jueves, 12 de septiembre de 2013

Formación y evolución de las células tormentosas


A menudo es posible distinguir las torres que sobresalen de la parte en crecimiento de una nube convectiva. Otras veces se pueden observar masas o líneas de tormentas unidas entre sí y que se extienden sobre distancias horizontales que sobrepasan los 50 km.

Algunas veces es posible asociar una tormenta con una cierta unidad de circulación convectiva que se llama célula. El diámetro de una célula tormentosa es del orden de 10 km y una célula aislada puede formarse a partir de varios cumulus en desarrollo. En otros casos, aparecen activas torres que sobrepasan una extensa masa nubosa.

En general, las células adyacentes tienen tendencia a reunirse. Sin embargo, pueden habitualmente distinguirse por la configuración del eco de sus precipitaciones en la pantalla del radar. Por otra parte, los aviones atraviesan a menudo regiones menos turbulentas situadas en la zona que separa las células tormentosas.

Fundándose en la velocidad y en el sentido de las corrientes verticales se pueden distinguir tres períodos en la vida de una célula tormentosa:

A) la fase de crecimiento;
B) el período de madurez;
C) la fase final.

Durante el crecimiento existen en toda la nube fuertes corrientes ascendentes. Aunque las observaciones por avión en el interior de la nube indican la presencia de lluvia o nieve, parece ser que estas precipitaciones quedan suspendidas por las ascendencias ya que en esta etapa no llegan al suelo. La siguiente imagen representa las fases.





El período de madurez comienza cuando las gotas de agua o las partículas de hielo caen de la base de la nube. Salvo en las regiones áridas, estas gotas y partículas alcanzan el suelo en forma de precipitación. Sus dimensiones y su concentración son demasiado elevadas para que las corrientes ascendentes puedan sostenerlas.

La fricción ejercida por la caída de los hidrometeoros ayuda a cambiar, en ciertas partes de la nube, el movimiento ascendente en movimiento descendente. Sin embargo, el movimiento ascendente persiste y frecuentemente alcanza su máxima intensidad en la parte superior de la nube, cuando comienza el período de madurez.

En general, el movimiento descendente es menos rápido y en la parte inferior de la nube es más pronunciado. Cuando el aire descendente alcanza la proximidad del suelo se ve forzado a extenderse horizontalmente, produciendo, a menudo, violentas ráfagas. En esta corriente, la temperatura es más baja que la del aire que la rodea. 

En este estado, una célula tormentosa va acompañada de fenómenos violentos en las proximidades de la superficie terrestre, en particular fuertes corrientes descendentes de aire frío, ráfagas, lluvias torrenciales y a menudo granizo.





En la fase final, la corriente ascendente desaparece completamente. Lo corriente descendente abarca la totalidad de la célula y, por lo tanto, no puede producirse condensación. Esta corriente se debilita cuando cesa la formación de gotas de agua y partículas de hielo. 

Mientras la lluvia y la corriente descendente persistan, la totalidad de la célula tormentosa es más fría que el aire que la rodea. Cuando cesan, la temperatura en el interior de la célula recobra el mismo valor que tiene el aire que la rodea. La disipación de la nube es completa y no quedan más que algunas nubes estratiformes. En superficie, ha desaparecido toda traza de tormenta y de ráfagas.



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jueves, 27 de junio de 2013

Importancia meteorológica de la noción de escala




Las dimensiones de los fenómenos meteorológicos son muy variables y van desde los pequeños torbellinos hasta los fenómenos a escala hemisférica o del globo, pasando por las tormentas y por las depresiones.


La micrometeorología se ocupa de los procesos meteorológicos de pequeña escala; el prefijo "micro", tomado del griego, significa "pequeño"; por lo tanto, la Micrometeorología se interesa principalmente por fenómenos tales como la turbulencia o la evaporación, que se producen en las capas vecinos al suelo.

Otros fenómenos tales como la brisa de mar o las tormentas son objeto de lo Mesometeorologia. El prefijo "meso" viene también del griego "mesos" que significa "media". La Mesometeorología se interesa principalmente por los procesos de dimensiones medias a los que algunas veces se les define como los aspectos a escala media ("mesoescala") de la circulación general.

Se dice que pertenecen o la escala sinóptica, las depresiones y los anticiclones que aparecen en los mapas sinópticos del tiempo. La meteorología sinóptica estudia este tipo de sistemas.

Finalmente, en los mapas hemisféricos pueden observarse fenómenos de mayor extensión. Las grandes ondas y la configuración de la circulación general son fenómenos de escala muy grande y su estudio lo efectúa la macrometeorología, nombre formado por el prefijo "macro", del griego "macros" que significa "grande".



Apartir de este post, estudiaremos algunos de los fenómenos de escala media (Mesoescala) que producen rigurosas condiciones meteorológicas. Debido a que corrientemente no pueden detectarse en los mapas sinópticos, a menudo se les califica de locales, sin que esto signifique que sus efectos sean despreciables. De hecho, uno de los fenómenos más violentos es el tornado; no obstante, sus efectos están limitados a una superficie relativamente reducida.

Fenómenos locales violentos



Ciertos fenómenos meteorológicos frecuentes son demasiado pequeños para poderlos reconocer en los mapas sinópticos corrientes, aunque sus efectos sean, algunas veces, localmente importantes. En los post anteriores, ya se ha visto que los vientos locales entran en esta categoría. Pero también están incluidos en la misma fenómenos más violentos tales como las tormentas y los tornados.

En las próximas publicaciones se tratará de las características de los tipos más frecuentes de fuertes tormentas y de los procesos físicos que les están asociados.


martes, 25 de junio de 2013

Efecto Foëhn



Frecuentemente, sobre las pendientes septentrionales de los alpes sopla un viento cálido y seco cuyo nombre local es foëhn.

