Meteorología y Atmósfera: Fenómenos y Tipos de Frentes Meteorológicos

Meteorología y Atmósfera

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FALCO

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Meteorología

Parte de la física que estudia todos los fenómenos que se generan dentro de la atmósfera tales como ciclones, tornados, viento, rayos etc.

Atmósfera

Es la capa gaseosa que envuelve a la tierra y que se compone de una mezcla de Nitrógeno, Oxígeno y Gases raros en una proporción constante de 78, 21 y 1% y como elementos variables el Bióxido de Carbono y Humedad.

Argón Dióxido de carbono Otros Oxigeno (21%) Nitrógeno (78%)

Composición de la atradsfera

Para su estudio, la atmósfera se divide en varias capas en las que se considera como factor principal la variación de la temperatura.

De las capas de la atmósfera la más impor- tante es la troposfera ya que en ella se realiza la mayor parte de los vuelos y debido a la concentración de humedad también la mayor parte de los fenómenos meteorológicos.

10 000 km Exosfera

690 km Termosfera

Transbordador espacial Aurora

100 KITE (Linea de Kármán)

85 km Mesosfera

Meteoros

50 km Globo Meteorológico Estratosfera

5-20 km Troposfera

Monte EverestFALCO

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Temperatura

Definición de Temperatura

TEMPERATURA es la medida del efecto del calor o del frío mediante el uso de un termómetro.

Para medir la temperatura se usan diferentes escalas, las más comúnmente usadas en aviación son la Celsius (Centígrada) y la Fahrenheit.

Escala Celsius

Nombrada así por el astrónomo Anders Celsius quien la propuso en 1742. Está diseñada de forma que el punto de congelación del agua es 0 grados y el punto de ebullición es 100 grados. Como hay 100 divisiones entre los puntos de referencia, originalmente se le llamó escala Centígrada. En 1948 el nombre fue cambiado oficialmente a escala Celsius

Escala Fahrenheit

Nombrada así por el físico Daniel Gabriel Fahrenheit quien la propuso en 1724. En esta escala el punto de congelación del agua ocurre a los 32 grados y el de ebullición a los 212 grados.

Conversión entre Grados Fahrenheit y Celsius

Para convertir entre grados Fahrenheit y Celsius se utilizan las siguientes fórmulas:

ºF = 1.8°C + 32° (De ℃ a ºF) ℃ = (ºF - 32°) / 1.8° (De ºF a ℃)FALCO

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El Calor en la Tierra

Calor

El calor se entiende como una forma de energía y como su mayor exponente el Sol.

El calentamiento de la Tierra no puede ser igual en ningún lugar ya que los rayos solares no llegan de la mis- ma forma al planeta, en algunas partes del mundo llegan directos y en otras llegan inclinados y por otra parte la superficie terrestre es muy irregular, anexando a esto superficies selváticas, polares, boscosas y desérticas, distribuyendo de diferente forma el calor; las nubes de igual forma no permiten el calentamiento regular de la tierra tapando los rayos solares distorsionando la luz solar.

El planeta Tierra tiene dos tipos de superficie Continental y Acuática, comportándose de diferente forma el calentamiento.

Rayos Infrarrojos Rayos UVA Rayos UV B Rayos UV C

1 La capa de ozono nos proteje de los rayos UV Cy parte de los UV B.FALCO

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Superficie Continental

Al recibir los rayos solares (energía luminosa), la su- perficie continental se calienta de inmediato transfor- mando la energía luminosa en calor (energía radi- ante); por lo tanto cuando la tierra empieza a radiar calor el aire que está en contacto con la superficie se calienta y empieza a subir y el aire inmediato superior al ser más frío y más pesado desciende a la superfi- cie generando con esto una convección y un ciclo.

Convección

Se entiende como un intercambio de temperaturas

Superficie Acuática

A diferencia de la superficie continental, la superficie acuática absorbe el calor distribuyéndolo en toda su superficie ya que el agua está en movimiento y los rayos solares la penetran.

Variación de la Temperatura con la Altura

Desde la superficie a mayor altura menor temper- atura y viceversa.

Distribución Vertical de la Temperatura

Esta distribución es debida a la convección. Al calentarse la superficie terrestre ésta genera calor y empieza a radiar. El aire que está en contacto con la superficie, al calentarse, es obligado a subir y otro volumen de aire al ser más frío y por ende más pesa- do es forzado a bajar para posteriormente calentarse y subir formando con esto un ciclo que solo se da de día. El aire que asciende comienza a calentar los niveles altos de la atmósfera distribuyendo así la su temperatura y humedad generando con esto la formación de nubes.

NOTA: Esta distribución es directamente proporcional al calentamiento que expresa la tierra. Los factores que disminuyen ésta distribución son nubes, zonas de la tierra y época del año por lo tanto en verano existe mayor distribu- ción de temperatura y en invierno menor distribución

Nivel de condensación

ATRE RECALENTADO Y LIGERO

Temperatura a 6.000 pies A mayor ALTURA Menor TEMPERATURA

Temperatura a 3.000 pies gp

1 Temperatura a 1.000 pies 130 Temperatura a nivel del mar MSL 151

-100°℃80 00 40 20 0 20 40 60 80 100℃ Termostera

80 km Mescpausa Mesosfera

00 km Estratopousc Copo de ozono Estratostera

10 km Tropopousa tropasteraFALCO

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Distribución Horizontal de la Temperatura

Esta distribución se genera por la acción del recorrido de frentes calientes que salen del Ecuador hacia los polos, frentes fríos que salen de los polos hacia el Ecuador y por el calentamiento de las partículas de aire.

