clase 01 1

Meteorología

clase 01 2

IntroducciónPartes:• Clases de la 1 a la 9:

1.1Definición de la atmósfera

1.2 Continuación de la definición de la atmósfera Termodinámica

1.3 Altímetra Viento

1.4 TurbulenciaNubes

1.5 Masas de aire Frentes

1.6 Continuación de frentes Peligros en el vuelo

1.7 Tormentas

1.8 Otros fenómenos meteorológicos: Rayos

1.9 Planificación del vuelo ( metars)

clase 01 3

Introducción2. Clases de la 9 a la 13 ( a destacar de cada clase)

2.1 Circulación generalSistemas de presión

2.11 Precipitación

2.12 TurbulenciaFenómenos locales

2.13 OndasVisibilidad

3. Clases de la 14 a la 18

3.14 Corriente en chorro

3.15 Climatología

3.16 Tiempo en latitudes medias

3.17 Información meteorológica

3.18 Mapas

clase 01 4

Evaluación

1. Examen fuera de la academia

2. Aprobar cada parte por separado:

• 3 exámenes uno después de cada una de las partes ( banco de preguntas)

• Control en el que entra lo que se ha dado en la clase.

clase 01 5

Composición

– Los permanentes son gases que mantienen su concentración a medida que vamos aumentando la altitud. (en volumen del aire seco)

• Nitrógeno 78%. La producción de nitrógeno está ligado a la descomposición.

• Oxígeno 21% .• Argón 0,93% .

clase 01 6

Lección 1. La atmósfera.

1 Composición, extensión, división vertical 2 Temperatura 2 1 Distribución vertical de la temperatura 2 2 Transferencia del calor

- radiación solar y terrestre,- conducción,- convección,- advección y turbulencia.

2 3 Gradiente adiabático, estabilidad e inestabilidad 2 4 Desarrollo de la inversión, tipos de inversión 2 5 Temperatura cerca de la superficie de la tierra, efectos de

la superficie, variación diurna, efecto de las nubes, efecto del viento

clase 01 7

1. Composición, extensión, división vertical

Definición de la atmósfera:

• capa gaseosa que rodea y acompaña la tierra.

• Energía solar es la responsable de todos los fenómenos meteorológicos.

clase 01 8

– Los variables son gases que no mantienen la misma concentración a todas las altitudes de la atmósfera.

• Dióxido de carbono (CO2) 0,033%

El dióxido de carbono se produce por combustión y por la respiración de los animales. Es muy soluble en agua y se disuelve en grandes cantidades en los océanos.

Su importancia proviene de ser un gran absorbente de la radiación infrarroja

• Ozono Su máxima concentración se produce a los 20 – 25km de altura.

Lo más importante del ozono es que no deja pasar la radiación

• Vapor de agua Presenta en los 3 estados de la materia gas,

líquido y sólido. Absorbe radiación infrarroja contribuyendo al efecto invernadero al igual que el CO2.

Este gas interviene en la mayoría de los proceso meteorológicos.

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Propiedades atmosféricas

A) Temperatura. Medida del movimiento de las partículas de aire

B) Densidad: masa/volumenC) Presión

Ley relaciona las tres variables:P=Densidad.R.T

clase 01 10

División vertical

• Atmosera es muy compresible:

-masa por debajo de los 5 Km

50%-<16km 90%-<32km 99%Exite atmósfera por

encima de los 100 km

clase 01 11

• En proporción con la tierra ( radio tierra 6400km)

clase 01 12

Troposfera• 0- 11km aproximadamente.

Su altura varía con la latitud y con las estaciones. Esta capa alcanzará más altura en verano y el Ecuador. Sobre el Ecuador alcanza los 16 – 19km descendiendo en los polos hasta 7 – 8 km.

• El aire en la troposfera se encuentra en constante movimiento 90% de los fenómenos meteorológicos.

• La temperatura disminuye con la altura de forma constante a raíz de 2º/1000 pies. Su límite superior es la tropopausa situada a una altura media de unos 11km y a una temperatura de –56,5ºC

clase 01 13

Estratosfera

• Estable: se mueve prácticamente de manera horizontal.

• La temperatura es constante hasta los 25km y después aumenta con la altura. El ozono absorbe radiación UV.

