Masas de aire y frentes - Universidad Nacional de La Plata

Masas de aire y frentes
TEMARIO
• Masas de aire, formación y clasificación.
• Frentes meteorológicos. Frentes fríos, calientes y
estacionarios.
• Frentes de punto de rocío (drylines).
• Frentes ocluidos, tipos de oclusiones.
• Frentes en altura.
• Mapas del tiempo.
• Imágenes satelitales
Masas de Aire
• El concepto de masa de aire fue introducido por Bergeron
en 1929 quien 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"
• Se caracteriza por su gran extensión horizontal de 500 a
5000 Km (en la vertical de 0,5 a 20 Km.) y su homogeneidad
horizontal en los referente a la temperatura y contenido de
vapor de agua.
• Las masas de aire adquieren sus propiedades en contacto
con las superficies sobre las que se forman. Dada la poca
conductividad calorífica del aire, los grandes volúmenes
deben circular lentamente sobre las zonas denominadas
regiones fuentes, para adquirir una distribución
homogénea de temperatura y humedad.
Clasificación
Las características de temperatura y humedad obtenidas
por una masa de aire están además, en gran medida,
influidas por la latitud.
Por esta razón se conocen varias zonas del planeta que
son relativamente homogéneas y además suele ocurrir que
el aire permanece sobre ellas por períodos prolongados.
Por lo tanto las masas de aire, se clasifican según su lugar
de origen.
Aire Antártico (A).
• Se genera en el continente antártico, sobre la región cubierta de
hielo y nieve.
• Se trata de aire frío, seco y estable.
Aire Polar Continental (Pc).
• Se origina en la región continental subpolar.
• Es frío y seco.
• Es característico del Hemisferio Norte y se origina en las regiones
de América y Asia septentrional.
Aire Ecuatorial (E).
• Se origina en los mares tropicales.
• Es caliente y muy húmedo.
Aire Polar Marítimo (Pm).
• Nace en la zona subpolar sobre áreas marinas.
• Su trayectoria sobre el océano da lugar al aumento de la humedad.
• Es aire frío y húmedo.
Aire Tropical Continental (Tc).
• Tiene su origen en la zona continental subtropical de altas
presiones.
• Es cálido; puede ser seco o húmedo.
Aire Tropical Marítimo (Tm).
• Se genera en los anticiclones subtropicales, sobre los océanos.
• Es cálido y húmedo.
Masas de aire en la Argentina
Aire tropical
• La fuente de esta masa de aire es el anticiclón
subtropical del Océano Atlántico.
• En verano las masas tropicales son de origen
marítimo con un gran contenido de humedad
(mucha agua precipitable e inestabilidad).
• En invierno, el anticiclón está más al norte por lo
que la masa de aire tiene un recorrido muy
continental, siendo su irrupción ocasional.
• Existe otra fuente de aire tropical, en este caso
ubicada sobre la zona selvática del Amazonas.
• De allí proviene aire cálido y mucho más
húmedo que el aire marítimo.
• Ello se debe a que el aire continental tiene
mayor temperatura que el oceánico lo que
favorece un mayor contenido de vapor.
• El viaje desde la zona de origen hasta el centro
de Argentina, incluso hasta el norte patagónico,
le lleva uno o dos días, por lo que no sufre
grandes modificaciones.
Figura 1: Masas de aire que llegan al
territorio argentino en verano
Figura 2: Masas de aire que llegan al
territorio argentino en invierno
Aire polar maritimo
• La que proviene del Océano Pacífico, penetra en
nuestro territorio luego de cruzar la cordillera de
los Andes.
• Al cruzarla produce grandes precipitaciones al
occidente de la misma, por lo que llega seca.
• A este secamiento hay que agregarle el proceso
de secamiento que sufre la masa de aire al
descender del lado argentino.
• La
que proviene del Atlántico penetra luego de
un largo recorrido marítimo, por lo que tiene
abundante humedad.
