Que factores explican el movimiento de las masas de aire

El tiempo:

es una combinación de valores de  fenómenos atmosféricos que se producen en un lugar determinado y en un momento dado.

Tipo de tiempos:

es una combinación de valores de fenómenos atmosféricos pero de valores similares que se caracterizan por que se prolongan durante un cierto tiempo (horas, días o incluso semanas) Además, se repite con cierta frecuencia.

Clima:

es una combinación de valores de fenómenos atmosféricos obtenidos a través de los datos de un periodo largo de tiempo. Es un estado promedio de la atmósfera calculado sobre un periodo muy largo (+30 años). En términos científicos el clima es la síntesis de los fenómenos meteorológicos en un periodo lo suficientemente largo de tiempo para establecer  un conjunto de propiedades estadísticas, independientemente de cualquier estado instantáneo.

Meteorología:

una rama de la física (del aire)
. Se encarga del estudio del tiempo. Recopila y explica los tipos de tiempo y el tiempo diariamente.

Climatología:

es una rama de la geografía. Le interesan los tipos de tiempo, sobre todo los excepcionales (olas de calor, olas de frio).

Son ciencias independientes, aunque la meteorología depende de la climatología. La climatología tiene una traducción especial en los tipos de hábitat que hay en distintas zonas. También condiciona los tipos de paisajes vegetales (características biogeográficas, hidrográficas). Esta traducción espacial es la que genera las demás interrelaciones con el resto de ramas básicas de la geografía.

La climatología tiene dos enfoques geográficos:

1. El análisis espacial de los elementos dinámicos en la superficie terrestre.
2. El análisis de las conexiones entre los diferentes elementos y entres éstos y los restantes componentes del medio geográfico.

• Factores del clima:

  
  

Estos factores son de distinto tipo:

Cósmicos o extraterrestres

1. Energía solar:
   Nosotros la vemos como luz y calor. El calor del sol sirve para la temperatura, para producir evaporación y para poner el aire en movimiento.

Astronómicos o planetarios

1. Forma y dimensiones del planeta
   1. Movimientos de la Tierra: la rotación tiene mucha relevancia en el movimiento del aire. Otro movimiento es la traslación.
   2. Parámetros orbitales: la esantricidad de la Tierra, la inclinación del eje y la precesión. La inclinación del eje permite que haya estaciones. Se definen todos por la latitud.

Atmosféricos = propiedades del aire

La atmósfera fundamentalmente es un gas con unas propiedades. Composición y estructura.

Geográficos

1. Características hidrológicas (masas de agua o hielo).
   1. Biogeográficas: cubierta de la superficie.
   2. Topografía: altitud y orientación.

• Elementos del clima

  
  Características

Variabilidad espacial

Escalas espaciales: Macroclimática (latitud); Escala Mesoclimática (es más detallada por lo tanto influyen más los fenómenos geográficos); Micorclimático (influye la cubierta de la superficie terrestres).

La variabilidad espacial está determinada fundamentalmente por la latitud, pero a medida que se estudian zonas más concretas se tienen más en cuenta los factores geográficos.

Variabilidad temporal

Radiación solar: la superficie del sol tiene manchas solares que están en continuo cambio, pero es un cambio cíclico. La luminosidad del Sol era mucha más baja hace millones de años que en la actualidad. Por esto se sabe que el sol va a calentar cada vez más. Parámetros orbitales: si cambian, también cambia el clima. Varía la órbita y el eje de la tierra. Estas variaciones cambian la cantidad de energía que absorbe la Tierra. Composición de la atmósfera: un cambio en la composición de la atmósfera da lugar a un cambio en el clima a lo largo del tiempo. En la atmósfera ha ido aumentando la cantidad de gases invernaderos lo que ha producido y producirá un aumento de la temperatura en la Tierra. Distribución océanos y continentes: ha cambiado, al igual que el tipo de cubierta de la superficie terrestre. Por lo general, la Tierra ha sufrido más periodos cálidos que fríos.

-Interrelación entre elementos

Todos los elementos climáticos están interrelacionados.

1.2: Climatología como ciencia

• Evolución climatología

Antigüedad

Interpretación mitológica de los fenómenos naturales (meteorológicos). Creía que los dioses controlaban los fenómenos meteorológicos. De forma simultánea a este pensamiento convive una interpretación racional de los fenómenos naturales, sobre todo en la Grecia anterior a Sócrates. En estas interpretaciones había observaciones exactas o acertadas. Pero, también, se producían errores conceptuales, mezclaban y confundían los fenómenos astronómicos y meteorológicos.

Edad Media

Interpretaciones populares de los fenómenos atmosféricos. Se mezclaba astronomía, santoral-católico y meteorológicos. Al mismo tiempo existía una climatología culta descriptiva, siempre en términos cualitativos, que afectaba al mundo conocido. Tenían un carácter determinista. Siempre tenían una visión estática del clima, no contemplaban las variaciones del clima a lo largo del tiempo.

Renacimiento

Gran avance en los estudios climáticos gracias a la creación de nuevos instrumentos para la  navegación, sobre todo relacionados con el viento ya que los barcos se movían a vela. Se amplía la descripción del clima. Pero siempre de manera cualitativa. Gracias a esto se dan cuenta de que hay una distribución zonal de la temperatura en función de la latitud. Y que esta distribución es simétrica respecto al ecuador. Aún así se sigue manteniendo la visión estática del clima.

S. XVII – XVIII

En este momento se inventan la mayor parte de los aparatos de medida (similares a los actuales). Ej. Termómetro, Galileo en S. XVII. Comenzaron las primeras tomas de series de medida. Estas se caracterizaban porque son muy puntuales, discontinuas y son poco rigurosas. Gracias a esto, empezó a ser evidente la importancia de los fenómenos geográficos, pero de manera intuitiva, es decir, sabían que existían pero no sabían cómo ni por qué. A pesar de todo esto mantenían el carácter determinista.

S. XIX – XX

En el S. XIX se desarrollan el positivismo y el evolucionismo.

Se produce una Revolución Instrumental y aparecen auténticas redes meteorológicas y se recogen una gran cantidad de datos con los que es posible realizar tratamientos estadísticos, para hacer promedios. Esto hace que aparezca una climatología descriptiva (proyecciones cuantitativas), que permite hacer clasificaciones climáticas y realizar mapas de climas (nacimiento de la primera climatología científica).

Aparecen los ordenadores que periten almacenar una gran cantidad de datos y manipularles. También se produce un avance de las comunicaciones, que permite la llegada de información en cualquier parte del planeta.

También se produce una Revolución Metodológica. Método científico = comprobación experimental. Al aparecer un método científico permite conocer el funcionamiento de las cosas (explicación). Se produjo una segunda Revolución Metodológica donde aparecen los modelos de simulación (ecuaciones y fórmulas).

Al poder comprobar todas las hipótesis se produce una Revolución Conceptual, donde se conoce la interacción entre elementos dinámicos y la explicación de los fenómenos geográficos (hidro, bio, geo). En la segunda Revolución conceptual se conoce el carácter cambiante del clima.

La Revolución en la Aplicación. Aparece la predicción a largo plazo al pasado (paleoclimatología) y al futuro.

• Aplicaciones: Ordenación del Territorio y Medio ambiente

Clima como recurso: energía, recursos hídricos, fito y agroclimatología, ocio (sol, nieve, etc), arquitectura bioclimática.

Clima como riesgo: olas de calor y de frío, sequías, inundaciones, huracanes, contaminación atmosférica, enfermedades (bioclimatología), etc.

2.1: Composición de la atmósfera

• Composición de los gases en aire seco corresponde a los primeros 50 km de la atmósfera.

Dos tipos de gases: concentraciones “permanentes” (escala humana) y concentraciones variables (tiempo y espacio). El mayor componente del aire es el Nitrógeno (N_2, 78%) es muy poco reactivo, lo que hace que sea tan constante e la atmósfera. Es decir, es un gas inerte.

Otro componente importante es el Oxígeno (21%), es muy reactivo, se junta con muchos gases (O₂). Se le llama oxígeno libre. Es necesario que exista la fotosíntesis para que exista O₂  en la atmósfera.

También se compone de otros gases como el Argón (Ar), Neón… otro muy importante es el CO₂, es un gas invernadero. En el último siglo ha aumentado mucho su concentración debido a la quema de combustibles fósiles. Las fuentes naturales que mandan CO₂  a la atmósfera son la respiración, la descomposición de materia orgánica y las erupciones volcánicas. Otro gas importante es el Metano.

