Masas de aire
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El documento describe los conceptos fundamentales de la meteorología y la climatología. Explica que las presiones atmosféricas determinan el tiempo en una zona y que los mapas de superficie permiten predecir el tiempo. También describe cómo las masas de aire se mueven de las áreas de alta presión a las de baja presión, dando lugar a los vientos. Finalmente, explica que factores como la temperatura, la densidad, la topografía y el origen marítimo o continental afectan las características de las masas de aire.
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Masas de aire
- 1. MASAS DE AIRE METEOROLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA
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- 3. Los mapas de superficie nos permiten predecir el tiempo que va a hacer. Así, el mapa de arriba se corresponde con el de abajo, que es un mapa PICTOGRÁFICO donde se ven los símbolos que indican el tiempo. COMPARA AMBOS PARA VER LA CORRESPONDENCIA QUE HAY ENTRE ZONAS DE PRESIÓN Y TIEMPO Los mapas de superficie nos permiten predecir el tiempo que va a hacer. Así, el mapa de arriba se corresponde con el de abajo, que es un mapa PICTOGRÁFICO donde se ven los símbolos que indican el tiempo. COMPARA AMBOS PARA VER LA CORRESPONDENCIA QUE HAY ENTRE ZONAS DE PRESIÓN Y TIEMPO
- 4. LAS PRESIONES CONDICIONAN LOS VIENTOSLAS PRESIONES CONDICIONAN LOS VIENTOS EL AIRE SE DESPLAZA DESDE LOS ANTICICLONES A LAS BORRASCAS, Y DA LUGAR AL VIENTO EL AIRE SE DESPLAZA DESDE LOS ANTICICLONES A LAS BORRASCAS, Y DA LUGAR AL VIENTO EN HEMISFERIO NORTE GIRA EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ EN HEMISFERIO NORTE GIRA EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ EN HEMISFERIO SUR GIRA EN EL SENTIDO CONTRARIO AL DE LAS AGUJAS DEL RELOJ EN HEMISFERIO SUR GIRA EN EL SENTIDO CONTRARIO AL DE LAS AGUJAS DEL RELOJ
- 5. • Dos factores determinan la presión: temperatura y densidad 1° la PA es proporcional a la temperatura . Si se eleva la T° con la densidad constante, la rapidez de las moléculas del aire aumenta, generando aumento de presión. Inversamente si la Temperatura disminuye. (aerosol envasado) 2° la PA es proporcional a la densidad, esto es al número de moléculas de gas por unidad de volumen, tal que si la densidad aumenta, la presión aumenta. Inversamente si la densidad disminuye. • Se debe esperar presión más alta en días más cálidos. Pero este no es el caso. En latitudes medias las más altas presio- nes se registran en invierno cuando la T° es más baja. Y es que esos días las moléculas de aire se mueven más lentamen- te y se encuentran más juntas, por lo que el aire tiene mayor densidad, tal que la disminución del movimiento molecular (disminución de T°) es sobrecompensado con el aumento del número de moléculas por unidad de volumen que ejerce presión. Esto también explica la disminución de PA en la altura
- 6. Isobaras alrededor de áreas de presión alta y baja. Los ciclos concéntricos alrededor de las áreas de mayor o menor presión se denominan isobaras, que son líneas de igual presión. Las isobaras pueden seguir la forma de líneas rectas o de anillos a medida que rodean las áreas de presión alta o baja. Las lecturas de presión en el diagrama oscilan entre 1.008 y 1.024 milibaras (mb).
- 7. Las isobaras son líneas imaginarias que unen puntos de la misma presión.• B A 1024 mb 1020 mb 1016 mb 1012 mb 1008 mb 1004 mb 1000 mb 996 mb La presión disminuye La presión aumenta Isobaras VARIACIÓN DE LA PRESION EN BORRASCAS Y ANTICICLONES • Hay altas presiones (anticiclones) cuando los valores superan los 1013 mb, y bajas presiones (borrascas) en caso contrario. Los valores de la presión atmosférica varían con la altitud, situación geográfica y el tiempo.
