Masas de Aire Masas de Aire

y y

FrentesFrentes

• Masas de aire. Definición y extensión.

• Regiones de origen. Clasificación según

su origen.

• Transformaciones de las masas de aire.

• Fenómenos asociados.

• Masas de aire en Sudamérica en general

y en Argentina en particular.

Tema 7:Tema 7:

Masas de Aire

El concepto de masa de aire fue introducido por Bergeron en 1929, la definió como:

"una porción de la atmósfera cuyas propiedades físicas son más o menos

uniformes en la horizontal, y su cambio abrupto en los bordes"

Una masa de aire se caracteriza por:

• gran extensión horizontal entre 500 y 5000 kms

• en la vertical entre 500 mts y 20 kms

• y su homogeneidad horizontal referido a la temperatura y contenido de vapor de agua.

Puede definirse como una gran porción de aire cuyas

propiedades físicas, en especial

la temperatura, el contenido de humedad y el

gradiente vertical de temperatura,

son más o menos uniformes en una extensión

horizontal de varios centenares de kilómetros.

• Las masas de aire adquieren sus propiedades en contacto con las superficies sobre las que se forman.

• Debido a la poca conductividad calorífica del aire, los grandes volúmenes deben circular lentamente sobre zonas denominadas

regiones fuentes

para adquirir una distribución homogénea de temperatura y humedad.

La naturaleza y el grado de uniformidad

de las características de una masa de aire

están determinadas por:

Naturaleza de la fuentede la cual adquiere todas sus propiedades originales.

Dirección del movimientolas propiedades físicas de todas las masas de aire se clasifican

por comparación con las de la región situada debajo de ellas o con las masas de aire adyacentes.

Los cambios en su constitucióncuando la masa de aire se traslada recorriendo grandes

distancias.

Edad de la masa de aire

• La masa de aire adquiere todas sus propiedades de su fuente de origen.

• La mayor parte de los procesos físicos que tienen lugar en la atmósfera son el resultado de intentos de autorregulación que ésta realiza para tratar de reducir las enormes diferencias que resultan de la irregular distribución del calor y la presión.

• Las principales fuentes de masas de aire son zonas de superficie extensa y uniforme sobre las que generalmente se encuentran sistemas de presión casi estacionarios.

• Estas condiciones se cumplen cuando hay un

movimiento lento y divergente desde las

principales células térmicas y dinámicas de altas

presiones.

• Las regiones de bajas presiones son zonas de

convergencia hacia las que se trasladan las masas

de aire.

Según la región

donde adquieren sus propiedades

básicas

se clasifican en:

Aire Artico o Antártico - ASe genera sobre la región cubierta de hielo y nieve, con

circulación preferentemente anticiclónica.

Fría, seca y estable

Pc - Aire polar continentalSe genera en la región subpolar. Fría y seca

Pm - Aire polar marítimo Se genera en las zonas subpolar y ártica. Fría y húmeda

Tc – Aire tropical continental

Se genera en la zona continental subtropical de altas presiones.

Cálida y seca

Tm – Aire tropical marítimo

Se genera en los anticiclones subtropicales, sobre los océanos

Cálida y húmeda

E – Aire ecuatorial

Se genera en los mares tropicales y ecuatoriales.

Caliente y muy húmeda

• Según su comportamiento termodinámico se pueden dividir en:

K - FríaCuando es más fría que las masas de aire próximas

o que la superficie sobre la cual se desplaza

W - CálidaCuando es más caliente que las masas de aire próximas

o que la superficie sobre la cual se desplaza.

Región de Origen Nombre Caractérísticas

Región continental subpolar

Pc Polar continental

Fría y seca

Zona subpolar y ártica Pm Polar marítima Fría y húmedaZona continental

subtropical de altas presiones

TcTropical

continentalCálida y

seca

Anticiclones subtropicales sobre los

océanos

Tm Tropical marítima

Cálida y húmeda

Región cubierta de hielo y/o nieve; y circulación

anticiclónicaA Artico o Antárico

Fría, seca

y estable

Mares tropicales y ecuatoriales

E Ecuatorial caliente y muy húmeda

Masas de aire

en

Argentina

• Fuente:

Anticiclón Subtropicaldel

Océano Atlántico

• En verano las masas de aire tropicales son de origen marítimo

• con un gran contenido de humedad,

• mucha agua precipitable • e inestabilidad.