El Ozono (O₃) cambia a lo largo de tiempo, no hay la misma cantidad de Ozono en las diferentes estaciones ni en diferentes horas del día. Tampoco lo hay en el espacio.

El gas de la troposfera (10%) funcionas como gas invernadero, mientras que el Ozono de la estratosfera (90%) funciona como filtro de los rayos UVA.

El aire tiene un contenido en vapor de agua. El vapor de agua es un gas invernadero.

No hay cantidades fijas de los componentes del aire sino proporciones fijas

El otro componente del aire son los aerosoles (partículas líquidas y sólidas). Son de diferentes tamaños pero la mayoría son microscópicos. Los más pequeños son, los llamados, Núcleos de Aitkun. Y a los que se llaman gigantes son de unos 0,2 mm. Los de mayor tamaño tienen un origen natural, los más pequeños son de origen humano y son perjudiciales para la salud.

El origen de los aerosoles puede tener un origen marino (sal), continental (polvo, erupciones volcánicas…), biológico (polen, esporas) y de origen antrópico.

Tiene una distribución variable en el tiempo y en el espacio. En el espacio varían en cuanto a cantidad y en cuanto a la composición, por ejemplo, en alta mar son 1000 partículas/cm³ (sal), en una gran ciudad son 150000 part/cm³.

• Tiempo de residencia

Es el tiempo en que los aerosoles están en la atmósfera. Esto depende de las condiciones meteorológicas de un lugar, de si hay anticiclones, la temperatura (cuanta más alta más tiempo están), de si hay viento para moverlas y de si llueve que las hace caer. También depende del tamaño, cuanto más grande, más pesan, y antes caen. Y depende también de la posición de los aerosoles, es decir si están en capas altas o en capas bajas de la atmósfera.

En definitiva pueden estar, dependiendo de estos factores, desde segundos en el aire hasta años. Si están poco tiempo tiene un efecto local y si están en capas altas y se encuentran durante años tiene un efecto mundial

• Funciones climáticas de los aerosoles

Los aerosoles actúan como núcleos de condensación. El paso de vapor de agua a líquido necesita un soporte. Los aerosoles funcionan como núcleos de condensación donde se forman gotas de agua.

Por otro lado, influye en el balance de radiación solar. Cuando los aerosoles que están es la estratosfera y están ahí años por el poco movimiento que existe, los aerosoles dejan pasar menos la radiación solar, produciendo un descenso de las temperaturas.

Los aerosoles llegan a la estratosfera por erupciones volcánicas explosivas.

• Funciones climáticas de los gases atmosféricos

La presión atmosférica (es lo que pesa la columna de aire) depende de la composición y concentración en gases.

Los gases atmosféricos son filtros de radiaciones, que absorben energía, lo que produce un calentamiento en las capas que realizan esa absorción. El efecto invernadero natural: regula la temperatura terrestre. La radiación solar llega a la superficie terrestre y absorbe una parte de ella, otra es expulsada por los gases. Esto hace que la Tierra expulse rayos infrarrojos, pero los gases invernadero absorben una parte de ellos, otros salen, lo que hace que se caliente la atmósfera.

• Origen y evolución de la atmósfera

 El Big Bang genera una Nebulosa solar primitiva formada por asteroides y gases. En esta nebulosa comienzan a chocar los asteroides y comienzan a pegarse unos a otros (acreción). Este choque produce que vallan aumentando de tamaño. Esto hace que se liberen gases y queden volatilizados hasta que de este choque se producen los planetas. Son planetas cuando tiene un tamaño lo suficientemente grande como para generar un campo gravitatorio. Sigue habiendo colisiones y se siguen liberando gases pero éstos se quedan atrapados en el campo gravitatorio formando la atmósfera. La atmósfera primitiva tenía rocas incandescentes con mucha actividad volcánica. Fundamentalmente estaba formada por hidrógeno, Nitrógeno, vapor de agua y Dióxido de Carbono. Esto producía un efecto invernadero muy intenso. En cambio, la intensidad del sol era baja y había una gran cantidad de aerosoles. Todo esto hace que las temperaturas no sean excesivamente altas. Progresivamente el choque de meteoritos y la actividad volcánica va disminuyendo, lo que produce un progresivo enfriamiento. Por eso empieza a disminuir el CO₂ en la atmósfera. Esto permite que el vapor de agua se condense formando nubes y haya precipitaciones (flujo de eliminación del CO₂ en la atmósfera). Por todo esto aparecen los océanos. Después de este ciclo físico hay menos CO₂ en la atmósfera y vapor de agua. Por lo tanto, el efecto invernadero es menor. Este momento coincide con una mayor radiación solar, por lo que la temperatura sigue siendo moderada.

En los océanos aparece vida (seres vivos en el agua). En estos seres vivos aparecen algunos con la capacidad de hacer la fotosíntesis (absorción de CO₂ y liberación de Oxígeno). Por lo tanto, disminuye el CO₂ en la atmósfera. A esto se le llama proceso biológico.

Con la liberación de O₂  se forma el Ozono. Hasta que nos e forma el Ozono no puede haber vida fuera del agua porque la radiación solar era muy alta.

EL CO₂ que no está en la atmósfera se encuentra disuelto en los océanos. En las rocas carbonatadas y en los seres vivos.

• Estructura de la atmósfera

Tiene capas separadas por PAUSAS. Los criterios por los que se diferencian estas capas son térmicos, la composición química y las propiedades eléctricas y magnéticas. En climatología se utiliza el criterio térmico.

• Troposfera: la capa más baja y está en contacto con la superficie terrestre. Tiene un espesor variable que cambia según el tiempo y el espacio (promedio: 12 km de espesor). Se producen en ella los fenómenos meteorológicos, lo que hace que sea una capa muy turbulenta que hace que sus componentes estén muy bien mezclados. Contiene casi el 100% del vapor de agua, de aerosoles y CO₂. Es donde se produce el efecto invernadero. Esta capa tiene el 90 % del peso de la atmósfera. Lo más importante de la troposfera es que el Gradiente Térmico vertical (estático) es muy variables. Pero su promedio es de 0,65 por 100 m.
  El Gradiente térmico es la reducción de la temperatura respecto a la altura.
• Estratosfera: ocurre lo contrario, la temperatura aumenta con la altitud. En esta capa no hay movimientos verticales por eso el aumento de la temperatura es lento. Pero si hay movimientos horizontales.

Es una capa muy limpia (muy pocos aerosoles) y seca (no vapor de agua). En la estratosfera se concentra la mayor parte de Ozono, por eso hay autores que hablan de la Ozonosfera. Aquí se absorben los rayos UV.

• Mesosfera: la temperatura vuelve a bajar con la altitud.
• Termosfera o Ionosfera: la temperatura sube con la altitud pero hace frío por la oca densidad del aire. Hay gases ligeros (N, H, O). Estos gases absorben la radiación X y gamma (los más perjudiciales). Esta absorción hace que se ionicen, lo que genera una gran carga eléctrica.
• Exosfera: no se sabe cuál es su límite. La densidad del aire es muy similar a la del espacio.

3.1. Radiación solar

• Origen y cantidad de radiación solar

Desde el punto de vista de la climatología, es la única energía existente. El sol tiene 5000 millones de años, y se encuentra a……………Km de distancia. Su principal componente es el hidrógeno (70%), y helio (30%).

En el núcleo del sol tiene lugar una fusión nuclear, por la cual el hidrógeno se convierte en helio.

El exterior del sol se denomina fotosfera (6000 ºC). A partir de ahí, la radiación solar sale en todas direcciones.

El 50% de la radiación solar son infrarrojos; el 41% es radiación visible y el 9% es ultravioleta. La cantidad de radiación solar es llamada “constante solar” y es de 1,95 langley/minuto. La distribución de la radiación solar depende de distintos factores como: latitud y factores topográficos.

La radiación solar es más o menos intensa dependiendo de la duración del día y del ángulo de incidencia. La duración y el ángulo están controlados por:

• La forma de la tierra (distinta intensidad en distinta latitud)
• Y la inclinación del eje (zonas polares reciben radiación solar, la intensidad varia a lo largo del año) variación de la duración del día  a lo largo del año.

