Climatología

Climatología - Temperatura, precipitaciones y formacion de nubes

LA TEMPERATURA

Es otra de las variables meteorológicas, y es producto de la medición del calor que tiene un cuerpo determinado. Cuando dos cuerpos tienen distinta temperatura y se ponen en contacto se produce una transferencia de calor por tres caminos a saber: RADIACION, CONDUCCION o CONVECCION.

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La CONDUCCION es la transferencia de calor a trayés de la materia, buenos conductores son los metales y mal conductor es el aire, por eso la conducción se realiza entre la tierra y la capa de aire en contacto con ella, interpretándose por contacto la igualación de temperatura entre los cuerpos. El calor fluye del cuerpo más caliente al más frío. Eso se debe a que las moléculas del cuerpo más caliente se mueven más deprisa que las del cuerpo frío. A medida que estos son colisionados reciben más energía y se comienzan a mover más rápido.

La CONVECCION es la transferencia de calor por el movimiento de una masa dentro de una determinada sustancia, generalmente un medio fluido; liquido o gaseoso. En la meteorología el calor absorbido en capas bajas es transportado a otras capas por convección, producto de las corrientes ascendentes y descendentes.

Si las corrientes son ascendentes las llamamos CONVECCION. Si son descendentes subsidencia y si las corrientes son horizontales advección.

La RADIACION. Se produce por ondas en todas direcciones,se transmiten por el espacio o por otro medio, no necesita que los elementos que van a recibir el intercambio de temperatura estén en contacto. Uno siente el calor de una determinada fuente aunque no la toque.

La Tierra está dotada de dos movimientos principales estrechamente relacionados con el clima y sus variaciones. El de traslación y el de rotación.

Uno en torno al sol, fuente de calor. Otro sobre su eje imaginario que pasa por los polos que produce el día y la noche, con la consiguiente influencia en los procesos atmosféricos.

La distancia de la Tierra al Sol es una de las causas fundamentales de las variaciones de temperatura a lo largo del año.

Las distintas zonas de la Tierra, desde el ecuador hacia los polos, la traslación y la rotación de la tierra hacen que ésta reciba diferente cantidad de energía solar. De esa manera se forman las estaciones.

El sol emite energía a la tierra, si toda la energía calorífica del sol se almacenara en la tierra ésta se recalentaría; es por ello que parte de esa energía la absorbe y parte la irradia nuevamente a la atmósfera en todas direcciones.

La altura del Sol al mediodía cambia notablemente: en verano el Sol a las 12 horas se ee más alto sobre el horizonte y lo vernos inclinarse cada vez más a medida que llega el invierno. En verano los días son más largos y la energía solar sobre la tierra es mayor. Es decir, la variación estacional afecta la cantidad de energía recibida en la superficie.

Durante la noche, en ausencia de la radiación solar; sólo actúa la radiación terrestre por el calor acumulado durante el día y consecuentemente, la superficie se enfría. Este enfriamiento continúa hasta la salida d sol por eso la mínima temperatura ocurre generalmente poco antes de su salida.

Cuando el rayo del sol esta sobre la verticaL (zonas ecuatoriales) es más concentrado sobre la superficie a medida que el ángulo disminuye la radiación solar es menos intensa (zonas polares).

Cuando la tierra irradia menos calor que el que recibe se calienta, cuando irradia más calor que el que recibe la tierra se enfría.

LOS TERMÓMETROS Y TERMÓGRAFOS

Los termómetros son por todos conoci dos. Se trata de un bulbo cerrado con un líquido en su interior que al recibir calor se dilata reflejando el valor de la temperatura en una escala graduada.

Los termógrafos son termómetros que se usan para registrar la temperatura durante un intervalo de tiempo determinado.

TERMÓMETROS DE MÁXIMA Y DE MINIMA

Son aquellos en los que además de reflejar la temperatura en un determinado instante registran la temperatura máxima y minima que se haya producido.

VARIACION DE LA TEMPERATURA CON LA ALTURA

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Medida a ras de suelo, la temperatura sufre variaciones a lo largo del día. El conocimiento de la variación diaria de la temperatura es importante para poder relativizar los cambios sujetos a las alteraciones meteorológicas.)