Aire tropical

• En invierno el anticiclón está más al norte

• la masa de aire tiene un recorrido muy continental,

• Irrumpe ocasionalmente

Aire Antártico

• Modifica sus propiedades durante la trayectoria marítima• se transforma antes de entrar al continente en

Polar Marítima

Aire polar

• La proveniente del Océano Pacífico, penetra en el territorio luego de cruzar la Cordillera de los Andes.

• Al cruzarla produce grandes precipitaciones al oeste de la cordillera, llegando seca.

• A ese secamiento hay que agregarle el secamiento que sufre la masa de aire al descender del lado argentino.

Aire polar

• La proveniente del Océano Atlántico penetra luego de un largo recorrido marítimo y posee abundante humedad.

• Al estar el continente más caliente, actúa como una masa

Polar marítima Fría – PmK

• Rápidamente se genera inestabilidad convectiva.

• Las masas de aire frío se dan, frecuentemente por el movimiento de aire polar hacia latitudes más bajas,

• o por aire marítimo que se desplaza sobre la tierra más caliente o aire continental moviéndose sobre un mar más cálido.

• Por este calentamiento de la masa de aire, se desarrolla la convección y turbulencia.

• Se forman nubes de tipo cúmulus.

• La visibilidad en general es buena.

• Las masas de aire cálido, en la mayoría de los casos, son de origen tropical y se mueven hacia latitudes más altas.

• Puede darse también el caso de aire marítimo cálido que se desplaza sobre el suelo más frío o aire cálido continental que se desplace sobre aguas más frías.

• En estos casos hay un lento transporte de calor desde la masa de aire hacia la superficie subyacente,

• con la consecuente estratificación dentro del aire, con ausencia de cualquier movimiento vertical o turbulencia.

• Se encuentran nubes estratiformes• y frecuentemente nieblas.

• Superficies frontales y frentes.

• Zonas de transición.

• Clasificación de los frentes.

• Procesos de formación y disipación de frentes.

• Características de los frentes en Argentina.

Tema 8:Tema 8:

Frentes

• Se denomina frente a la superficie (ideal) de separación entre dos masas de aire de diferente temperatura y densidad.

Pendiente frontal

• Indica a cuántos kilómetros en la horizontal se extiende el frente en superficie por cada km de altura.

Según su desplazamiento se distinguen

FrentesFríos – Calientes - Estacionarios

La actividad meteorológica de un frente depende del movimiento vertical de las masas de aire.

La nubosidad y la precipitación asociadas a los mismos son función de los siguientes factores:

cantidad de humedad disponiblegrado de inestabilidad de la masa de aire calientependiente de la superficie frontalvelocidad de desplazamiento del frentediferencias de temperatura y humedad entre las dos masas de aire

Los frentes se presentan asociados a las depresiones de manera que el frente cálido se encuentra por delante del frente frío

Frente frío• La masa de aire frío desplaza a la masa de aire caliente.

• El aire frío, más denso, avanza con rapidez por la superficie y hace elevar con fuerza el aire más cálido, que se enfría y se condensa formando nubes de tipo cumuliformes con un gran desarrollo vertical que originan chaparrones fuertes y tormentas intensas.

• Se desplazan a una velocidad entre 40 y 60 km/h.

• Su pendiente suele variar entre 1/30 y

1/100 y puede ser muy abrupta

• La banda de mal tiempo es relativamente estrecha, con un ancho de 100 a 150 km.

• Su desplazamiento suele ser rápido, por lo que la mejoría del tiempo, con apertura de grandes claros, ocurre poco después del paso del frente

• En general su movimiento es más rápido que el del frente caliente.

Frente caliente• La masa de aire caliente

desplaza a la masa de aire frío.

• El aire frío es más pesado y adopta una forma de cuña por debajo del aire caliente que asciende la especie de rampa que constituye la línea frontal.

• En la zona de contacto el aire caliente se enfría hasta condensarse y formar nubes que provocan precipitaciones.

• Originan lluvias débiles pero continuadas.

• Las nubes asociadas son de tipo estratiforme.

• Se desplazan a una velocidad entre 20 y 40 km/h

• Su pendiente es más suave que la del frente frío, 1/100 a 1/400

• El aire cálido se desliza activamente sobre el aire frío que retrocede pasivamente

• Las nubes toman forma estratificada, sin protuberancias cumuliformes, y de ellas se desprende llovizna o lluvia continua o intermitente, pero sin violencia.