Distribución de la radiación solar (ext. De la atmósfera) (latitudinal)

• En el Ecuador el día dura 12 horas. La mayor intensidad se da durante los dos equinoccios. La menor intensidad se da durante los solsticios. En estas zonas hay poca estacionalidad.
• En los trópicos y latitudes medias, la mayor intensidad y duración del día es en verano. Durante los meses de invierno tenemos pocas horas de radiación y un ángulo pequeño. Durante los equinoccios se da una situación intermedia.
• En las zonas polares la radiación solar es nula en invierno y las 24 horas en verano. El ángulo es muy pequeño.

Distribución de la radiación solar (factores topográficos)

• Con la altitud, la radiación solar aumenta a mayor altura.
• La orientación nos permite diferenciar entre las zonas de solana y de umbría.

Balance y transferencia de energía

Tres situaciones que producen una transferencia de energía (Procesos físicos):

1. Red incidente / Red absorbida:

Una parte de la radiación solar al entrar en la atmósfera se refleja (proceso de reflexión) y sale en otro ángulo. Hay una parte que sale hacia afuera de la atmósfera y otra que llega a la superficie terrestre, a esta radiación s ele llama radiación difusa (porque no es directa). En un día despejado apenas hay radiación difusa, es prácticamente directa, sin embargo, en un día nublado casi el 100% es radiación difusa.

Otra parte de la radiación es absorbida por la atmósfera. Esta radiación absorbida es la que produce el calentamiento de la atmósfera.

La cantidad de radiación que es absorbida o reflejada depende del contenido de nubes, aerosoles y vapor de agua.

Después de atravesar la atmósfera, llega a la superficie terrestre y la radiación solar se refleja, a este proceso se le llama Albedo (% de radiación solar incidente que es reflejada por la superficie terrestre). El % que es reflejado depende del calor de la superficie terrestre, del contenido en agua de la superficie terrestre y del ángulo de la radiación incidente.

Hay otra parte de la radiación solar que es absorbida por la superficie terrestre, lo que produce un calentamiento de la superficie terrestre.

Lo que importa en climatología es el proceso de absorción de la radiación solar en la atmósfera y la superficie terrestre. El calor no tiene por qué dar lugar a un aumento de las temperaturas, también puede generar un cambio en el estado del agua y produce dilataciones, dando lugar a los movimientos del aire.

1. Intercambios entre la superficie terrestre y la atmósfera (Procesos físicos):

-El primer proceso físico es la conducción (= flujo de calor sensible). Es la transferencia de energía de dos cuerpos que están en contacto, por lo general, se pasa la energía del cuerpo más caliente al más frío.

Este proceso solo afecta a una parte de la troposfera, la que está en contacto con la superficie terrestre.

-Otro proceso es la radiación terrestre, emite ondas largas, es decir, infrarrojos.

-Otro proceso físico es la transferencia de calor latente. El calor latente es transportado por el agua en sus cambios de estado.

Cuando todos los procesos terminan, la atmósfera los devuelve al espacio.

1. Intercambio entre latitudes:

-Convección, el proceso de convección son movimientos verticales del aire. El aire cálido es más ligero que el aire frío. Por lo tanto, el aire cálido asciende, pero al ascender se enfría y se vuelve pesado, por lo que desciende. Al descender vuelve calentarse y a ascender.

-Advección: movimiento horizontal del aire (viento), el proceso de advección lleva el aire cálido de bajas latitudes a las zonas polares. Y al revés, el aire frío de las zonas polares lo lleva a las bajas latitudes.

Estos dos proceso juntos constituyen la circulación atmosférica (movimientos del aire) y oceánica (movimientos de los océanos), Estos procesos reducen los desequilibrios espaciales.

3.2: Temperatura

• Instrumentos y medidas

– Distribución espacial y temporal (factores y distribución)

– Índices de temperatura

– Representación gráfica

Escalas, unidades e instrumentos.

Para hacer un termómetro vale cualquier material que se expanda con el calor y se contraiga con el frío (mercurio, alcohol, metales, etc.)

Los termómetros tienen que estar situados en una estación meteorológica convencional a 15 m sobre el suelo, y que ese suelo sea de césped, a la sombra (en una caseta) pero ventilado, es decir, que permita el paso del aire.

Lo habitual es utilizar un termómetro de máximas y mínimas. Con estos termómetros solo tenemos dos medidas al día, así que cuando se quieren obtener más medidas, lo que utilizan son termógrafos (el material utilizado en estos aparatos es el metal) y realizan un registro completo de las temperaturas a lo largo de todo el día.

Desde los satélites también se pueden registrar la temperatura de la superficie terrestre con fotografías de infrarrojos. E información de la temperatura de la atmósfera en altura a través de radio sonda o globo sonda.

Otro sistema, no muy eficaz pero válido:

[(Nº de chirridos de grillo /minuto)/ 5]- 9= ºC con un error de más menos 1ºC.

Escalas de temperatura

Celsius o centígrada (0ºC – 100ºC; agua)

Fahrenheit (agua y amoníaco en la misma proporción)

Kelvin (marca el 0 absoluto, que es la ausencia total de calor. No se puede reproducir en un laboratorio). Para medir la temperatura en la alta atmósfera

• Distribución de la temperatura

Factores condicionantes:

1. La radiación solar: depende de la altitud. La máxima radiación solar se encuentra entre los trópicos de cáncer y disminuye hacia los polos, esto supone una distribución espacial.

En las zonas intertropicales, la estacionalidad es muy pequeña por lo tanto, máxima estacionalidad en las zonas tropicales y mínima en las intertropicales.

1.  Disimetría costas oeste – este: en las latitudes medias las costras occidentales son más cálidas que en las orientales; mientras que, en las latitudes tropicales sucede lo contrario. Esto se nota especialmente en invierno.

El factor que controla esta disimetría es la circulación atmosférica y la oceánica (debido a las corrientes fruto de la convección y la advección). Por lo tanto, la circulación atmosférica y oceánica no sólo controla la distensión (espacial) sino también la estación.

1.  Presencia/proximidad a masas de agua: en invierno en las zonas costeras las temperaturas son más suaves que en el interior de los continentes; en verano, ocurre lo contrario, las temperaturas son más frescas en las costa y más cálidas en el interior, es decir, son extremas en el interior y más suaves en las costas. Por lo tanto, en las zonas de interior la estacionalidad es alta y en las zonas de costa baja. En las costas hay una gran inercia térmica
2.  Topografía: orientación (de las laderas). Solana y umbría; las laderas de solana pueden llegar a ser hasta un 25 % más cálidas que las de umbría, esto se nota sobre todo en las zonas de nieve, donde permanecen los neveros en las zonas de umbría. Las diferencias de radiación solar que se dan en ambas zonas también son diferencias de temperatura.
3. Topográficos: altitud. Las temperaturas disminuyen con la altitud. Esta disminución es variable pero el promedio es de 0,65 ºC/100 m (gradiente térmico estático). Esto se representa por curvas de estado.

4.1 Humedad.

Cuando hablamos de humedad, hablamos de vapor de agua (gas) con un contenido en la atmósfera muy variable (variable en el espacio, en el plano vertical: disminución con la altitud; y en el plano horizontal. Y es variable también en el tiempo).

Una forma de medir la humedad, es lo que llamamos “humedad absoluta”: la masa de vapor de agua /unidad de volumen de aire (gr/m3). A la humedad absoluta también se la llama “densidad de vapor de agua”.

La cantidad de vapor de agua que puede contener el aire, no es infinita y depende de su temperatura (cuanto mayor es la temperatura del aire, mayor cantidad de vapor de agua contiene). La máxima cantidad de vapor de agua que tiene el aire para una temperatura determinada, se llama punto de saturación. Esto genera un problema: la expansión con el ascenso de este vapor de agua.

HUMEDAD ESPECÍFICA. Es la masa de vapor de agua dividido entre la masa de aire húmedo (gr/Kg de aire húmedo). Aunque ascienda y cambie de sitio, la humedad específica no cambia. Esta es la que se utiliza fundamentalmente en meteorología.

HUMEDAD RELATIVA es la humedad absoluta a una determinada temperatura/ la humedad absoluta de ese aire si estuviera saturado y se multiplica por 100, para obtener un tanto por ciento.

Esta relación entre la humedad y la temperatura, hace que la humedad relativa pueda variar por dos motivos:

1. que aumente la humedad absoluta (evaporación).
2. cambios de temperatura (humedad absoluta constante).

Esta relación entre temperatura y humedad influye mucho en lo que conocemos como sensación térmica. Se considera que el óptimo biológico se encuentra entre el 50 y el 70 %.

