es condición que la humedad relativa inicial sea elevada y que el viento sea persistente y no muy intenso



Formación de las olas


Definiciones de: Longitud, periodo y altura de la ola (sin relacionarlos).

La parte más alta de una ola es su cresta, y la parte más profunda de la depresión entre dos olas consecutivas se llama valle. A la distancia entre dos crestas se le denomina longitud de onda (λ) y a la diferencia de altura entre una cresta y un valle se le llama altura de la ola. La amplitud es la distancia que la partícula se aparta de su posición media en una dirección perpendicular a la de la propagación. La amplitud vale la mitad de la altura.




Las corrientes marinas  son desplazamientos de grandes masas de agua a través de los océanos y mares. El traslado de estas masas de agua  se define por su dirección o Rumbo hacia donde van y por su velocidad o Intensidad horaria. Recuérdese que la dirección del viento se indica de donde viene, es decir, con el punto de la rosa de los vientos de donde procede.

La gran cantidad de energía que transportan en forma de calor o frío, ejerce mucha influencia en el clima del área por donde pasan y en las regiones a que se aproximan.

El origen de estos traslados de agua se atribuye a varias causas, entre las que destacan cuatro:

  • La diferencia de densidad de las aguas.
  • El arrastre a causa del viento.
  • Gradientes de presión.
  • Las mareas.



  • Debido a variaciones de temperatura y salinidad de las masas de agua (corrientes termohalinas). Si se evapora el agua de la superficie esta se vuelve más salada y más densa. Si recibe aguas de precipitación o ríos, el agua de la superficie se vuelve menos densa generando movimientos verticales de agua

  • Por la acción del viento sobre la superficie del mar. El rozamiento provoca el desplazamiento de la capa superficial. También conocidas con el nombre de corrientes de deriva. Se generan por la acción prolongada en el tiempo de vientos que soplan en la  misma dirección, como son los alisios del NE y del SE.

  • Por la diferencia de presiones (densidades o desniveles) debidas a una inclinación que se produce en el nivel del agua al encontrarse dos masas de agua de distinta densidad.

  • Debido exclusivamente al fenómeno de las mareas. Causadas por las atracciones de las masas de agua por el Sol y la Luna. Por ello son periódicas y alternativas.




Todas las corrientes están afectadas por la fuerza desviadora de Coriolis, o sea, que sufren una desviación hacia la derecha en el hemisferio Norte y una desviación hacia la izquierda en el Sur. También influyen en su trayectoria el perfil de las costas y la configuración del fondo marino.

Casi todas las corrientes generan unas contracorrientes locales o generales que pueden ser de igual o diferente temperatura que la principal, superficiales o submarinas y de menor intensidad.

El sistema de corrientes marinas superficiales está relacionado con la circulación general de los vientos en la Atmósfera debido a la acción de arrastre o rozamiento comentada anteriormente.