• Al estar el continente más caliente, ésta actúa
como una masa polar marítima fría, generándose
rápidamente inestabilidad convectiva.
Aire Antártico
•Modifica sus propiedades durante la trayectoria
marítima, por lo que se transforma, antes de
entrar al continente, en Polar marítima.
FRENTES NUBOSOS
• Son las superficies que separan masas de aire de
diferentes densidades, una mas caliente y con
frecuencia de mayor contenido de humedad que la otra.
• Por sobre el suelo la superficie frontal tiene una
pendiente de forma que el aire caliente se ubica sobre el
aire frío.
• Generalmente, el campo de presión a través del frente
es tal que el aire de un lado se está moviendo más
rápido en la dirección perpendicular al frente con
respecto al aire del otro lado del frente.
• Independientemente del movimiento relativo de las
masas de aire, siempre es el aire caliente, de menor
densidad, el que se desplaza por arriba, mientras que el
aire frío, mas denso, actúa como una cuña sobre la cual
tiene lugar el ascenso del aire cálido.
Frente Cálido
• Se forma cuando una masa de aire caliente alcanza a otra de aire
más frío.
•
El aire caliente asciende sobre el de menor temperatura, lo que
provoca la condensación y la posterior formación de las nubes.
• La pendiente de estos frentes es pequeña, en promedio 1 : 200.
• Avanzan a una velocidad media de 30 kilómetros hora y suelen
tener una altura de nubosidad de unos siete kilómetros.
• Las nubes y las precipitaciones se desarrollan a lo largo de la
superficie de contacto entre las dos masas de aire.
• Entre la aparición de las primeras nubes y el comienzo de la
precipitación pueden pasar de 24 a 48 horas.
Figura 3: estructura vertical
de un frente caliente
Figura 4: representación en
cartas de un frente caliente
El tiempo propio del frente cálido
• Comienza con la aparición de nubes altas, los cirrus, que
pueden situarse unos 1000 Km o más por delante del frente
en superficie.
• Se inicia el descenso de la presión debido al aire cálido
ascendente y a la retirada del aire frío.
• A los cirrus les suceden los cirrostratus, que darán lugar a
altostratus.
• Según la inestabilidad del frente pueden ir aportando
alguna llovizna.
• La presión continúa descendiendo
aumentando su velocidad.
y
el
viento
va
• Finalmente aparecen los nimbostratus,
situados sobre el mismo frente y donde se
inicia la precipitación más importante.
• La velocidad del viento alcanza su máxima
intensidad y la presión aún sigue en
descenso.
• También pueden formarse cumulonimbus.
• Cuando el frente pasa, cesa la caída de
presión, el viento cambia de dirección, sopla
con menos fuerza y las nubes se disipan.
•
• El tiempo se estabiliza y adquiere las características de
las masas de aire cálido, temperaturas moderadamente
altas, mala visibilidad y escasa nubosidad.
• A esta parte se la llama sector cálido.
• Una manera de saber con anterioridad si la masa de aire
cálido que se aproxima es estable o no, es observar el
tipo de nube que sigue a los cirrus.
• Si son cirrostratus, será estable; por el contrario, si son
cirrocúmulus, será inestable.
• Esta situación suele producirse cuando las temperaturas
en los lados opuestos del frente contrastan fuertemente.
• Debido a que avanzan muy lentamente, este tipo de
frentes suele producir precipitaciones de débiles a
moderadas, sobre un área grande de terreno y por un
largo período de tiempo.
Figura 5: Estructura vertical de un frente caliente en el hemisferio norte
Frente frío
• Se origina cuando una masa de aire frío alcanza a otra de
mayor temperatura.
• Como ésta es menos densa, el aire frío se introduce por debajo
de ella y la hace ascender de una manera brusca.
