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domingo, 27 de mayo de 2012

Turbulencia mecánica



La turbulencia mecánica o de rozamiento proviene de la dislocación en series de torbellinos, del flujo del aire en las proximidades de la superficie terrestre. Favorece esta turbulencia la presencia de obstáculos (árboles, edificios, colinas, etc.).

El aire de la capa límite sufre, como cosecuencia de la turbulencia mecánica, una intensa mezcla. Si la capa límite es inicialmente estable, se produce un enfriamiento de la parte superior y un recalentamiento en su parte inferior. Si el aire no está saturado, tiende a establecerse un gradiente adiabático seco en la capa turbulenta.

La turbulencia tiene también como consecuencia, provocar la mezcla del vapor de agua en la capa turbulenta. El contenido en vapor de agua tiende a igualarse y el aire puede llegar a saturarse a un cierto nivel por debajo de la cima de la capa de rozamiento. La condensación se puede producir entonces a una cierta altura sobre el suelo, que se denomina nivel de condensación de mezcla (N.C.M.), y corresponde a la base real de la nube.

En caso de formarse una nube por turbulencia, el gradiente adiabático seco sólo se establecerá por debajo de la base (N.C.;M.). Por encima, se establecerá el gradiente adiabático saturado o nuboso hasta el nivel de la cima de la capa turbulenta. La nube se extiende hasta el nivel de la inversión de turbulencia en la cima de la capa de rozamiento.

La nube que se forma es inicialmente un stratus, una capa nubosa sin forma definida, que puede persistir bajo tal aspecto, pero con la posibilidad de que sus superficies inferior y superior parezcan onduladas.

Si se producen este tipo de ondulaciones, el espesor de la nube varía y puede presentar claros, como consecuencia de que la condensación en nube se produce en las corrientes ascendentes, mientras que en las corrientes descendentes interviene cierta evaporación. La nube se clasifica, entonces, en el grupo de los stratocumulus.



Se pueden formar, asimismo, nubes de turbulencia bajo las nubes de lluvia, como son los nimbostratus, altostratus y cumulonimbus. Son nubes bajas y desgarradas de mal tiempo: stratus fractus y cumulus fractus.

La palabra "fractus" significa "roto". El prefijo "fracto" se usa, a veces, con el mismo significado. Las nubes bajas desgarradas se designan a menudo con los términos de fractostratus y fractocumulus.

Estas nubes toman su humedad de la evaporación de las gotas de lluvia y del agua de lluvia que moja el suelo. La turbulencia próxima al suelo produce, entonces, las nubes desgarradas en la capa de aire muy húmedo comprendida entre el suelo y la base de la capa nubosa principal.

A veces se observan stratocumulus o altocumulus cuando el viento varía con la altitud en una capa húmeda muy por encima de la capa límite. A estas alturas se pueden producir movimientos turbulentos pero, en general, algún otro factor es responsable de su elevada humedad. Esta humedad no proviene de la transferencia por mezcla debida a la turbulencia en las proximidades de la superficie terrestre.

jueves, 10 de mayo de 2012

Causas generales de la formación de nubes


La formación de la mayor parte de las nubes resulta de movimientos ascendentes de aire húmedo que se expande a causa de la disminución de la presión con la altitud y por el consiguiente enfriamiento adiabático. Entonces, una parte del vapor de agua se condensa para formar la nube.

La forma de las nubes es consecuencia de los procesos de levantamiento del aire que son las que las modelan. Los diversos tipos de movimientos verticales que pueden dar lugar a la formación de nubes son:

A) turbulencia mecánica (o turbulencia de rozamiento);
B) convección (o turbulencia térmica);
C) ascendencia orográfica;
D) ascendencia lenta y extendida.

domingo, 18 de marzo de 2012

Inversión de turbulencia



La turbulencia contribuye a la formación de inversiones. La turbulencia, si dura bastante tiempo, provoca una mezcla completa de la atmósfera en las capas donde se produce.

La turbulencia mecánica puede así provocar el transporte en altitud del aire frío inicialmente situado en la base de una inversión de superficie, lo que tiene por efecto ampliar a una capa de aire más espesa el enfriamiento radiativo. La cima de la inversión se encuentra, pues, transportada a una más grande altura.

Por otra parte, una turbulencia más intensa, debida a un viento fuerte, puede, por mezcla, repartir el aire más frío sobre una capa todavía más espesa. El enfriamiento en superficie, entonces, se reduce y la inversión no se produce. Esto muestra que la velocidad del viento y la turbulencia que resulta deben quedar comprendidas entre ciertos límites para que una inversión de superficie espesa se pueda producir.

La turbulencia puede a veces crear una inversión en altitud. En una capa turbulenta, el aire superior, arrastrado hacia abajo, se calienta por comprensión adiabática, mientras que el aire de las capas superiores, transportado hacia arriba, se expansiona adiabáticamente y se enfría.

Al cabo de un cierto tiempo, el aire de toda la capa habrá sufrido, en este proceso de mezcla, compresiones y expansiones adiabáticas. Se establecerá en la capa un gradiente vertical de temperatura del mismo valor que el gradiente adiabático; el aire es más caliente que antes en las capas bajas, más frío en la parte superior.

En el supuesto de que, por encima de la capa turbulenta, la temperatura del aire permanezca constante a pesar del enfriamiento adiabático, puede formarse una inversión de turbulencia.   

martes, 28 de febrero de 2012

Turbulencia atmosférica


El examen del registro de un anemógrafo muestra que el viento en superficie sufre variaciones rápidas e irregulares de velocidad y de dirección. Estas fluctuaciones indican que el flujo de aire es turbulento, formándose numerosos torbellinos en las proximidades de la superficie terrestre.

Es difícil determinar la estructura exacta de estos torbellinos, que son muy irregulares. En particular, sus ejes de rotación pueden tener todas los direcciones.

El grado de turbulencia se ha demostrado que depende de numerosos factores tales como la velocidad del viento, la rugosidad de lo superficie, el gradiente vertical de temperatura, etc.

Los meteorólogos distinguen entre dos tipos de turbulencia:

A) la turbulencia térmica;
B) la turbulencia mecánica.

La turbulencia térmica resulta de la convección debido al calentamiento en superficie por la insolación del suelo. Puede igualmente originarse del paso de una masa de aire relativamente fría sobre una superficie terrestre u oceánica más caliente

El aumento de la temperatura en las capas muy bajas tiene como consecuencia el aumento del gradiente vertical de temperatura, haciéndose finalmente la atmósfera inestable. Las corrientes de convección que se desarrollan son una forma de turbulencia.

El trabajo de un meteorólogo: Descubre su rol crucial en la comprensión del clima

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