Para que se produzca vapor de agua existen dos procesos:

EVAPORACIÓN (proceso físico)

TRANSPIRACIÓN (proceso fisiológico).

Como en muchos lugares es imposible diferenciar qué cantidades aporta cada proceso, se ha acuñado el término EVAPOTRANSPIRACIÓN, cuyos factores determinante son:

• Cantidad de radiación solar.
• Las características (en ese momento y en ese lugar) de la atmósfera (temperatura, humedad, grado de saturación, viento – a más viento más evapotranspiración, presión atmosférica: a mayor presión atmosférica menor evapotranspiración).
• Características de la superficie terrestre (superficie evaporante): tipo de vegetación, grado de desarrollo, tipo de suelo, incluso el tipo de agua (el agua dulce se evapora más rápido que el agua salada); y sobre todo depende de la cantidad de agua o de la cantidad de disponibilidad de suministro hídrico disponible en la superficie terrestre.

Todo esto es lo que se denomina como EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL, si incluimos la cantidad de agua disponible, estamos hablando de EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL. La potencial es un cálculo teórico. El máximo que se puede evapotranspirar en un momento determinado. La real no puede ser nunca mayor que la potencial. Siempre que la evapotranspiración real es menor que la potencial, se produce o hablamos de un déficit hídrico.

• Instrumentos y métodos de medida

1º- Métodos directo: instrumentos.

2º- Métodos teóricos: modelos. Gran cantidad de medidas muy complejos.

3º- Métodos empíricos (estudios geográficos/ambientales): basados en la experiencia. Fórmulas mucho más sencillas que utilizan datos de estaciones meteorológicas. Tiene menos precisión.

Clasificación de los climas en función de su temperatura

Intertropicales: temperaturas altas y pequeña oscilación anual.

Extratropicales: temperaturas bajas y gran oscilación anual.

Continentales: temperaturas extremas (veranos calurosos, inviernos fríos) y gran oscilación anual.

Oceánicas: temperaturas suaves y baja oscilación anual.

Si se combinan ambas clasificaciones las máxima estacionalidad se produce en las zonas extratropicales (zonas de latitud media y alta) y que sean, además continentales (interior del continente).

En cambio, la mínima estacionalidad se produce en las zonas intertropicales y zonas costeras. Esto ocurre a gran escala.

Esta combinación da lugar a distintos tipos de clima:

• Intertropicales: todos los meses la temperatura media supera los 18ºC. Y su oscilación térmica anual es menor a 10ºC.
• Templados: las temperaturas son moderadas. La temperatura media del mes más frío es > 3ºC y <18ºc. la=»» oscilación=»» anual=»» suele=»» estar=»» entre=»» 10º=»» (altitudes=»» medias=»» más=»» oceánicas)=»» y=»» 20º=»» (altitudes=»» medias=»» más=»»>18ºc.>
• Fríos: temperatura media en verano >10ºC. La temperatura media en invierno es negativa. La oscilación anual es > 20ºC.
• Polares: temperatura media anual negativa, ningún mes tiene una temperatura > 10ºC. Dentro de los polares hay otro tipo: Inlandsis (Groenlandia y Antártida) todos los meses tiene temperaturas negativas.

4.2 Saturación y condensación

Punto de saturación: para una temperatura la máxima cantidad de humedad absoluta que puede contener es el 100 % de humedad relativa. Temperatura de rocío: para una determina cantidad de humedad absoluta, la temperatura para producir la saturación. Un descenso de la temperatura por debajo de la temperatura de rocío da lugar a la condensación del aire.

Los procesos o mecanismos para que el aire se enfríe son los siguientes:

• Mezcla de dos elementos a dos temperaturas distintas y de una temperatura por debajo de la temperatura de rocío. Es un proceso excepcional, es muy raro que ocurra en la naturaleza.
• Conducción (es por contacto). Estos afectan a una capa de espesor reducido.
• Ascendencia (movimientos verticales de ascenso del aire). Afecta a grandes volúmenes de aire. Es el mecanismo o proceso más eficaz de la condensación.

Cuando el aire se mueve de forma vertical está en zonas a diferentes presiones y el aire siempre intenta igualar esta presión siempre. Si el aire asciende se dirige a zonas de presión atmosférica. Esto produce un aumento del volumen del aire. A su vez esto produce un descenso de la temperatura del aire. Cuando el aire desciende (subsidencia) se desplaza a zonas de mayor presión atmosférica por lo que disminuye el volumen dl aire y por lo tanto aumenta la temperatura. Los cambios de temperatura debidos por el cambio del volumen del aire, debidos a su vez a cambios en la presión atmosférica se denominan ADIABÁTICOS, es decir, son cambios de temperatura en el que no hay un intercambio de energía en el exterior.

Gradientes adiabáticos: si el aire está seco (no saturado) el aire cambia 1ºC/ 100m (Gradiente Adiabático Seco). Si está saturado el aire cambia 0,5ºC/100 m. Se enfría 0,5ºC cuando asciende. (Gradiente Adiabático Húmedo o Gradiente pseudoadiabático).

Estos gradientes adiabáticos son dinámicos, es decir, son cambios de temperatura cuando el aire se mueve.

• Efecto Föhn o Foehn

Es la consecuencia de dos Gradientes Adiabáticos. Para que se produzca tiene que darse unos requisitos.

• Flujos del aire cálido y húmedo que se encuentra con una barrera montañosa.
• Existencia de condiciones de estabilidad térmica.

Esto crea grandes disimetrías o diferencias a un lado y otro de la barrera montañosa.

•  

  Estabilidad/inestabilidad térmica

Hablamos de estabilidad cuando el aire está en una situación en la que no se favorecen los movimientos verticales de ascenso; mientras que la inestabilidad favorece los movimientos verticales de ascenso. Para estas situaciones hay diferentes causas, la más importante es la térmica.

Para que el aire no ascienda y haya estabilidad el aire más denso (frío) este en contacto con la superficie terrestre y el menos denso (caliente) arriba.

Cuando el aire cálido está por debajo y el aire frío por encima tiende a ascender. Pero el aire cálido a ascender se enfría y puede alcanzar la misma temperatura que la masa de aire fría por lo que así no hay inestabilidad. Esto depende del gradiente térmico estático y los gradientes adiabáticos.

Para saber si hay estabilidad o inestabilidad hay que saber el gradiente térmico que mide la estructura térmica vertical y se representa por la curva de estado.

Inestabilidad absoluta: tanto el aire húmedo como el seco tiende a ascender

Estabilidad absoluta: cuando el GAS y el GAH se encuentran a la derecha de la curva de estado.

Inversión térmica: el GAS y el GAH coinciden con la curva de estado

Inestabilidad absoluta: el GAS y el GAH se encuentran a la derecha de la curva de estado.

Inestabilidad relativa o selectiva: el GAS se encuentra a la izquierda de la curva de estado y el GAH a la derecha de la misma o viceversa (GAS derecha y GAH izquierda).

• Condensación – Sublimación

Condensación: gas a líquido; Sublimación: Gas a sólido.

Requisitos para la formación de nubes:

• Enfriamiento por debajo de la temperatura de rocío. Mecanismos /Procesos: Mezcla, conducción (afecta a un espesor reducido, niebla) y la ascendencia (enfriamiento adiabático: inestabilidad térmica, orográficas, frontales y ascendencia dinámica: convergencia).
• Núcleos de condensación/congelación: para que se produzca la condensación no puede haber un aire limpio, tiene que tener aerosoles. Pero tienen que ser de un tamaño determinado y deben tener una composición de higroscópicos.

En un aire limpio, sin aerosoles, la humedad relativa puede ser del 200% y no se produciría condensación.

Y en una zona con muchos aerosoles se puede producir condensación con un 75% de humedad relativa.

Por otro lado, hay pocos núcleos de congelación en la atmósfera lo que produce que nubes a una temperatura de -20ºC puede tener agua líquida. Pero por debajo de – 40ºC se produce siempre sublimación.

Criterios para identificar los tipos de nubes:

• Constitución física: depende de la temperatura: líquidas, formadas por cristales de hielo, heladas (gotas de agua congelada) y nubes mixtas.
• Evolución: locales y emigrantes.
• Altitud de la base de la nube: altas (cirros), medias (alto) y bajas (< 2000=»» m).=»»>
• Tipo de desarrollo: es por la relación que hay entre su dimensión horizontal y su dimensión vertical: estratiformes (más densidad vertical que horizontal) y las cumuliformes (más densidad horizontal que vertical).