Por Frentes Calientes o Masas Cálidas

Los rayos solares al chocar directos en el Ecuador generan un sobre calentamiento del aire adquiriendo gran movilidad desplazándose hacia los polos, al ir viajando calientan la superficie terrestre por donde se despla- zan perturbando el equilibrio atmosférico del área.

Por Frentes Fríos o Masas Frías

Estas se generan en los polos. Por lógica común tienen una temperatura sumamente baja. Estas masas pos- een gran velocidad y se desplazan hacia el Ecuador y al ir avanzando enfrían la superficie por donde avanzan perturbando el área y el equilibrio atmosférico.

Por el Calentamiento de las Partículas del Aire

Durante la noche las partículas del aire se enfrían y se vuelven más pesadas perdiendo movilidad; pero al amanecer, cuando los rayos solares penetran en la atmósfera, las partículas del aire se empiezan a calentar adquiriendo con ello más movilidad, generando con esto que el viento aumente paulatinamente su velocidad distribuyendo el aumento de temperatura. Por otra parte al amanecer se registra la temperatura más baja del día, esto se debe a que el viento es un gran distribuidor de temperatura y al irse desplazando el aire frío baja la temperatura de las zonas por las cuales se desplaza. Al ir aumentando el día, la temperatura subirá registrándose el mayor calentamiento de la atmósfera entre las 12:00 y las 14:00 hrs. aumentando con ello la intensidad del viento.FALCO

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Presión Atmosférica

Definición de Presión Atmosférica

Como ya sabemos, la atmósfera es la capa gaseosa que envuelve a la Tierra. La atmósfera a su vez tiene peso y por lo mismo ejerce presión sobre todo lo que se encuentre dentro de ella, ejerciendo la mayor presión en la superficie terrestre.

Es el peso que ejerce una columna de aire de sección unitaria que se puede medir desde la superficie hasta donde termina la atmósfera y en cualquier dirección pero para fines aeronáuticos solo la medimos en el plano vertical y horizontal

Cuando la medimos en el plano vertical la manejaremos como cilindros o columnas de aire, y para el plano horizontal la manejaremos como campos de presión.

Comportamiento de la Presión en el Plano Vertical

Estando ubicados en la superficie terrestre si em- pezamos a ascender verticalmente la presión ira disminuyendo y por lógica si empezamos a descend- er la presión aumenta.

Por ejemplo situemos a una persona sobre una montaña y otra a nivel del mar la primera tendrá sobre su cuerpo menor presión atmosférica ya que el cilindro de aire es menor y la segunda tendrá mayor presión sobre su cuerpo ya que el cilindro de aire es mayor esto se debe a que mientras más baje en la superficie más alejado estaré del límite superior de la atmósfera aumentando así la distancia vertical de la superficie terrestre al lugar donde comienza la atmósfera.

36 L

32

28

24

altitud (km)

20

16

12

B

4

0 200 400 600 800 1000 presión (hPa)

High Pressure

L Ridge

Low H Pressure

H Trough

Mktuxi Saker 12.000 m Presion atmosférica de 150 mm de mercurio

Cima del Everest. 8.848 m Presion atmosférica de 300 nim de mercurio

A mitad del ascenso al Everest Presion atrrosterica de 500 mm de mercurio

Nivel del mar Preson awholerx de 760 mm de merc.irioFALCO

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Comportamiento de la Presión en el Plano Horizontal

La presión en el plano horizontal avanza de alta presión a baja presión esto quiere decir que una alta presión está asociada a un aire frío y una baja presión está asociada a un aire caliente, por lo tanto la presión es directamente proporcional a la temperatura quedando de la siguiente manera:

• A menor temperatura aumenta la presión
• A mayor temperatura disminuye la presión

NOTA: Al disminuir la presión se afecta el campo Isobárico provocando con esto una especie de vacío atmosférico obli- gando al aire frío a acudir a esta región para estabilizar el área bajando la temperatura: Por ejemplo si nos ponemos de tal forma que el viento nos pegue de frente la baja presión la tendremos a nuestras espaldas y la alta presión estará frente a nosotros, poniendo otro ejemplo un avión siempre despega y aterriza con viento de frente dicho en otras palabras siempre hacia la alta presión ya que dicho aire es más frío proporcionando así por cantidad de flujo baja temperatura y velocidad mejor sustentación

Isobaras

Son líneas que unen puntos de igual presión

Medida de la Presión - Barometría

Barometría es la medida de la presión atmosférica y se basa en la utilización de instrumentos sensibles a los cambios de valores de la presión, dichos instrumentos son el barómetro de mercurio que es él más exacto y la cápsula aneroide que se encuentra en el interior de un altímetro.

En el siglo XVII el físico italiano Torricelli realizó un experimento llenando de mercurio ( Hg ) un tubo de vidrio, y lo colocó invertido en un recipiente lleno de la misma sustancia y observo que el Hg bajo hasta un nivel de 76 cm , lo cual indica que el peso de la columna de mercurio se equilibra por la presión atmosférica, de éste experimento se tomó la idea de considerar la altura de la columna como una medida de presión atmosférica utilizándola en milímetros de mercurio , así tenemos que:

760 mm de Hg = 29.92 in de Hg = 1013.25 mb.

(Todo esto se consideró a nivel del mar)

La presión atmosférica como ya sabemos sufre variaciones debidas a la temperatura estas variaciones se llaman variaciones diarias y se muestran como siguen:

• La presión sube desde las 04:00 hasta las 10:00
• La presión baja desde las 10:00 hasta las 16:00
• La presión sube desde las 16:00 hasta las 22:00
• La presión baja desde las 22:00 hasta las 04:00

Presión atmosférica

1000 Tyw ré. 1500

Barometro 700 mm

N: 94 14.5

1050

960

1070

950

- de mat Barometro de Mercurio

1010

1020