• El frente frío avanza a una velocidad media de 40 kilómetros
hora, siendo más rápido su desplazamiento en invierno que en
verano, puesto que la masa de aire fría ejerce una presión más
fuerte sobre la cálida.
• Su pendiente es mayor que la de los frentes cálidos (1 : 100) lo
que provoca que las nubes alcancen grandes alturas, de hasta
10 kilómetros.
• La acción frontal se limite a una zona muy estrecha.
Figura 6: estructura vertical
de un frente frio
Figura 7: representación en
cartas de un frente frio
El tiempo característico
 Es muy variable, con nubes medias en un principio, descenso
de la presión y aumento del viento.
 Poco a poco la base de las nubes desciende y van apareciendo
los grandes cúmulus y los cumulonimbus.
 Las precipitaciones son importantes y en forma de chaparrones.
 Si el aire caliente que es obligado a ascender es estable, se
producirán nimbostratus, con precipitaciones más continuas,
pero siempre acompañadas con chaparrones más intensos
procedentes de los cumulonimbus que se encontrarán por
encima de ellos.
 El viento sigue soplando con fuerza y la presión desciende
acusadamente según se acerca el frente, alcanzando su punto
más bajo en el momento de cruzar sobre el observador.
 A su paso, el viento que en un principio soplaba del norte,
cambia rápidamente hacia el sur o el suroeste con fuertes
ráfagas.
 Continúa la precipitación, pero cada vez en forma de
chaparrones más débiles.
 El cielo se despeja rápidamente y la temperatura desciende
bruscamente, a la vez que la presión asciende con rapidez.
 La visibilidad mejora notablemente.
 Es un tiempo típico de una masa de aire fría, es el sector frío.
 Normalmente estos frentes duran poco tiempo.
 Tienen nubes de aspecto amenazador, acompañados de
vientos fuertes y abundantes precipitaciones, siendo el área
afectada mucho menor que en uno cálido.
Figura 8: estructura vertical de un frente frio en el hemisferio norte
Frente ocluido
• Se produce cuando un frente frío, que sigue de cerca a
uno cálido, acaba por alcanzarlo.
• Esto que provoca que las dos cuñas de aire frío se unan,
de manera que el aire caliente intermedio es empujado
hacia arriba.
•
dando lugar a nubes y precipitaciones de tipo débil.
• Cuando esto sucede, desaparece toda distinción entre los
frentes.
• Quedan como una masa de aire frío que gira lentamente y
representa el final de la borrasca.
Figura 9: estructura vertical
de un frente ocluido
Figura 10: representación en
cartas de un frente ocluido
Oclusión Fría
• Puede darse el caso en que el aire frío que
avanza hacia el norte sea más frío y por lo tanto
más denso que el aire que permanece delante
del frente caliente y que llamaremos Aire
Fresco.
• En este caso, el aire más denso que avanza
desde atrás del frente frío, es tan denso que
levanta tanto al aire cálido como al aire fresco.
• Esta combinación de masas de aire da por
resultado una Oclusión Fría (figura 11).
OCLUSIÓN FRÍA
Figura 11: estructura vertical de una oclusión fría. (A) estado inicial.
(B) inicio de la oclusión. (C) estado ocluido
(a)
(b)
Figura 11: Oclusión Fría. (a) Representación en una carta
de superficie, (b) representación de un corte vertical
Oclusión Caliente
• El aire frío que desalojaba al aire cálido, al
alcanzar al aire más frío se ha trepado por
encima de él (Figura 12).
• Esta combinación de masas de aire genera una
situación que se conoce como Oclusión
Caliente.
• En la Figura 12 puede verse que el frente
ocluído es una continuación del frente cálido
mientras que el frente frío queda perpendicular
a ambos.