Tipos de nubes:

Combinando estos criterios salen diez géneros de nubes fundamentales:

Nubes altas: están formadas por cristales de hielo.

• Cirros: nubes finas y transparentes, no producen precipitaciones.
• Cirroestratos: velo muy fino, blanquecino que cubre todo el cielo. Deja que se vea el Halo.
• Cirrocúmulos: forma ondulada, aparecen en un banco bien definido y concentrado. Son muy blancas y están bien separadas entre ellas.

Estos tres tipos de nueves pueden producir virga, es un agua que se evapora antes de llegar a la superficie terrestre.

Nubes medias: la base de la nube cambia dependiendo de la latitud Suele estar a más de 2000 m y menos de 7000m.

• Altoestratos: es una nube que cubre prácticamente todo el cielo con un color grisáceo claro y permite ver el sol ya que no tiene suficiente espesor. Pero no existe el halo. No suele dar lugar a precipitaciones pero presagia mal tiempo. Son nubes mixtas (gotas de agua, cristales de hielo y gotas congeladas).
• Altocúmulos: aparecen en zonas muy marcadas y juntas. Tiene más espesor y por eso tienen zonas bastante grises y suelen aparecer con partes unidas entre ellas. Son nubes mixtas y presagian mal tiempo.

Bajas:

base < 2000=»»>

• Estratos: tiene mucho desarrollo vertical (ej. Niebla). Tiene diferentes tipos: Nimboestratos: cubre todo el cielo con gran espesor que no deja ver el sol, es gris. Está formada por gotas de agua y da lugar a una lluvia muy fina ero persistente.
• Cúmulos: tienen base plana. Cada protuberancia de la nube corresponde a una masa de aire caliente. Se las considera nubes de buen tiempo. Formadas por gotas de agua.
• Estratocúmulos: mezcla de las anteriores. Calabobos.
• Cumulonimbo: da lugar a precipitaciones. Tiene un gran desarrollo vertical. Tiene una terminación en forma de yunque. Son mixtas. Son las típicas de tormenta. Produces lluvia intensa de gotas gordas. Se caracteriza porque tiene tres fases: la primera la formación de cúmulos (dominan los movimientos ascendentes del aire), la fase de la madurez (parte del aire que había ascendido comienza a bajar al enfriarse) y en la fase final se disipa porque ya no hay aire caliente ni movimientos ascendentes y dominan los movimientos descendentes y la lluvia es mucho más suave hasta que la nube desaparece.

Hay nubes especiales cuyo origen es humano. Uno de estos son las estelas de condensación procedentes de los reactores de los aviones que sueltan vapor de agua y se convierten en cristales de hielo. Si duran minutos o segundos significa que hay estabilidad en la atmósfera y hará bueno si no se disipan rápidamente quiere decir que hay inestabilidad atmosférica y hará malo.

Niebla:

Nube muy baja que toca el suelo. La densidad de la niebla depende de lo juntas que estén las gotas de agua.

Tipos de niebla:

• Niebla de radiación: la superficie terrestre emite radiación infrarroja. Se produce en noches despejadas por lo que la radiación infrarroja se va lo que hace que se enfría la superficie terrestre y consecuentemente enfría el que tiene por encima por un proceso de convección. Si este aire se enfría por debajo de la temperatura de rocío se forma la niebla. Tampoco tiene que haber viento.
• Niebla de advección: desplazamientos de aire cálido y húmedo sobre un sustrato frío se produce el proceso de conducción, lo que hace que se enfríe el aire. Si este aire se enfría por debajo de la temperatura de rocío se forma la niebla.
• Niebla de evaporación: aire frío sobre un sustrato cálido y húmedo. El aire cálido calienta el frío y lo evapora y asciende formando la niebla.

4.3 Precipitación

Precipitación puede ser en forma líquida o sólida que retorna a la superficie terrestre desde la atmósfera.

El aumento de tamaño de las gotas de agua y/o cristales de hielo de una nube (suspensión) hacen que se produzca la precipitación. Esto ocurre por dos procesos: 1º El proceso de los cristales de hielo (nubes superenfriadas): la saturación para el hielo es distinta que para las gotas de agua. En los cristales de hielo crecen a partir de la sublimación del vapor de agua evaporado de las gotas de agua. El nombre de este proceso es la teoría de Bergeron-Findeisen.

2º El proceso para las gotas de agua: el crecimiento de las nubes formadas por gotas de agua sucede por colisión y coalescencia. Esto se produce por las turbulencias internas de la nube y porque las gotas tienen distintas cargas eléctricas y se atraen.

Ambos procesos hacen que los cristales de hielo y las gotas de agua tengan el tamaño suficiente para caer. Este tamaño depende de la cantidad de agua o hielo de la nube y el espesor de la misma. El tamaño es el que determina la velocidad con la que caen las gotas de agua.

• Unidades e instrumentos de medida

Mm = l/m²

Las precipitaciones se meden con el pluviómetro. La boca del pluviómetro tiene que estar a 1,5 m del suelo y sin obstáculos. Además, tiene forma de embudo. Recogen la cantidad de precipitaciones diaria pero no recoge en qué momento se han producido. No tiene una gran precisión y tiene un error aproximadamente del 10% o 14%.

Para evitar esto existen los pluviógrafos. Que mide la cantidad de agua y la hora a la que caen las precipitaciones.  Otro instrumento es el radar, que detecta nubes con gotas de tamaño suficiente para generar precipitaciones.

Las medidas que se toman son en cantidades totales.

Los factores que condicionan las precipitaciones son:

• La evapotranspiración potencial: para ello tiene que haber elevada radiación solar y temperatura, viento y presión.
• Presencia de masas de agua: suministro hídrico para la evapotranspiración. Esto, además, genera una disimetría entre las zonas costeras y continentales 8excepto en los desiertos costeros). Esto produce humedad.
• Dinámica atmosférica:
• Presión atmosférica (precipitaciones convenctivas, dinámicas y frontales): en la zona ecuatorial 8altas temperaturas y radiación solar, inestabilidad térmica -> precipitaciones de convergencia). Además tiene vientos alisios y se produce la convergencia del aire por lo que hay también inestabilidad dinámica (son muy importantes las ascendencias). En las zonas subtropicales los vientos divergen produciéndose aire subsidiente (el aire baja) por lo que hay estabilidad dinámica (zona seca). En las latitudes medias y altas hay convergencia pero entre el aire caliente y el frio por lo que el caliente asciende por encima del frío y se crea un frente, dando lugar a una inestabilidad frontal (precipitaciones frontales). Y en las zonas polares hay divergencia, se suelen producir situaciones de inversión térmica por lo que hay máxima estabilidad térmica.
• Viento: genera disimetrías entre las caras este y oeste de los continentes. En las latitudes medias, en general, las caras oeste hay más precipitaciones que en las este, y al revés en las latitudes tropicales.
• Orografía:
• Altitud. En general, a mayor altitud mayor precipitaciones. La precipitación tiene un gradiente pluviómetro altitudinal. A gran altitud se produce una inversión del gradiente (es variable).
• Orientación: disimetría ente la cara a barlovento y a sotavento.