LA SENSACIÓN TÉRMICA

La temperatura del aire no siempre es un indicador seguro y digno de confianza para determinar el frío que una persona puede sentir. Existen parámetros meteorológicos que influyen como la velocidad del viento, la radiación y la humedad relatiya. El término “sensación térmica” es usado para describir el grado de incomodidad que un ser humano siente como resultado de la combinación de la temperatura, viento y humedad y si esa combinación se da en Invierno o en Verano.

LA HUMEDAD

La humedad es igual a la riqueza en vapor de agua en la atmósfera. Cuando un volumen determinado de aire llega a contener una determinada cantidad de vapor se satura y si aumenta excesivamente entonces lo que sobra se conviente en líquido y con ello llegan las precipitaciones tipo lloviznas, lluvias y chubascos. La temperatura interviene de una forma directa en el proceso de condensación del aire y cuando mas caliente está el aire; más vapor puede contener sin llegar a la saturación.

HUMEDAD ABSOLUTA Y RELATIVA

La humedad absoluta: es igual al número de gramos de vapor de agua contenidos en un metro cúbico de aire. Se mide en gr/m3 

La humedad relativa: Se expresa en tantos por ciento y es la cantidad de vapor de agua que hay en el aire en relación a la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener esa misma cantidad de aire a esa temperatura y presión.

Este valor es clave en meteorología ya que especifica la mayor o menor proximidad del aire al estado de saturación, si decimos 0% el aire esta totalmente seco y si decimos 100% esta totalmente saturado.

Veamos este ejemplo, para un metro cúbico de aire y presión atmosférica normal, para invierno para una temperatura de 10°C no pueden entrar más de 8 gr de moléculas de agua. Si en primavera/otoño para 20º el máximo es de 15 gr de moléculas de vapor de agua y para el verano con una temperatura de 30º el máximo es de 28 gramos.

En estos casos como es la cantidad maxima que pueden contener se denomina Humedad Absoluta de Saturación. A mayor temperatura mayor cantidad de vapor de agua (humedad absoluta).

Si en vez de tener esa cantidad máxima de vapor de agua tiene una cantidad menor ello se llamará Humedad Relativa y se indica en porcentaje, así si para 30º tiene 14 gramos en lugar de 28 gramos se indicará que la humedad relativa será del 50%, si tuviera 22,4 gramos la humedad relativa es del 80%.

Ahora bien si la cantidad de agua presente es de 15 gramos es decir el 55% a 30 grados, y si consideramos que los 15 gramos es el máximo admisible para 20 grados de temperatura, enfriando el aire a esa temperatura saturaremos el aire y se condensará el vapor de agua. A esa temperatura se la llama punto de rocío.

CAMBIO DE LA HUMEDAD RELATIVA

La humedad relativa cambia bien porque aumenta la cantidad de vapor de agua o bien por cambio de la temperatura ambiente.

Cuando nos bañamos con agua caliente, esta se evapora y aumenta la humedad en el baño hasta que se satura y comienza a condensarse en las partes frías, paredes, espejos etc.

En la atmósfera la evaporación de lagos, ríos, océanos hacen modificar el valor de la humedad ambiente.

El cambio de la temperatura se produce bien por la intensidad de los rayos del sol sobre la tierra a distintas horas y a causa de los movimientos verticales y horizontales del aire, que producen las variaciones de temperatura.

PUNTO DE ROCIO

Es la temperatura a la cual debe descender el aire para que el vapor de agua se condense, es decir alcance la saturación, manteniendo constante la presión, en ese punto, se ha saturado y no admite más vapor de agua y comienzan a formarse gotas de agua liquida y con ello aparece la niebla.