El proceso que lo provoca se manifiesta también en otros partes del mundo y los meteorólogos han adoptado este nombre local para designar de manera general los vientos cálidos y secos que se producen en otras regiones montañosas.

Cuando el aire en su movimiento encuentra una barrera montañosa, se ve obligado a elevarse y se enfría adiabáticamente. Si su humedad es suficiente, el vapor de agua puede condensarse en gotitas o, algunas veces, si la temperatura es baja y existen núcleos de congelación, formar cristales de hielo.

Durante la formación de la nube, el calor latente liberado compensa en parte el enfriamiento adiabático y el aire se enfría según la adiabática saturada (o nubosa) que es más débil. Esta liberación de calor latente constituye lo esencia del proceso que más tarde dará origen al foëhn.

De la nube orográfica que se forma a barlovento de la montaña, pueden caer precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Estas precipitaciones reducen la cantidad de agua que queda en el aire que va a franquear las crestas. Este proceso es también esencial en la formación del foëhn.

Son pues, dos procesos importantes los que tienen lugar en el aire ascendente sobre la vertiente a barlovento de la montaña: la liberación del calor latente que es cedido al aire que asciende y la pérdida de agua en forma de gotitas o cristales de hielo que lo hacen mas seco de lo que estaba al principio.

Durante el descenso por la otra vertiente, el aire se recalienta por compresión adiabática. Las gotitas de agua que contiene la nube se evaporan y enfrían en el aire, compensando en parte el calentamiento adiabático. Este calentamiento, más lento, corresponde, pues, al adiabático saturado.

Pero una parte de las gotitas de agua que se formaron durante la ascendencia ha dejado ya el aire en forma de precipitación. Entonces las gotitas que quedaron se evaporan en un descenso más corto y por lo tanto la base de la nube está más alta a sotavento que a barlovento de la montaña.

Por debajo del nivel de la nube, el aire continúa descendiendo y se calienta rápidamente según la adiabática seca.

Al llegar al llano, el aire tiene una temperatura superior a la que tenía antes de franquear lo montaña. Esto es debido a que el calor latente correspondiente a las precipitaciones ha quedado en el aire, mientras que el agua precipitada quedó sobre la otra vertiente. El foëhn que llega a las últimas pendientes de la montaña es, pues, cálido y seco.

La siguiente imagen representa el mecanismo del foëhn. Se observará que la base de la nube a barlovento de la montaña es más baja. Conviene recordar que, para que el aire sea seco, es necesario que existan precipitaciones.




Para ver claramente cómo varía la temperatura en el curso de la formación del foëhn, véase un ejemplo: 

Supóngase que el aire se eleva a 3 km para franquear la cadena de montañas y que a barlovento la base de la nube está situado a 1 km sobre el nivel del llano. Supóngase también que se produce precipitación durante la ascendencia y que en consecuencia la base de la nube a sotavento se sitúa 1 km más alta que en la otro vertiente.

Suponiendo que la temperatura inicial del aire sea 20°c, que el enfriamiento adiabático seco sea de 10°c por km, que el enfriamiento adiabático nuboso o saturado sea de 6°c por km y que el calentamiento tanto en la ascendencia como en el descenso tenga el mismo valor. Se puede observar que la temperatura del aire se ha elevado como consecuencia de haber pasado sobre lo montaña.




No todos los vientos de montaña van acompañados de efecto foëhn. Cuando el aire es demasiado seco para que se forme una nube orográfica, sufre durante toda la subida una expansión adiabática seca. En el descenso, la compresión adiabática seca lo calienta exactamente igual que lo que se enfrió a la subida y por lo tanto recobra su temperatura inicial.

Si se forma una nube orográfica, pero sin precipitación, la base de la nube tiene la misma altura en las dos vertientes. Suponiendo que en la anterior imagen no se hubiera producido precipitación, el lector podrá determinar cómo varía la temperatura en el descenso.

También podrá comprobar que las variaciones de la temperatura son las mismas, aunque en sentido inverso, que las sufridas por el aire a la subida. La temperatura final del aire es igual a su temperatura inicial. No hay por lo tanto efecto foëhn.

Los vientos locales son los responsables de la mayoría de las particularidades de los climas en una determinada localidad donde la superficie de la tierra no sea uniforme. Sus efectos, a menudo, son muy marcados, particularmente cuando provienen de otros fenómenos meteorológicos.

jueves, 20 de junio de 2013

Brisa de valle (viento anabático)




La brisa de valle resulta del proceso inverso del que provoca la brisa de montaña. Es un flujo de aire de velocidad moderada que sube por la pendiente de las montañas o de las colinas cuando el tiempo es cálido.

Con este tiempo, cuando el cielo está claro, las pendientes se calientan por radiación solar y la temperatura del suelo se hace más elevada que la del aire. El aire que esté en contacto con el suelo se calienta a su vez haciéndose más caliente que el que se encuentra al mismo nivel en la atmósfera libre.

Por lo tanto, el aire calentado, menos denso, tiende a elevarse y es reemplazado por el aire más frío y más denso que le rodea. Al elevarse a lo largo de la pendiente, el aire se expande y se enfrío. Si esta expansión fuese adiabática el movimiento se pararía, pero, en la realidad, al contacto con la pendiente caliente, se produce un aporte continuo de calor que compensa el enfriamiento.

En general, la brisa del valle es débil, aunque, en tiempo soleado, el gradiente de presión resultante de las diferencias de temperatura pueda ser elevado. En realidad, el aire ascendente tiene siempre tendencia a separarse de la pendiente para elevarse más rápidamente y formar movimientos de inestabilidad convectiva.

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

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