Distribución temporal y espacial

• Ecuatorial: elevada radiación solar, y temperatura. Por lo tanto, hay una alta evapotranspiración. Si a esto se le suma la presencia de masas de agua se produce una alta humedad absoluta. Además, esto hace que haya inestabilidad térmica. Todo ello hace que haya altas precipitaciones (convectivas) >2000 mm al año. Estas precipitaciones se producen en condiciones normales pero hay que tener en cuenta la orografía. Esto hace que se produzcan >5000 mm al año.  Por lo tanto, llueve un alto número de días al año y hay un ciclo diario de las precipitaciones. No hay estacionalidad desde el punto de vista térmico y el de las precipitaciones.
• Tropical húmedo: En verano se ven afectados por la situación del ecuador térmico (alta radiación solar, altas temperaturas, inestabilidad térmica (precipitaciones convectivas) Por lo que llueve > 750mm. En invierno: mínima radiación solar, mínima temperatura y por lo tanto hay estabilidad térmica. Por lo tanto, hay una fuerte estacionalidad en cuanto a las precipitaciones. En las zonas de máxima estabilidad es en los monzones.
• Tropical seco: zona afectada permanente por la divergencia (subsidencia, el aire desciende) Hay estacionalidad dinámica. Siempre que el aire baja, la temperatura sube y la humedad baja. Las precipitaciones < 250mm.=»» llueve=»» en=»» verano=»» con=»» precipitaciones=»» convectivas=»» a=»» modo=»» de=»» tormentas=»» debido=»» a=»» que=»» las=»» altas=»» temperaturas=»» pueden=»» provocar=»» inestabilidad=»»>
• Templados-fríos: precipitaciones 500-1500 mm. Disimetría costa-interior: las precipitaciones disminuyen desde la costa hacia el interior del continente. La disimetría orográfica da lugar a precipitaciones orográficas (>2000 mm /sombra pluviométrica <250 mm).=»» además,=»» las=»» precipitaciones=»» disminuyen=»» hacia=»» el=»» norte.=»» se=»» dan=»» precipitaciones=»» de=»» tipo=»» frontal=»» por=»» la=»» convergencia=»» del=»» aire=»» polar=»» y=»» aire=»» tropical.=»» la=»» estacionalidad=»» es=»»>250>
• Polares: baja radiación solar, bajas temperaturas lo que produce una baja evapotranspiración y una baja humedad absoluta. Además se produce inversión térmica (máxima estabilidad). Por lo tanto las precipitaciones son bajas <500mm en=»» costa=»»>500mm><250mm en=»» el=»» interior.=»» cuando=»» más=»» llueve=»» es=»» en=»»>250mm>

• Tipos de precipitación

Tienen relación con los procesos de condensación/sublimación, concretamente con la conducción y las ascendencias. Con los primeros se forman precipitaciones ocultas o precipitaciones horizontales. Con las ascendencias se producen las precipitaciones en altura (se miden con el pluviómetro). Dentro de estas hay diferentes tipos: llovizna, lluvia, aguanieve, nieve seca, nieve húmeda y los granizos (solo se producen con los cumulonimbos).

Dentro de las precipitaciones ocultas hay tres tipos:

• Intercepción y goteo de la niebla: la niebla es una nube pero moja por eso antiguamente se recogía en depósitos el agua que producía con la niebla de advección. Actualmente se utilizan neblinómetros para recoger esta agua.
• Condensación directa sobre la superficie terrestre (rocío). Cuando se produce condensación directamente sobre los objetos de la superficie terrestre (no en la atmósfera).
• Sublimación directa sobre la superficie terrestre (escarcha). Heladas.

1. Presión Atmosférica

La presión atmosférica es la fuerza que ejerce la masa de toda la columna de aire por unidad de superficie.

1 kg/cm² de peso de la columna de aire en condiciones normales, al nivel del mar y a una latitud de 45º.

El primer instrumento de medida de la presión atmosférica fue el barómetro de Torricelli (barómetro de mercurio), 760 mm de mercurio.

Actualmente las unidades de medida son 1013 mb = 1013 hectopascales. Esta medida es la que se considera la presión normal.

Presión > 1013 mb hay altas presiones; Presión < 1013=»» mb=»» hay=»» bajas=»» presiones,=»» en=»» superficie.=»» esto=»» es=»»>

 En la actualidad, se utiliza como instrumento de medida el barógrafo.

• Distribución vertical de la presión

La presión atmosférica disminuye con la altitud por dos motivos:

• Menor espesor de atmósfera a mayor altitud
• Menor densidad del aire con el aumento de la altitud

La disminución de la presión no es lineal sino que disminuye mucho en las capas bajas de la atmósfera y poco en las capas altas. Esta disminución de la presión con la altura es variable, ya que depende de las características del aire. Se utiliza el altímetro barométrico para determinar las variaciones de presión.

A la meteorología le interesan las altas o bajas presiones que tiene que ver con las condiciones climáticas.

Para representar la presión se utilizan mapas de superficie, se corrige la presión como si todos los puntos estuvieran al nivel del mar.

También se realizan mapas de presiones a distintas alturas (Topografía): representan a que altitud se ha tomado una determinada presión.

• Distribución horizontal de la presión

Las diferencias de presión pueden ser por la densidad, que a su vez depende de la temperatura y la humedad. Cuando hace frío hay más densidad y por lo tanto, mayor presión; y cuando hacer calor hay menor densidad y menor presión. Cuando hay más humedad hay menor presión y cuando hay menor humedad hay mayor presión. Es más importante la temperatura por lo que, las variaciones de presión debidas a la densidad se las llama variaciones de presión por causas térmicas. También, las diferencias de presión pueden ser por la convergencia y divergencia del aire, estas son variaciones de presión por causas dinámicas.

Las diferencias de presión dan lu8gar distintas formas de las isobaras dando lugar a las configuraciones isobáricas:

• Desfiladero: espacio entre dos borrascas sin isobaras, englobadas por una.
• Puente: lo mismo que el desfiladero pero entre anticiclones.
• Colado: espacio cuando se oponen dos anticiclones y dos borrascas en forma de cruz.
• Dorsal: forma de la isobata: da lugar a situaciones de anticiclón
• Vaguada: dan lugar a borrascas
• Pantano barométrico: zona con valores de presión muy próxima a la media y no son ni altas ni bajas presiones.
• Gradiente de presión o barométrico: la diferencia de presión entre dos puntos partidos por su distancia. Sirva para saber la velocidad del viento.

Los individuos isobáricos son los anticiclones y las borrascas:

Borrasca

(bajas presiones, depresión, ciclón), B.

• Son valores < 1013=»» mb.=»»>
• Se produce una disminución progresiva de la presión desde el exterior al centro de la borrasca. El mínimo valor se encuentra en el centro de la borrasca.
• Las borrascas relativas tiene valores por encima de 1013 mb pero son los valores más bajos de su alrededor.
• Afluencia del aire desde el exterior hacia el centro.
• Se mueven al contrario de las agujas del reloj

Anticiclones:

altas presiones, A.

• Valor > 1013 mb
• Aumento de la presión del exterior al centro.
• Máximo valor en el centro.
• Van en el sentido de las agujas del reloj

Los movimientos son en espiral. En el hemisferio norte la ascendencia es en sentido antihorario en las borrascas y en el sentido de las agujas del reloj en los anticiclones. En general, los anticiclones son más grandes, las borrascas tienen un mayor gradiente de presión y los anticiclones tienen menor velocidad.

ORIGEN TERMICO (afecta a una capa reducida de la troposfera, se producen sobre continentes)) Anticiclón térmico o de núcleo frío

Para que haya un anticiclón tiene que haber aire frío, denso y más pesado por lo que se produce una subsidencia del aire y divergencia en superficie. Borrasca térmica o de núcleo cálido. Para que haya una borrasca tienen que haber aire caliente, menos denso y más ligero por lo que experimenta un ascenso en superficie hasta en un omento deja de ascender y general la divergencia en altura.

ORIGEN DINÁMICO (afecta a toda la troposfera, suelen ser más persistentes y dan lugar a un tiempo más características.)

Anticiclones

El origen es que se produce una convergencia o divergencia en altura .

Borrascas

Convergencia en superficie o bien divergencia en altura.

Los centros de presión, anticiclones y borrascas se les llama también centros de acción que tienen la característica de ser semipermanentes o semiestacionarios, tienen tendencia a formarse siempre sobre los mismos sitios. Estos centros acción tienen una oscilación latitudinal estacional.

Latitud ecuatorial: es una presión poco profunda y con alta radiación solar, siguiendo el ecuador térmico está la franja de bajas presiones que cruza el planeta, esta baja presión se va acentuando cuando está sobre los continentes. Se conoce como vaguada ecuatorial. Son zonas concretas de convergencia de alisios que genera una baja presión de tipo dinámico al tener su origen en los movimientos del aire, a esta zona se la denomina zona de convergencia intertropical.

Latitud subtropical(30º): altas presiones de origen dinámicas, son en forma de células independientes, es decir, son núcleos aislados, se desarrollan sobre los océanos.

Latitud subpolar(60º): bajas presiones dinámicas. En el hemisferio norte tenemos se agrupan en células independientes( en Islandia y en las aleutianas); en el hemisferio sur al no haber masa continentales forman una banda continua de bajas presiones mucho más profunda en intensa.

Zonas polares: son un conjunto de bajas presiones con origen térmico generado por las temperaturas bajas. Es permanente aunque sufre disminuciones y aumentos. En el hemisferio norte hay dudas sobre si en verano desaparece.