Se define la temperatura de rocío como aquella a la cual el aire debería ser enfriado a presión constante para alcanzar la saturación, es una medida del contenido de humedad en la atmósfera. El término temperatura de rocío viene del hecho que durante la noche los objetos cerca del suelo se enfrían por debajo de esa temperatura formándose la condensación del vapor de agua en gotitas sobre sus superficies, lo que comúnmente se llama rocío. Por ejemplo los metales pierden calor rápidamente cuando diminuye la temperatura, por lo que al poco tiempo de ponerse el Sol se enfrían hasta alcanzar la temperatura de rocío y comienza la condensación sobre él. Se puede ver con facilidad como en épocas de bajas temperaturas como se produce el rocío sobre los vehículos. Otro ejemplo es la humedad sobre el vaso de agua con hielo, el vidrio frío reduce la temperatura del aire por debajo del punto de rocío y la humedad existente en el ambiente se condensa en forma de gotas sobre las paredes del vaso.

MEDICIÓN DE LA HUMEDAD

Un tipo sencillo de higrómetro, usado en las casas y en las oficinas; aprovecha el cambio de longitud de una fibra orgánica (muchas veces un cabello) según la absorción de humedad. La fibra tiende a acortarse en aire seco; el dispositivo muestra el cambio al desplazar un puntero en un dial calibrado para dar lecturas de porcentajes relativos de humedad. Este tipo de higrómetro sólo da una indicación aproximada y no se usa para determinaciones cuantitativas precisas.

El instrumento más utilizado en los laboratorios para medir humedades relativas es el psicómetro o termómetro con bulbos mojado y seco.

Dos termómetros similares se montan adyacentes, el seco tiene su bulbo expuesto a la atmosfera mientras que el mojado se envuelve con un material apropiado, como la muselina, empapada en agua y que sirve de mecha. El bulbo mojado se enfría por la evaporación del agua, esta evaporación dependerá de la humedad atmosférica, si el ambiente es seco, el agua se evapora más rápido, al evaporarse el agua absorbe calor y la temperatura del bulbo seco disminuye. Con la ayuda de una tabla que acompaña al instrumento se puede determinar la humedad relativa en función de las lecturas en los termómetros mojado y seco.

La muselina debe mantenerse húmeda debe ser cambiada por lo menos una vez a la semana.

El higrómetro de punto de rocío mide la humedad relativa gracias al punto de rocío. Se coloca una pequeña cantidad de éter en una copa metálica, fina y muy pulida; su evaporación, acelerada por el aire que sopla a través de ella, hace disminuir la temperatura de la copa. Cuando se alcanza el punto de rocío del aire circundante, aparece una película de humedad sobre la superficie de la copa. Se mide la temperatura con un termómetro y, tras consultar una tabla, se obtiene la humedad relativa en función de las temperaturas atmosféricas y de rocío.

LA NIEBLA

El peligro de la niebla es indirecto: reside en la mala visibilidad que origina La niebla es el resultado de la condensación del vapor de agua contenido en el aire de las capas cercanas al suelo cuando la humedad relativa del aire se acerca al 100 %. La niebla se presenta en forma de una nube que se forma a ras de superficie y, por tanto, es un fenómeno que se origina por un gradiente térmico entre masas de aire. En el caso del mar, este gradiente se produce entre la capa inmediatamente adyacente a la superficie del agua y las inmediatas superiores.

La niebla de mar se va levantando a medida que se desplaza sobre aguas más templadas pero para disiparse debe calentarse toda la masa de agua, la niebla también se disipa si el viento sobrepasa los 20 nudos de velocidad. Indiscutiblemente es un fenómeno que dificulta significativamente la navegación.

-Si la temperatura del aire está por encima de O°C, la niebla estará formada por diminutas gotas de agua en suspensión, en cambio si es superior a O°C estará formada por diminutos cristales de hie1o y pequeñas gotas de agua superfrias, o solo cristales de hielo.

- Para que se produzca, es necesario que el vapor de agua contenido en el aire pase al estado líquido mediante el proceso físico denominado condensación. Para que esto ocurra deben existir en el aire partículas ávidas de agua (higroscópicas) en forma de diminutos cristales de sal, polvo u otro productos de combustión (núcleos de condensación)

- Existe una relación entre la humedad relativa y la visibilidad horizontal. La visibilidad se reduce cuando la humedad relativa excede el valor de 70% y los menores valores de visibilidad se observan cuando la humedad alcanza el 100%.