• En esta capa no hay nubes debido a la inexistencia de vapor de agua ( hay excepciones)

clase 01 14

Mesosfera y Termosfera

1. Mesosfera La temperatura disminuye rápidamente con la altura en esta capa. Es una capa muy turbulenta

2. Termosfera En esta capa, la temperatura aumenta con la altitud.

clase 01 15

2.Temperatura

• Definición:Energía cinética de las moléculas en movimiento• Temperatura es diferente de calor. Transferencia de energía• Escalas

• El astrónomo Celsius marcó un 0 a la temperatura del hielo fundente y 100 a la de ebullición del agua y dividió el intervalo en 100 partes iguales, de las cuales cada una de ellas se llamo grado centígrado.

• Pero el físico Fahrenheit • ºC = 5/9 (ºF – 32) ºF = (9/5 ·ºC) + 32• Pero el Sistema Internacional de medidas la unidad de temperatura es el Kelvin. La

unidad grado es la misma que la escala centígrada. Esta escala no tiene temperaturas negativas. El 0 absoluto corresponde a una temperatura de –273,15ºC.

• La conversión de la escala Kelvin a la escala centígrada, y a la inversa se realiza mediante las siguientes fórmulas.

• ºC = ºK – 273 ºK = ºC + 273CelisusF

clase 01 16

2. Temperatura

Medidas ( mercurio alcohol) a)en la superficie ( a 1,5 metros de la superfície en la

sombra) b)en altura:

-Globos sonda-En avión: IAT: ( indicated air temperature):

exterior. OAT:(oitside oir temperatura):verdadera. Corregida de efectos de calentamiento.

Sensación térmica.

clase 01 17

2.1 Distribución vertical de la temperatura.

• Aire se calienta por el suelo.• Definición de gradiente de temperatura∆=Tbase-Tcima/ espesor del estratoEl gradiente vertical de temperatura en la

troposfera es 6,5ºC/1000m.- gradiente positivo= temperatura disminuye con la

altura (normal)-gradiente negativo?• Isotema

clase 01 18

Sondeos atmosféricosMiden las variables meteorológicas sobre la vertical

Resultado es una curva de estado T (h,p)

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Inversiones

a)a) Atmósfera estándar (ISA)Atmósfera estándar (ISA)b)b) Inversión témica junto el sueloInversión témica junto el sueloBoiraBoirac) Inversión en aturac) Inversión en atura Una masa de aire frío Una masa de aire frío penetra en una de aire más calientepenetra en una de aire más caliente Impide ascenso de aireImpide ascenso de aire

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Inversiones:

• En superficie

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Inversión por subsidencia

• Anticicón

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Inversión frontal

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2.2 Transferencia de calor• Definición: Calor es una medida de la cantidad total de energía

presente en una porción de materia. Cuando un cuerpo recibe calor, lo manifiesta en general por una elevación de su temperatura.

• Calor específico: cantidad de calor que hay que suministrar a un gramo de una sustancia para que eleve su temperatura un grado centígrado.

Ce Mar >>> Ce tierra

clase 01 24

Conducción

• Es la transmisión de calor mediante un medio material por impacto entre moléculas adyacentes.

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Convección

• Movimento de un fluido

Ejemplo: aire del suelo se calienta y sube

Ejemplo: el aire frío de las montañas baja al valle

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Advección• Transmisión de calor por movimientos

horizontalesEjemplo: advección calida sur-norte de la

circulación general de la atmósfera

clase 01 27

Turbulencia

• Movimiento irregular del aire de capas inferiores a superiores y al revés.

ejemplo: coctelera

clase 01 28

Radiación• Transmisión de calor a distancia.• Relación entre la radiación que recibimos y la tempertaura al que

se encuentra el sol:R (energía por unidad de área y tiempo) ~Texp4

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• Sol: UV 10%, visible 40%, IR (49%), 1% ( más cortas)

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Balance radiactivo

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CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO DEL SUELO

• La inclinación de los rayos solares

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• Estaciones del año En los equinoccios el Sol incide perpendicularmente sobre el ecuador y por lo tanto, el día y la noche duran lo mismo. En los solsticios, el Sol incide perpendicularmente sobre un trópico, 23º27’

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Variación diurna • Día: El Sol está más alto al mediodía; el suelo

recibe mayor radiación solar de la que envía y por lo tanto se alcanza la mayor temperatura.

• Noche: La temperatura cae hasta alcanzar la mínima después del amanecer (Porque ha estado enviando radiación terrestre de onda corta sin recibir radiación solar).