Todo este sistema está determinado por la basculación estacional y todos ellos tienen variaciones en su radio de acción. Los centros de acción pueden ser estacionales o semiestacionarios; los estacionales son siempre sobre los continentes con un origen térmico: Latitud subtropical: en invierno las altas presiones térmicas se forman sobre los continentes y en verano aparecen bajas presiones. Latitud subpolar: en invierno hay altas presiones térmicas sobre los continentes del hemisferio norte. Es el caso del anticiclón de Canadá o el de Siberia que están latentes en invierno y en verano desaparecen. En verano las bajas presiones continentales de Siberia se juntan con la vaguada ecuatorial en su oscilación.

El viento

El viento es el movimiento horizontal del aire producido diferencias de presión, zonas de altas y bajas presiones. Este movimiento lo que genera es el transporte tanto de masa (humedad) como de energía (determinada fuerza de energía que es el calor) entre distintas zonas del planeta varían según la latitud. Este proceso de transferencia es lo que se denomina advección. En la transferencia se intenta equilibrar las desigualdades en la distribución de la Tª, la presión, etc. Esto movimientos horizontales del aire son mucho más rápidos que lo movimientos verticales, afectan a mayores extensiones y también afectan a un mayor volumen de aire y son más persistentes.

Los movimientos horizontales del aire están originados por unas fuerzas determinadas. Una es la que se denomina fuerza de gradiente de presión;
Que por un lado controla la dirección del aire que va desde las altas presiones a las bajas presiones y su movimiento es perpendicular a las isobaras; el gradiente de presión determina la velocidad del aire.

Otra de estas fuerzas que influyen es la desviación de Coriolis o alteración de Coriolis. Es una desviación que experimentan los fluidos, tanto aire como agua, fluidos que estén en movimiento sobre una superficie que a su vez también se esté movimiento (rotación de la Tierra). Su desviación es hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esta deviación aumenta hacia los polos por ello es nula en el ecuador y máxima en las latitudes polares. Solo se a precia en grandes volúmenes y también que desplacen largas distancias. Esta desviación aumenta con la velocidad del aire, cuando se mueve a mucha velocidad la desviación es mayor y cuando el aire se mueve más lentamente la desviación es menor.

Si combinamos ambas fuerzas el movimiento que va desde las altas a las bajas presiones está condicionado por la desviación de Coriolis provocan que el viento transcurre paralelo a la isobaras o llamados geoestróficos

Otra de las fuerzas que encontramos es la centrípeta cuya dirección es hacia interior de giro que varía aún más su movimiento. El movimiento definitivo que tienen sigue siendo geoestrófico pero siguiendo las curvas de presiones.

Todo esto tiene lugar en altura ya que los movimientos del aire son más persistentes al estar menos en contacto con otras masas de aire pero en superficie hay otra fuerza que añadir que es el rozamiento. El viento que está en contacto con la superficie terrestre experimenta esa fricción lo que influye en la velocidad en forma de disminución. Por ello el aire en superficie es más lento que en altura. El rozamiento influye indirectamente sobre la velocidad, cuanto menor es la velocidad menor es la desviación de Coriolis

La combinación de todas estas fuerzas es lo que se denomina viento real. En altura en movimiento del aire es más rápido y paralelo a las isobaras y en superficie el aire es más lento y forma un cierto ángulo con las isobaras.

Constantes e irregulares

A escala planetaria y generados por los centros de acción (centros de presión semipermanentes). Los movimientos son desde las altas a las bajas presiones.

Vientos locales

generados por masas de agua, orografía, etc… Son periódicos y tienen alternancia en el sentido, dentro de estos están los brisas que tienen una alternancia diaria. También provocan monzón que tienen una alternancia estacional.

Hay dos tipo de brisas; las brisas costeras: tienen diferente comportamiento del viento en el continente y en las zonas oceánicas y durante el día el aire del continente está más caliente que el del océano.

Brisas costeras

Tienen diferente comportamiento en masas de agua y en los continentes. En realidad se trata de altas y bajas presiones relativas. Los continentes se enfrían y calientan más y más rápido que las grandes masas de agua. Todos estos movimiento afectan a un espesor muy reducido de la atmósfera y a una extensión reducida.

Brisas montaña-valle

Día: Tª cumbre > Tª valle

Noche: en ausencia solar las cumbres se enfrían más y más rápido.

Área monzónica de India y sudeste asiático

Invierno:

● Alta presión térmica sobre Asia

●Baja presión (vaguada ecuatorial)sobre el Índico

●Vientos del norte: baja Tª por lo que se trata de aire continental y seco, con lo cual no hay precipitaciones.

Verano:

●Baja presión continental +

●Baja presión de la vaguada ecuatorial que al oscilar la tierra se desplaza el ecuador térmico se funden creando una gran baja presión.

●Además también al sur están las altas presiones subtropicales del hemisferio sur. Aire cálido y húmedo (oceánico). Da lugar a la estación lluviosa.

Otro tipo de vientos locales

1. Encauzamiento: entre cadenas montañosas
2. Fhön: …
3. Vientos catabáticos: por excelencia son polares y se dan en Groenlandia y la Antártida. Siempre descienden por laderas.
4. En primer lugar hay una alta presión que produce subsidencia del aire y divergencia en superficie, incide también la gravedad en el descenso del aire y la supericie helada permite que casi no haya rozamiento por lo que se trata de vientos muy rápidos y siempre van desde el interior hacia la costa.

Instrumentos y medidas del viento

Sobre todo importa la dirección y la velocidad.

1. Veleta
2. Anemómetro
3. Manga catavientos
4. Anemocinemógrafo.

Módulo 6: masa de aire y frentes

Masa de aire:

en realidad esun volumen, una porción de atmósfera de cientos o miles de km de extensión y km también de espesor que tiene características homogéneas en el plano horizontal en cuanto Tª, humedad, densidad y gradiente térmico. Se requiere que dicho volumen de aire esté evolucionando durante días o semanas sobre una zona climatológicamente estable, donde no haya movimientos verticales del aire, éstas reciben el nombre de regiones manantial. Las masa de aire y lo que las produce se caracterizan por la Tª y la humedad. Estas masas de aire se mueven y experimentan cambios (de humedad, temperatura y cambios dinámicos). Por eso, hay que saber la edad de la masa de aire para predecir el tiempo.

6.2 Perturbaciones frontales

Las ascendencias se producen por causas orográficas, térmicas, dinámicas y por los frentes.

Un frente se produce siempre que dos masas de aire de distintas características chocan. Estas dos masas de aire para que se produzca tienen que cumplir unos requisitos:

• Convergencia de masas, a mayor convergencia mayor actividad
• Que tengan diferentes características, cuanto mayor sean las diferencias mayor actividad
• Que se cumplan condiciones específicas en altura

Zonas donde se producen

•  Contacto entre A y P: zona de Frente ártico/Antártico. Es un frente poco activo debido a que son masas poco diferentes.
• Contacto entre Tm y Tc: Frente tropical, son muy poco diferentes en temperatura, hay autores que no lo consideran un frente.
• Contacto aire polar-aire tropical: Frente Polar

El Frente polar se encuentra en una altitud entre los 30º y 65º, dependiendo de la estación. Este frente genera borrascas móviles de latitud media. Se mueve de oeste a este. El frente polar coincide en altura con la corriente en chorro.

• Tipos de frentes

Depende del aire que avance.

Frente cálido: el aire cálido avanza hacia el aire frío. Esta ascendencia es poco marcada, suave, lento y progresivo. Este ascenso tan suave genera un frente con una inclinación muy reducida, generando nubes estratiformes. Por esto, las precipitaciones son finas pero poco duraderas. El frente cálido afecta a una extensión superficial mayor y tiene una mayor duración que el frente frío. Además, tiene un desplazamiento de oeste a este. Este frente dura mientras el aire cálido sube.

Frente frío: el aire frío avanza hacia el aire cálido. Se mete el aire frío como una cuña por debajo del aire cálido, lo que le hace ascender. Pero esta ascendencia es mucho más rápida y brusca que la del frente cálido. Por esto, se forman nubes de desarrollo vertical, dando lugar a precipitaciones intensas. Pero la extensión de la zona afectada es menor a la que afecta el frente cálido y no es tan duradero. Además, el desplazamiento es más rápido.

• Ciclogénesis

1. Nubes altas (antes del frente cálido).
2. Nubes medias (antes del frente cálido).
3. Disminución presión, nubes bajas precipitación. (paso del frente cálido).
4. Aumento de temperaturas (ya ha pasado el frente cálido, entre los dos frentes).
5. Disminución presión, nubes de desarrollo vertical, precipitaciones intensas (paso del frente frío).
6. Descenso temperatura, aumento de presión (después del frente frío).