NUBES

Es un conjunto de millones de particulas de agua, hielo o ambas que se encuentran en suspensión en la atmósfera, esas partículas no caen y se mantienen en la atmósfera por su escaso peso y porque se encuentran sujetas a corrientes ascendentes y descendentes de aire que las mantienen hasta que se evaporan o hasta que al aumentar de tamaño, a causa de la coalescencia y peso caen en forma de lluvia o de granizo.

Es decir, cuando el vapor de agua contenido en la atmósfera se condensa se hace visible en forma de nube.

Como se forma la nube

Se forman producto de la evaporación producida por la temperatura, ascienden hasta que a una determinada altura donde se produce un enfriamiento del aire, (recordemos que la temperatura disminuye con la altura), ese enfriamiento hace que las partículas de vapor se condensen transformándose en agua y a veces solidificándose en hielo.

Las nubes, la niebla y las precipitaciones son fenómenos atmosféricos visibles. Este ciclo incluye la evaporación de la humedad desde la superficie terrestre, su transporte hasta niveles superiores de la atmósfera, la condensación del vapor de agua en masas nubosas y el retorno final del agua a la tierra en forma de precipitaciones de lluvia y nieve.

La condensación es la transformación del vapor de agua en agua líquida, el resultado de este proceso puede ser la formación de rocío, niebla o nubes.

Ahora bien para que se produzca la condensación necesitamos:

a) Aire saturado de humedad. La saturación se puede lograr por dos mecanismos diferentes: uno enfriando el aire a la temperatura del punto de rocío y otro agregando al aire suficiente vapor de agua, procesos que se pueden producir en forma independientemente o simultáneamente.

b) Una superficie sobre la cual el vapor pueda condensarse. Cuando se produce sobre como pasto, cemento, metal, etc., se observa en forma de rocío, pero para que se produzca en el aire debe haber partículas microscópicas en suspensión, que son las superficies sobre las cuales el vapor de agua puede posarse para condensarse. Estas partículas microscópicas existen y se llaman núcleos de condensación.

Los núcleos de condensación son impurezas existentes en la atmósfera como ser partículas de sal, polvo, humo, polen, etc. Son importantes porque si no existieran, el vapor de agua no tendría una superficie sobre la que condensarse y la humedad relativa podría superar el

100% sin que se forme la condensación. Si eso ocurre, se dice que el aire esta sobresaturado de humedad.

Normalmente suelen existir núcleos de condensación suficientes como para lograr que la sobresaturación no sea superior al 1 %.

Las partículas más efectivas como núcleos de condensación para formar las gotas de nubes se llaman núcleos higroscópicos, que significa que son buenos absorbedores del agua. Los núcleos higroscópicos más comunes son pequeños cristales de sulfato y compuestos de nitrato, introducidos en la atmósfera principalmente por la combustión de incendios, escapes de autos, la sal proveniente de los mares etc.

Una nube es un agregado de pequeñas gotitas, en general esta estructura es muy estable. La precipitación se origina cuando el conglomerado se hace inestable y unas gotas crecen a expensas de las otras. Dos son los mecanismos que producen este efecto: la colisión o choque directo de las gotas y la interacción entre gotitas de agua y cristales de hielo (en nubes que superan el nivel de los O°C). A medida de que las gotitas se hacen más grandes tienden a caer a tierra atraídas por la fuerza de gravedad. Al principio, debido a su diminuto tamaño las corrientes ascendientes de aire las llevan hacia arriba. Incluso en el caso de que logren caer, se evaporan a causa de las capas de aire más calientes próximas al suelo y vuelven a subir generándose corrientes ascendentes y descendentes. Cuando el peso ya es grande y las corrientes ascendentes no pueden mantenerlas caen a tierra en forma de nieve, de granizo o de lluvia. Dependiendo ello de la temperatura sobre la tierra.

Si se toma un trozo de granizo y se corta se vera que está formado por capas como una cebolla.

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Cobertura Nubosa

La nubosidad en el cielo se mide en octavos. (escala de O a 8) donde el valor O significa que no hay nubes y el valor 8 que esta totalmente cubierto por nubes y el valor 4 que la cobertura del cielo es solo del 5O%.