- 8. ELEMENTOS DEL CLIMA: PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y VIENTOS. El viento es el movimiento de las masas de aire con respecto a la superficie terrestre. La radiación solar calienta la superficie terrestre, haciendo que el aire cercano aumente su temperatura, se dilate, resulte más ligero y se eleve. • DIRECCIÓN DE LOS VIENTOS En los lugares que asciende el aire, disminuye la presión originando un centro de bajas presiones o borrascas (B). Hay inestabilidad y se suelen producir precipitaciones. • La veleta es el instrumento que indica la dirección del viento. • El anemómetro es el instru- mento utilizado para medir la velocidad del viento expresada en nudos o en m/s. • 1 nudo = 0,5 m/s En los lugares que desciende el aire, aumenta la presión formando un anticiclón (A)• Hay estabilidad atmosférica y se suele hacer buen tiempo.
- 10. A
- 13. Sistemas de altas y bajas presiones • El flujo de aire en la Tierra es afectado por el Efecto Coriolis, que hace que no vaya en línea recta. • Los vientos forma una espiral – Ascendente y hacia dentro en los sistemas de baja presión. – Descendente y hacia fuera en los sistemas de alta presión.
- 17. CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICAEl aire se mueve a fin de equilibrar los desbalances de presión causados por el calentamiento diferencial de la superficie terrestre. A medida que se traslada de áreas de alta presión a áreas de baja presión, el viento es influido significativamente por la presencia o ausencia de la fricción. Por consiguiente, los vientos superficiales se comportan de manera diferente que los vientos en altura debido a las fuerzas de fricción que actúan cerca de la superficie terrestre. La rotación de la Tierra modifica la circulación atmosférica pero no la produce, ya que, esencialmente, la atmósfera rota con la Tierra. El movimiento del aire ayuda a evitar que las concentraciones de los contaminantes liberados al aire alcancen niveles peligrosos
- 21. El viento en las capas de aire inmediatas a la superficie • Las modificaciones se derivan de dos hechos: (i) aparición de distribuciones isobáricas especificas originadas por fenómenos térmicos de escala local derivados de la naturaleza de la superficie, y (ii) el efecto ejercido por los obstáculos que se oponen localmente al viento. • Entre los primeros destacan las circulaciones térmicas que se originan a lo largo de las líneas de costa o entre los valles y laderas de una cadena montañosa. Entre los segundos merecen destacarse las modificaciones impuestas en el viento cuando atraviesa una cadena de montañas o cuando experimenta un proceso de encajamiento en un valle
- 22. a) Las Brisas costeras • La Radiación Solar penetra en el agua, sobre la Tierra sólo calentará las primeras pulgadas. Sobre el agua, se produce la Evaporación. La capa delgada del agua cercana al aire se enfría debido y se mezcla con la capa superficial calentada. Esta mezcla mantiene la T° del agua casi constante. Por otro lado, la Tierra se calientan rápidamente, lo que hace que el aire adyacente se caliente, se haga menos denso y se eleve. El aire frío sobre el agua es atraído Tierra adentro. Es lo que se conoce como "brisa marina". Por la noche, el aire sobre la Tierra se enfría rápidamente, y la T° disminuye rápido. Esto crea un flujo de retorno llamado "brisa terrestre". Las veloc. del viento en una brisa terrestre son ligeras; en el mar pueden ser muy aceleradas.
- 23. LOS VIENTOS LOCALES SENTIDO DE LAS BRISAS Brisa diurna En la superficie terrestre, las masas de aire se desplazan desde las zonas de altas presiones hacia las de bajas presiones. • Los vientos son movimientos de masas de aire entre diferentes puntos como consecuencia de las diferencias de presión. • Los movimientos de aire más característicos son las brisas, cuyo origen se debe a la diferencia de temperatura entre el mar y la tierra. • Tierra (cada vez más caliente) Brisa nocturna Tierra (cada vez más fría)
- 24. Turbulencia térmica en el valle (el aire se eleva cuando la Tierra se ilumina • Las montañas y los valles se calientan de manera desigual debido al movimiento del sol en el cielo. Por la mañana, el sol calienta e ilumina un lado de una montaña o valle. El otro lado todavía esta oscuro y frío. El aire se eleva sobre el lado iluminado y desciende sobre el oscuro. Al mediodía, "cae" sobre ambos lados y los calienta. Al final de la tarde, la situación es similar a la de la mañana. Después de la oscuridad, a medida que el aire se enfría, el aire desciende al valle desde las colinas más altas.