Lo normal es que estas perturbaciones no vienen solas sino que se producen sucesiones de frentes fríos y frentes cálidos.

MÓDULO 7: Circulación atmosférica

Hay tres factores que generan la circulación atmosférica:

• Desigual distribución de la radiación solar, este es el origen de que el aire se ponga en movimiento.
• Las propiedades del aire (relaciones entre temperatura, presión y volumen). Debido a esta propiedad del aire se forman células convectivas.
• Movimiento de rotación de la tierra, esto hace que los movimientos del aire tengan una componente E-O y O-E.

• La circulación atmosférica en superficie:

  
  

En el ecuador térmico la radiación solar es alta, la temperatura es alta, por lo tanto, el aire es caliente, ligero y tiende a ascender. Esto genera una baja presión de origen térmico (Vaguada Ecuatorial). Ese aire al ascender se enfría y se produce condensación, formando nubes y, generando precipitaciones. Este aire en altura diverge y desciende dando lugar a los contralisios. Por lo tanto, en la zona subtropical hay aire subsidente, dando lugar a anticiclones de origen dinámico (anticiclones subtropicales), es de temperatura elevado y muy seco. Este aire cuando llega a la superficie diverge, llevando, por un lado, aire cálido hacia las altitudes medias; y por otro lado, a la vaguada ecuatorial. En algunas partes de la vaguada se dan zonas de convergencia intertropical (ZCI), donde se juntan los alisios de ambos hemisferios generando bajas presiones de origen dinámico. Donde no se generan bajas presiones es zona de calma (dolmun).

En las zonas polares la radiación solar es baja y también lo es la temperatura. Por ello, el aire es frío, denso y subsidente. Genera una alta presión de origen térmico. Cuando llega a superficie, diverge, dando lugar a los vientos polares del este. Enviando aire frío a las latitudes medias.

Cuando en las latitudes medias se junta el aire frío y el aire cálido se forman los frentes (frente polar). En este frente hay borrascas (dinámicas) frontales. Además, en las altitudes medias también se producen anticiclones (invierno) y borrascas (verano) de origen térmico y continental.

Todo este sistema experimenta movimiento estacionales Norte/Sur. En diferentes épocas del año las distintas zonas se ven afectadas por distintas circulaciones atmosféricas. Aunque, algunas siempre estás afectadas por el mismo, como la vaguada ecuatorial.

• En altura:

  
  

Los centros de presión en altura son siempre de origen dinámico. Todos los vientos en altura son geostróficos (paralelos a las isobaras). En altura hay bajas presiones en las zonas polares y unas células de altas presiones en las zonas subtropicales, que coinciden con las altas presiones de superficie.

En cuanto a los vientos, hay un cinturón de vientos del este entre los anticiclones del hemisferio sur y los del hemisferio norte. Y unos vientos del oeste entre las borrascas polares y los anticiclones subtropicales. Ahí, además, hay dos zonas donde los vientos de oeste tiene una gran velocidad (corriente en chorro o jet stream).

La corriente en chorro: hay dos, el jet stream subtropical y el subpolar. El jet polar es la zona de contacto entre el aire frío y el aire cálido. Tiene una circulación rectilínea, es decir, es una circulación zonal. Pero, a veces, empieza a tener una circulación ondulada, estas ondas se las llama ondas de Rossby. Cuando el jet stream tiene estas ondulaciones se le llama circulación meridiana. Esto permite que el aire frío penetre en zonas muy bajas y que el aire cálido entre en zonas muy altas.

Estas ondulaciones al final se trasmiten al frente polar y termina haciendo la misma forma, creando bajas y altas presiones en superficie.

MÓDULO 8: Clasificación climática del Planeta

El clima que hay en un punto depende de la latitud, ya que controla la red solar y, por tanto, la temperatura; También controla la circulación atmosférica (viento y presión). También los tipos de clima están condicionados por la presencia de agua, que determina la humedad y la temperatura. Y también la orografía, altitud (temperatura, humedad y precipitaciones), orientación (barlovento/sotavento, umbría/solana).

• Tipos de clima

Intertropicales:

entre los trópicos. Dentro hay tres climas, que se caracterizan por que todos los meses superan los 18ºC y las precipitaciones son mayores a 750 mm. No hay déficit hídrico. La P>ETP.

• Ecuatorial
  
  todo el año se ve afectado por la vaguada ecuatorial. La radiación solar es alta por el ángulo que es perpendicular máxima en los equinoccios; y la duración no varía en las estaciones. Como consecuencia la temperatura es alta (tª media anual 25º-27ºC), hay una situación de isotermia (amplitud térmica anual < 3ºc.=»» tiene=»» un=»» alta=»» et=»» y,=»» por=»» lo=»» tanto,=»» un=»» alto=»» grado=»» de=»» humedad=»» en=»» la=»» atmósfera=»»>

Ecuatorial:

todo el año se ve afectado por la vaguada ecuatorial. La radiación solar es alta por el ángulo que es perpendicular máxima en los equinoccios; y la duración no varía en las estaciones. Como consecuencia la temperatura es alta (tª media anual 25º-27ºC), hay una situación de isotermia (amplitud térmica anual < 3ºc.=»» tiene=»» un=»» alta=»» et=»» y,=»» por=»» lo=»» tanto,=»» un=»» alto=»» grado=»» de=»» humedad=»» en=»» la=»» atmósfera=»» (80-90%).=»» además,=»» genera=»» borrascas=»» térmicas=»» (vaguada=»» ecuatorial)=»» pero=»» también=»» existen=»» borrascas=»» de=»» origen=»» dinámico=»» (zci).=»» las=»» bajas=»» presiones=»» implican=»» inestabilidad=»» (ascendencia,=»» enfriamiento,=»» condensación,=»» nubes,=»» las=»» nubes=»» dan=»» lugar,=»» por=»» un=»» lado=»» a=»» una=»» baja=»» insolación=»» real=»» (lo=»» que=»» hace=»» que=»» la=»» temperatura=»» máxima=»» sean=»» moderadas=»»>< 35c)=»» y=»» por=»» otro=»» dan=»» lugar=»» a=»» precipitaciones=»» (abundantes=»»> 1500 mm, no hay una estación seca, ningún mes tiene < 60=»» mm,=»» elevado=»» número=»» de=»» día=»» con=»» precipitación).=»» no=»» hay=»» estacionalidad=»» desde=»» el=»» punto=»» de=»» vista=»» pluviométrico.=»» los=»» vientos=»» son=»»>

Tropical:

la radiación solar es alta, por tanto, la temperatura es alta (>18ºC), hay máxima en verano y mínima en invierno. Hay estacionalidad pero baja (<>

Las máximas temperatura del verano hacen que la vaguada se mueva hacia esa zona. Con lo cual, en verano de da la estación húmeda (P>750 mm menores que en el clima ecuatorial). En invierno esta zona se ve afectada por los alisios (estación seca meses < 60=»»>

Todos los clima tienen una variedad de altura, por ello cambian las temperaturas y las precipitaciones pero no la estacionalidad.

Monzónico:

en invierno se ven afectados por aire continental (estación seca). En verano se da la estación húmeda. La estacionalidad de las precipitaciones es igual al clima tropical, peor la cantidad de precipitaciones es más del clima ecuatorial.

• Áridos: escasez de precipitaciones. Hay dos tipos; desiertos (<250 mm)=»» y=»» estepa=»» (=»»>250 mm). Actualmente lo que se considera para definir a un clima árido no es la cantidad de precipitaciones sino que se encuentre una situación de déficit de agua (P<>250>

Desiertos:

son azonales, no se encuentran en una latitud concreta (latitudes tropicales o medias). Hay desiertos donde no hay humedad (continentalidad) o no hay movimientos ascendentes del aire, debido a que están afectados por anticiclones.

Los valores medios son poco significativos. Llueve poco y mal distribuido (concentrado en pocos días). Hay cuatro tipos de desiertos:

• Desiertos tropicales (subsidencia): afectado por el anticiclón tropical (en zonas interiores).
• Desiertos tropicales costeros: afectados por los alisios (corrientes oceánicas frías).
• Desiertos continentales: afectados por anticiclón continental en invierno (térmico) y desecación de masas de aire marinas (continentalidad).
• Desiertos de abrigo: se dan en las zonas de sombra pluviométrica debido a la orografía (a sotavento).