Tema 8

Sistemas del Tiempoen Latitudes Medias

Preguntas claves:

1. ¿qué produce los cambios de tiempo en latitudes medias?

2. ¿cómo se relacionan los centros de baja presión en superificie y las ondas en altura?

3. ¿cómo se asocia los centros de baja presión, vientos y nubosidad?

http://met.dgf.uchile.cl/tiempo/

Cambios de tiempo en Santiago

Post - FrontalFrontal Frontal ....Pre - FrontalCondición:

WV

IR

B

A

Frio

Cálido

500 hPa

Ejemplo de una depresión en latitudes medias

Frentes en el HS

Los frentes corresponden a las áreas de encuentro de las masas de aire frío y cálido. En ambos casos el aire cálido, menos denso, asciende sobre el aire frío. En ese proceso, la humedad condensa formando nubes y precipitación

Esquema de la circulación en un clásico frente frío anabático. En este caso la WCB experimenta un ascenso hacia atrás sobre el domo de aire frío. (a) Planta, (b) Corte vertical a lo largo de A-B.Adptado sin permiso de Browning 1997.

(a)

Descending dry airwith low θe

Warm Conveyor belt

A

B

(b)

Procesos microfísicos en nubes sobre el frente frío. (Houze 1993)

Wide cold-frontal band

Narrow cold-frontal band

Warmsector band

Warm Air

Precipitation

Cold Air

Post frontal band

Warm-frontal band

Convectiveclouds

Lowercloud bdy

Upper cloudboundary

Otro Ejemplo Interesante…identificar jet, B, frentes

B

Los colores muestran la altura geopotencial del nivel 500 hPa...

…una carta con isobaras a 5500 m sería muy similar.

Además, empleando la ec. de gases ideales y el balance hidrostático se puede demostrar que la altura geopotencial a un cierto nivel es proporcional a la temperatura media de la capa bajo ese nivel

Interpretación de vaguadas y dorsales como trazadores de masas de aire

Numero de onda…

Bajo (frío) Alto (cálido)

Vaguada

Dorsal

Carta de altura (500 hPa)

Z(500)

Bajas Altas

• Centros de baja presión en superficie tienden a ubicarse al este del eje de la vaguada tropospfera media

• Centros de alta presión en superficie tienden a ubicarse al este del eje de la dorsal en tropospfera media

Ondas baroclinicas en el HS

Colores:Presión en superficie

Contornos:

Geopotencial 500 hPa

Mapa de altura (500 hPa)

W Longitud E

Latit

ud

N

S V D

B A

Vaguadas y dorsales tienden a desplazarse hacia el este a unos 5 m/s (el viento también es hacia el este, pero a unos 10m/s en 500 hPa)

Las sistemas vaguadas/dorsales y bajas/altas pueden seguirse por varios días. En muchos casos, la circulación en torno a estos sistemas se intensifica en el tiempo, en contra de la fricción superficial. Particular atención se ha prestado a la ciclogénesis, es decir, el proceso de intensificación de las depresiones (pueslas depresiones se asociación al “mal” tiempo).

Ciclogenesis

A

C

B

Columnas A, B, C estan fijas a la tierra.

¿Cual de ellas tiene mayor rapidez de rotación c/r a su eje vertical?

R(A) = 0R(B) = rot. terrestre / 2R(C) = rot. terrestre

f : Vorticidad planetariaSiempre negativa en el HS. Valor absoluto se incrementa hacia el polo

s-1

η: Vorticidad relativa

f+η: Vorticidad absoluta

s-1

s-1

+-

lenta

rapida

RotaciónLenta

RotaciónLenta

Oeste Este

Sur

Norte

Aumento rotación→ contracción→ Convergencia

En el eje de la dorsal : f ∼ -9.10-5s-1 η ∼ +2·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -7·10-5s-1En el eje de la Vaguada: f ∼ -4·10-5s-1 η ∼ -10·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -14·10-5s-1

Z=5400

Consideremos una pequeña ondulación en el flujo superior...

Disminución rotación→ expansión→ Divergencia

RotaciónRápida

V D

Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)

Eje de

Vagu

ada

Eje de

Dors

al

Eje de

Vagu

ada

Longitud

Latitu

d

Altu

ra

50°S

30°S

120W 70W

DIV CONV

∂p/∂t < 0 ∂p/∂t > 0

Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo

Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)

Longitud

Latitu

d

Altu

ra

50°S

30°S

120W 70W

B

A B

A

Eje de

Vagu

ada

Eje de

Dors

al

Eje de

Vagu

ada

Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo

B

Frente cálido

Frente frío

Colores: Temperatura en niveles bajosContornos: Presión superficialPuntos: Trazadores de velocidad

Aire frío

Aire cálido

Oeste Longitud Este

Sur

Lat

itud

N

orte

Sur

Lat

itud

N

orte

Frontogenesis en el HS

B

Longitud

Latitu

d

Altu

ra

50°S

30°S

120W 70W

B A

Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)

Eje de

Vagu

ada

Eje de

Dors

al

Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo

RotaciónLenta

Rotaciónmás rápida

Rotaciónmás lenta

Oeste Este

Sur

Norte

Advección de aire cálidoAumento del espesorAumento de geopotencialDisminución de rotación

Advección de aire fríoDisminución del espesorCaída de geopotencialAumento de rotación

Advección térmica en niveles bajos profundiza la vaguada y hace crecer la dorsal, lo cual exacerba la diferencia de rotación entre ambos ejes…

Z inicial

Z final

Etapa Inicial

Etapa FinalEtapa Ocluida

Etapa Abierta

Evolución de los frentes: Como el frente frío avanza en general mas rapido que el cálido, despues de un tiempo el aire frío

desplaza por completo al aire cálido (el cual queda encima)...enesta condición se ha removido el máximo de energía potencial

(que se ha convertido en cinetica)