- 25. Variaciones diurnas del viento en montañas y valles debido al calentamiento solar • En un valle, los vientos descendentes se pueden producir en las pendientes opuestas del valle, lo que determina que el aire frío y denso se acumule o deposite en el suelo. Este aire frío se puede descender hacia el valle y causar el movimiento del aire debido al drenaje de aire frío. Además, como el aire frío desciende al suelo del valle, el aire en altura se vuelve más cálido. Esto da lugar a una inversión de temperatura que restringe el transporte vertical.
- 26. b) Las brisas de Montaña/valle • El aire tiende a elevarse sobre un obstáculo que se presenta en su camino y una parte trata de abrirse paso por los diferentes lados. Si una inversión de temperatura elevada (aire cálido sobre aire frío) cubre la mayor elevación, entonces el aire tratará de encontrar su camino por los costados de la montaña. Cuando el flujo de aire es bloqueado, se produce un entrampamiento o recirculación del aire. Durante la noche, los cerros y las montañas producen flujos de vientos descendientes porque el aire es más frío en grandes elevaciones. Por lo general, los vientos descendientes son ligeros. Sin embargo, bajo condiciones correctas, se pueden producir vientos más rápidos.
- 27. INFLUENCIAS TOPOGRAFICAS • Las características físicas de la superficie terrestre se denominan rasgos del terreno o topografía. Los rasgos topográficos no sólo influyen en el calentamiento de la Tierra y del aire que la rodea sino también en el flujo del aire. Los rasgos del terreno, como se podría esperar, afectan sobre todo el flujo del aire relativamente cercano a la superficie terrestre. Estos rasgos se pueden agrupar en cuatro categorías: plano, montaña/valle, tierra/agua y áreas urbanas.
- 28. Los efectos topográficos en el calor y en flujo del viento La topografía afectan la atmósfera de dos maneras: térmicamente (a través del calor) y geométricamente (o mecánicamente). La térmica se produce por el calentamiento diferencial. Los objetos emiten calor en tasas distintas. Por ejemplo, un área con pasto no tendrá capacidad de absorción y, en consecuencia, liberará tanto calor como una playa de estacionamiento asfaltada. La turbulencia mecánica es causada por el viento que fluye sobre objetos de tamaños y formas diferentes. Por ejemplo, el flujo del viento que rodea un edificio será diferente del de un maizal.
- 29. LAS DUNAS Una formación típica de los arenales y los desiertos son las dunas. Cuando la arena transportada por el viento choca contra un obstáculo y se deposita encima hasta cubrirlo, se forma una duna. Las dunas presentan siempre una pendiente suave en la zona desde donde sopla el viento (barlovento) y una pendiente opuesta mayor en la zona protegida del viento (sotavento)
- 30. LA ACCIÓN DEL VIENTO • Para que el viento ejerza una acción geológica apreciable deben darse las siguientes condiciones: La existencia de vientos frecuentes y de cierta intensidad La presencia de arena y polvo en el suelo La existencia de suelos secos y sin vegetación Escasa humedad ambiental
- 31. EROSIÓN EÓLICA Se puede producir de dos maneras: DEFLACCIÓN (Levantando las partículas sueltas que hay en el suelo) CORROSIÓN (Utilizando los materiales que transporta como pequeños proyectiles que desgastan la rocas)
- 32. EROSIÓN EÓLICA El viento transporta las partículas más gruesas a ras de suelo, por lo que la erosión es mayor en la base de las rocas
- 33. TRANSPORTE Y SEDIMENTACIÓN EÓLICOS • El viento realiza un transporte selectivo (la distancia a la que transporta las partículas depende de su peso y de la intensidad del viento) El transporte eólico puede realizarse por suspensión, saltación y reptación
- 34. MASAS DE AIRE • Son fenómenos de escala macro, que cubren miles de km2 . Son volúmenes relativamente homogéneos con respecto a la T° y a la H°, y adquieren los caracteres de la región sobre la que se forman y desplazan. Los procesos de radiación, convección, condensación y evaporación condicionan la masa de aire a medida que se desplaza. • Se clasifican como marítimas o continentales según tengan su origen en el océano o la Tierra, y como árticas, polares o tropicales según la latitud de su origen. • La frontera entre masas de aire con características diferentes se denomina frente. Un frente no es una pared marcada sino una zona de transición que muchas veces abarca varios kilómetros.
- 35. CLASIFICACIÓN DE LAS MASAS DE AIRE • CLASIFICACIÓN SEGÚN SU REGIÓN DE ORIGEN 1.- Masas de aire Ecuatoriales (E), típico de fuentes de origen de zonas ecuatoriales. 2.- Masas de aire Tropicales (T), típico de las fuentes de origen de centros de altas presiones subtropicales. 3.- masas de aire Polares (P). 4.- Masas de aire Árticas (A). • CLASIFICACIÓN SEGÚN EL ASPECTO TERMODINAMICO Este aspecto de clasificación de Bergeron distingue dos tipos principales de masas de aire. 1.- Masas de aire frías (K), indica que el aire es más frío que la superficie subyacente sobre la cual se desplaza. 2.- Masas de aire cálido (W), indica que el aire es más cálido que la superficie subyacente sobre la cual se desplaza. La clasificación termodinámica indica condiciones de estabilidad e inestabilidad en las capas de aire cercana a la superficie terrestre.
- 38. Clasificación de masas de aire Nombre Origen Propiedades Símbolo Ártica Regiones polares T°bajas, pero con HR alta de verano, la más fría de las masas de aire de invierno A Polar conti- nental Áreas continentales subpolares T°bajas (crecientes con el mov. hacia el sur), poca HR, permanece constante Pc Polar marítima Área subpolar y región ártica T° bajas, crecientes con el movimiento, humedad alta Pm Tropical con- tinental Áreas subtropicales de presión alta T° altas, bajo contenido de humedad Tc Tropical marítima Fronteras meridionales de áreas oceánicas subtropicales de presión alta T° altas moderadas, humedad alta específica y relativa Tm
- 39. FRENTES
- 42. FRENTE FRIO • El frente frío (figura) es una zona de transición entre el aire cálido y el frío, donde este último se mue- ve sobre el área previamente ocupada por el cálido. • Por lo general, los frentes fríos presentan pendientes de 1:50 a 1:150, lo que significa que por cada km de distancia vertical, habrá de 50 a 150 km de distancia horizontal cubierta. • El aumento de aire cálido sobre un frente frío en avance y el enfriamiento expansivo subsiguiente a este aire, conducen a nubosidades y precipitaciones de acuerdo con la posición del frente superficial (el frente superficial es el punto en el que el frente en avance entra en contacto con la Tierra)
- 43. FRENTE FRIO EN AVANCE
- 46. • Los frentes cálidos, por otro lado, separan el aire cálido en avance del aire frío en retirada y presentan pendientes del orden de 1:100 a 1:300 debido a los efectos de fricción del borde de salida del frente. La precipitación generalmente se encuentra en el avance de un frente cálido, como se puede observar en la Fig.
- 49. • Cuando emergen frentes fríos y cálidos (y el frente frío se sobrepone al cálido) se forman frentes ocluidos (figura). Los frentes ocluidos pueden ser llamados oclusiones de frentes cálidos o fríos, como lo indica la figura. Sin embargo, cualquiera sea el caso, una masa de aire más fría predomina sobre una no tan fría. • Independientemente del tipo de frente ocluido que se aproxime, las nubes y precipitaciones resultantes de tal frente serán similares a las de un frente cálido. A medida que el frente pasa, las nubes y la precipitación se parecerán a las de un frente frío. Así, por lo general es imposible distinguir cuándo se aproxima un frente cálido y cuándo lo hace uno ocluido. Las regiones en las que predominan los frentes ocluidos presentan pocas nubes, cantidades mínimas de precipitaciones y pequeños cambios diarios de temperatura
- 50. Frente ocluido
- 54. Oclusiones de frentes fríos y cálidos
- 56. FRENTE ESTACIONARIO. Las masas de aire alrededor de este frente no se encuentran en movimiento. Será semejante al frente cálido. cP y mT representan las masas de aire de los tipos polar continental y del tropical marítimo. Un frente estacionario puede provocar malas condiciones climáticas que persistan durante varios días
- 57. Es aquel que marca la separación entre dos masas de aire, entre las que no se manifiesta desplazamiento de una respecto de la otra. La sección es similar a la de un frente cálido
- 59. MASAS DE AIRE EN SUDAMERICA • MASAS DE AIRE EN INVIERNO En la parte norte del continente prevalece las masas de aire ecuatoriales. Ecuatoriales del atlántico norte y ecuatoriales del atlántico sur, respectivamente, al norte y sur de la zona de convergencia intertropical (ZCIT). Estas masas son cálidas y muy húmedas y potencialmente inestables. Están caracterizadas por nubes cúmulos de gran desarrollo vertical, tiempo lluvioso con tempestades. Al sur de las prevalecientes de masas de aire ecuatoriales, se encuentran las masas de aire tropicales, Tropical del Atlántico (Ta) al lado Este del continente y Tropical del Pacifico (Tp) al lado Oeste. Tp se deriva de los flancos polares y orientales de la célula de altas presiones del Pacifico sur, donde la subsidencia es marcada; son masas de aire frías, secas y estables, características tales que se acentúan aún más cuando se desplazan sobre las aguas frías a lo largo de la costa. Los desiertos de Chile y Perú son consecuencia de dichas propiedades de las masas tropicales del Pacifico. .
- 60. ZCIT FRENTE POLAR Ea Pp Tp Pa Tc Ta Ea MASAS DE AIRE SUDAMERICA EN INVIERNO
- 61. Al sur de las masas de aire tropicales se encuentran las masas de aire polares, originados en las latitudes medias y altas de los océanos Pacifico y Atlántico sur. Estas son polar del Pacifico (Pp) y polar Atlántico (Pa). El aire polar del Pacifico son potencialmente inestables y ascienden sobre las montañas del sur de Chile, originando precipitación abundante. Como el aire polar se mueve hacia el ecuador, contra el aire tropical Pacifico (Tp) se originan frentes (MF) los que llevan precipitaciones abundantes a las regiones mediterráneas de Chile. Debido a la que la circulación atmosférica en invierno es fuerte, las masas de aire Pp, cruzan los Andes al sur de 30º S y se confunden con las masas polares del atlántico (Pa).
- 62. MASAS DE AIRE EN SUDAMERICA • MASAS DE AIRE EN VERANO Ciertas modificaciones significativas de las masas de aire de invierno, ocurren en su distribución como en sus características en verano. la zona de convergencia intertropical (ZCIT) se desplaza bastante al zur del continente. Aire ecuatorial y tropical continental (Tc) prevalecen sobre gran parte del interior del continente hasta más allá de los 20º S. Esta es la estación lluviosa del norte y centro de Brasil; así como los Andes y en la Amazonía Peruana. La circulación atmosférica en verano son muy débiles en promedio, así que el aire polar del Pacífico (Pp) no forman frentes con el aire tropical del Pacífico (Tp), pero se desplaza hacia el ecuador con buen tiempo.
- 63. ZCIT FRENTE POLAR Ea Pp Tp Ct Ta Ea MASAS DE AIRE SUDAMERICA DE VERANO. ENEROTp FRENTE POLAR