(a)
(b)
Figura 12: Oclusión Caliente. (a) Representación en una
carta de superficie, (b) representación de un corte vertical
OCLUSIÓN CALIENTE
Figura 12: estructura vertical de una oclusión caliente. (A) estado
inicial. (B) estado ocluido
Figura 13: Frente ocluido y baja segregada
Frente estacionario
• Cuando un frente frío o un frente caliente, pierden empuje, suelen
detenerse de tal forma que ninguna de las dos masas de aire
desaloja a la otra.
• En ese caso se dice que el frente es estacionario.
• Cuando ocurre esto, los vientos a ambos lados del frente soplan
paralelos a él pero en sentidos opuestos. (Figura 14)
Figura 14 : Representación de un
frente estacionario en una carta de
superficie
Frente en altura
• La disontinuidad entre masas de aire se da en niveles altos de la
troposfera y no llega a superficie.
• Se forma cuando la tropopausa baja y se dobla por debajo del jet
polar.
• Debajo de la deformación las isotermas se ven más apretadas o
cercanas, indicando la posición del frente.
• Aunque suele darse conjuntamente con un frente en superficie,
estos no están conectados (Figura 15).
• Del lado sur del frente (en el Hemisferio sur) el aire se hunde
suavemente mientras que se eleva del lado norte.
• Este ascenso y descenso de aire puede originar ciclones de
latitudes medias.
Figura 15: estructura vertical de un frente en altura en el Hemisferio Sur.
Frente de puntos de rocío
• Se trata de una estrecha franja de terreno en superficie que
separa dos masa de aire con distinto contenido de vapor de
agua.
• En el frente se evidencia una importante caída del punto de
rocío al pasar de una masa de aire a otra.
• Se observa preferentemente en áreas de llanura y a
comienzos del verano, en dirección SO - NE.
• Al este del frente el aire es más húmedo e inestable; al sur es
mas seco.
• Se representa en mapas sinópticos como una línea marrón
con semicírculos en la dirección del desplazamiento.
• La nubosidad cumuliforme suele concentrarse al este de estas líneas.
• En ocasiones se ven asociadas al pasaje de ciclones de latitudes
medias.
Figura 16: representación de un frente de punto de rocío en el Hemisferio Norte.
Las Cartas del Tiempo
• La Carta del Tiempo es una
fotografía atmosférica que
representa el estado del
tiempo en una amplia zona y
en un momento determinado.
• Estas cartas son también
denominadas
"mapas
de
superficie"
dado
que
representan las condiciones
del tiempo reinante en los
primeros
metros
de
la
atmósfera, prácticamente a
ras del suelo (Figuras 17 y 18
“a” y “b”).
Figura 17: carta de superficie en Argentina
Mapas del tiempo
Figura 18: cartas de superficie en Argentina
Figura 19: símbolos para el ploteo de cartas de superficie en Argentina
ARGENTINA - Situación Sinóptica del 11/08/2009
Pronostico de Presión a nivel del mar y Espesores 1000/500 hPa
ARGENTINA - Situación Sinóptica del 11/08/2009
NEFOANÁLISIS
Referencias
•
Manual del Observador Meteorológico – Servicio Meteorológico
Nacional, Departamento de Instrucción, nº 8, Buenos Aires, Argentina, año
2006.
•
Meteorología General Básica – Servicio Meteorológico Nacional,
Departamento de Instrucción, Buenos Aires, Argentina, año 2011.
•
Meteorología – Donn, William L., Editorial Reverte S. A., Barcelona,
España, año 1978.
•
Meteorología práctica – Alberto H. Celemín. Ed. Mar del Plata, Buenos
Aires, 1984.
•
Meteorology Today. An introduction to weather, climate, and the
environment - C. Donald Ahrens, Brooks/Cole, 10 Davis Drive, Belmont,
CA 94002, 2009.
•
Nociones básicas sobre Supercélulas - José Antonio Quirantes Calvo
(INM-AEMet), 2008.
•
Servicio Meteorológico Nacional – Página web: www.smn.gov.ar.
Imágenes y notas.
¡¡¡ MUCHAS GRACIAS !!!