• Si el aire cálido es inestable, el ascenso por la pendiente frontal dispara la inestabilidad

• se superponen y entremezclan nubes cumuliformes y estratiformes,

• pudiendo intercalarse fuertes aguaceros de corta duración entre la lluvia mansa

• La banda de mal tiempo se extiende principalmente por delante del frente, en una gran extensión, con un ancho superior a los 300 km y llegando en ocasiones a los 1000 km o más.

• En invierno originan a veces nieblas prefrontales.

• Su desplazamiento suele ser bastante más lento que en el caso del frente frío

• Un frente caliente activo suele caracterizarse porque detrás de él rota el viento unos 30 o 40 grados y disminuye algo su velocidad, la temperatura sube, el aire se hace más turbio; claros y nubes de tipo estratocúmulus se reparten el cielo; algunas veces se forma niebla (nieblas de sector cálido)

Frente estacionario

• no hay desplazamiento de una masa de aire respecto de la otra.

Frente ocluido• Se forma cuando un frente

frío, al moverse más rápido, alcanza a un frente cálido y se fusionan.

• Las dos masas de aire frío, la del frente cálido y la del frente frío, entran en contacto y permanecen en la parte más baja al ser más densos.

• El aire cálido es forzado a elevarse, se enfría y provoca precipitaciones intensas.

• Una vez arriba continúa el enfriamiento por contacto con el aire frío.

• Al principio provocan lluvias débiles y continuas con nubosidad de tipo estratiforme, y posteriormente las lluvias se intensifican con la llegada de nubes de desarrollo vertical, que provocan tormentas.

• La estructura general es algo diferente según cuál de las dos masas de aire frío que se han fusionado tiene la temperatura más baja.

• Si la más fría es la primera hay un predominio de nubes estratiformes y las precipitaciones serán débiles pero continuas.

• Si es la segunda, predominarán las nubes cumuliformes con chaparrones y chubascos.

Evolución

de un

sistema frontal

madurez

desaparición

encuentro del aire frío con el aire caliente en la

superficie frontal

etapa

de

onda

RepresentaciRepresentacióón de los frentesn de los frentes

Características

de los frentes

en Argentina

Aproximación de un sistema frontal

• Cuando un sistema frontal se aproxima a un lugar determinado,

• los parámetros meteorológicos comienzan a mostrar un comportamiento típico y muy coordinado,

• que definen características propias para ese sistema y para cada región.

• Si el frente es frío, • el aumento de la nubosidad es más rápido• usualmente las lluvias son de menor duración y de

intensidades variables.

• Cuando el frente es cálido, • las precipitaciones son más ligeras y pueden ser

más perdurables.

• Una vez que el frente ha pasado, el comportamiento de las variables meteorológicas se revierte:

Si el frente es frío los cambios son más marcados• la temperatura disminuye a medida que la masa de

aire frío, que puede ser un alta migratoria, comienza a invadir la zona.

• el viento adquiere una componente del oeste y luego del sudoeste.

• la presión comienza a aumentar • y la nubosidad a disminuir.

Inversiones

Térmicas

• Una inversión se produce cuando la temperatura del aire aumenta con la altura.

• Es una situación común en general confinada a una capa relativamente superficial.

• Los cuatro principales tipos de inversión se deben a diversas interacciones atmosféricas y presentan diferentes períodos de duración.

• La inversión por radiación es el tipo más común de inversión superficial y se produce con el enfriamiento acelerado de la superficie terrestre.

• A medida que la Tierra se enfría, la capa de aire cercana a la superficie también lo hace.

• Si este aire se enfría a una temperatura menor que la del aire de la capa superior, se vuelve muy estable y la capa de aire cálido impide cualquier movimiento vertical.

• Las inversiones por radiación generalmente se producen desde las horas finales de la tarde hasta las primeras de la mañana, con el cielo despejado y viento calmo, cuando el efecto de enfriamiento es mayor.

Inversión térmica de superficie o radiativa

0

300

600

900

1200

1500

4 6 8 10 12 14 16(ºC)

Inversión de Superficie

H (m)

Tope

Base

EnfriamientoNocturno

CalentamientoDíurno

Inversión frontal

Inversión por Subsidencia

0

300

600

900

1200

1500

1800

6 8 10 12 14 16(ºC)

Capa de Inversión

Base

Tope

Capa de Mezcla

SubsidenciaAire seco y cálido

Aire frío y húmedo

H (m)

Inversión por turbulencia

0

300

600

900

1200

1500

1800

2100

2400

2700

3000

3300

0 2 4 6 8 10 12 14 16(ºC)

Inversion por turbulencia

Aire Frío

Aire CálidoCapa turbulenta