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• Nubes: a) De día, las nubes reflectan la radiación solar impidiendo que llegue

a la superficie, y por lo tanto, no aumenta su temperatura.b) Durante la noche, la radiación terrestre es absorbida por las nubes

y radiada hacia la tierra otra vez impidiendo que se enfríe ésta.• Viento (mezcla) :a) de día : no alcanzará temperaturas tan altas.b) Durante la noche evita que se crea una inversión de temperatura• Superfície: mar ( Ce muy alto) vegetaciónEjemplo: desierto

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clase 01 36

Estabilidad

• Como consecuencia, la estabilidad de la atmósfera viene determinada básicamente por 2 factores:

• La variación de temperatura con la altura que experimente la masa de aire que se mueve verticalmente.

• La variación de temperatura con la altura en el aire que rodea la masa de aire que asciende o desciende

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Proceso adiabático.

• Si tenemos un cilindro, totalmente estanco de calor con un gas en el interior, si movemos el émbolo hacia abajo, el gas se comprime sin variación de calor (pues está aislado), pero el trabajo realizado eleva la temperatura del gas. Si operamos el émbolo hacia arriba, el gas se expansiona sin variación de calor y su temperatura desciende.

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• GRADIENTE ADIABÁTICO SECO (DALR) Si en el proceso adiabático de una masa de aire que se desplaza verticalmente, esta masa de aire permanece <<seca>>, descenso o en ascenso a razón de 3ºC/1000 pies (1ºC/100 metros).

• GRADIENTE ADIABÁTICO SATURADO (SALR) Si en el proceso adiabático de una masa de aire que se desplaza verticalmente, esta masa de aire está saturada, o sea, contiene la máxima cantidad de vapor de agua, entonces la masa de aire aumenta o disminuye su temperatura (ya sea en descenso o en ascenso) a razón de 1,5ºC/1000 pies (0,5ºC/100 metros), cerca del suelo.

• La razón por la diferencia entre el gradiente adiabático saturado o húmedo y el gradiente adiabático seco es porque el vapor de agua se enfría y se condensa en forma de gotas de agua.

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clase 01 40

clase 01 41

EQUILIBRIOS. ESTABILIDAD E INESTABILIDAD

• En la atmósfera podemos distinguir 3 tipos de equilibrio:

• Estable Al desplazar una masa de aire de su posición de equilibrio vuelve a su posición inicial.

• RADIOSON: MAS INFO: http://images.google.es/imgres?imgurl=http://www.nws.noaa.gov/er/rah/graphics/ITfig2.jpg&imgrefurl=http://www.erh.noaa.gov/rah/education/eduit.html&usg=__US6iTbhyRydQFMCSEiyAwfs5Dks=&h=415&w=501&sz=54&hl=es&start=11&um=1&itbs=1&tbnid=mYDa8kqMeMhwNM:&tbnh=108&tbnw=130&prev=/images%3Fq%3Dthermodynamics%2Bdiagram%2Bmeteorology%26um%3D1%26hl%3Des%26sa%3DG%26tbs%3Disch:1

Diagram showing the temperature of a parcel moving up

and down along a dry adiabat in a stable environment.

clase 01 42

Condiciones inestables

• El aire de alrededor está más frío que la parcela. ( la atmósfera se enfría más rápidamente que el gradiente adiabático)

Condiciones inestables

Diagram showing the temperature of a parcel moving upand down along a dry adiabat in an unstable environment.

clase 01 43

Neutral

                              

                                                                    

                       Figure 5: Diagram

showing the temperature of a parcel moving up

and down along a dry adiabat in an neutral

(dry adiabatic) environment.

clase 01 44

Estabilidad condicional

• La primera parte sube por la adiabática seca hasta que se satura y sube por la saturada siendo inestable.

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clase 01 46

clase 01 47

• ISA 6,5ºC/1000m 2ºC/1000ft

clase 01 48

Estabilidad y inestabilidad

...,5,4

4,1.2,

3 ºC/1000ft (adiabatica seca)

1ºC/100m

...2, 1,6..

0,6, 0,8..

1,5 ºC/1000ft(adiabatica saturada)

0,5ºC/100m

1,0,-1,...

0.4, 0 ....

INESTABLE CONDICIONAL ESTABLE

El cambio de temperatura con la altura (ΔT) es:

clase 01 49

Estabilidad y inestabilidad atmosfera SECA

...,5,4 3 ºC/1000ft (adiabatica seca)

...2, 1...

INESTABLE NETURA ESTABLE

El cambio de temperatura con la altura (ΔT) es:

clase 01 50

Estabilidad y inestabilidad atmosfera húmeda

...2, 1,6. 1,5 ºC/1000ft (adiabatica saturada)

1,0,-1,...

INESTABLE NEUTRA ESTABLE

El cambio de temperatura con la altura (ΔT) es: