meteorología (xi) los frentes nubosos, fronteras entre

Nº 18 - Febrero del 2004
METEOROLOGÍA (XI)
LOS FRENTES NUBOSOS, FRONTERAS ENTRE MASAS DE AIRE
Fernando Llorente Martínez
fthorll@yahoo.es
http://geo.ya.com/torcito/web/meteorologia.html
Instituto Nacional de Meteorología
ANTICICLÓN Y BORRASCA
Como ya dije en el capítulo III, RAM número 8 febrero de 2003, una presión de 1.013 milibares es la que
consideramos normal. Cuando en un mapa de isobaras encontramos valores superiores, los denominamos
altas presiones o anticiclones.
También vimos en el capítulo V, RAM 11 mayo de 2003, que el movimiento del aire es debido a la diferencia de
presión que existe entre los distintos puntos de la atmósfera. Para intentar contrarrestar esta desigualdad, el
aire "sale" de los anticiclones para dirigirse a las zonas de bajas presiones. Este movimiento obliga a que en
las altas presiones se produzca un descenso del aire situado en los niveles superiores de la atmósfera para
contrarrestar al que sale cercano a la superficie terrestre.
Todo esto provoca que el anticiclón sea una zona de estabilidad atmosférica, con poca nubosidad y escaso
viento, lo que normalmente llamamos "buen tiempo". Estas formaciones son muy extensas y tienen un período
de duración de varias semanas.
En invierno las altas presiones se establecen sobre los continentes fríos, donde el aire es más denso. Si está
seco, produce un enfriamiento adicional del suelo con fuertes heladas nocturnas. Si está húmedo, existirán
nieblas más o menos duraderas. La masa de aire anticiclónica se enfría por irradiación por su parte más baja,
lo que le confiere aún más estabilidad; y si además añadimos sus característicos movimientos de descenso
desde las capas altas, obtendremos la formación de fuertes inversiones de temperatura, con importantes
aumentos de la contaminación atmosférica.
Durante el verano, por el contrario, se establecen sobre los océanos, que están más fríos que los continentes.
Los cielos despejados que acompañan a las situaciones anticiclónicas, unidos a que en esa época del año el
calentamiento diurno por radiación solar es mayor que el enfriamiento nocturno, provocan ascensos
importantes de la temperatura.
Ilustr.1. Desplazamiento del viento, desde las altas a las bajas presiones.
Fuente: Fernando Llorente Martínez.
Para compensar el movimiento hacia afuera en los anticiclones, están las borrascas o bajas presiones, que
actúan a modo de grandes sumideros de aire; éste circula hacia su interior y posteriormente se eleva hacia las
capas altas de la atmósfera. Las depresiones ocupan menos extensión que los anticiclones y su ciclo de vida
suele ser mucho menor, aproximadamente de seis o siete días.
Existe una sencilla regla, llamada de Buys-Ballot en honor de su descubridor, un astrónomo y meteorólogo
holandés, que nos puede indicar la situación en superficie de las altas o bajas presiones: "nos colocamos de
espalda al viento, a ser posible en un lugar bastante despejado de obstáculos que no impidan su
normal circulación, a nuestra derecha y para el Hemisferio Norte, estará el centro de las altas
presiones y a nuestra izquierda el de las bajas presiones".
MASAS DE AIRE
Una masa de aire es "un enorme cuerpo atmosférico en cuyo seno las condiciones de temperatura y humedad
son aproximadamente las mismas en todos los puntos situados en dirección horizontal". Adopta las
características de la zona sobre la que se forma y cuando comienza su movimiento es modificada ligeramente
por las superficies por donde se traslada.
La estabilidad de todas las masas de aire determina, parcialmente, el tiempo atmosférico producido por ellas.
El aire estable impide los movimientos verticales, la formación de nubes y, por tanto, de precipitaciones. Este
proceso es típico de los anticiclones; mientras que el aire inestable favorece los intercambios verticales y
producirá nubes y tiempo revuelto, situación asociada a las depresiones.
Si una masa de aire circula por una superficie más fría que ella, la consideraremos cálida. En su movimiento
comenzará a enfriarse por su parte más cercana al suelo, haciéndose esta parte más densa y pesada e
impidiendo los movimientos verticales, por tanto será una masa estable; con vientos flojos, inversión de
temperatura, lo que provocará un aumento del polvo y contaminantes en las capas más bajas, dificultando la
visibilidad y con nubes de poco desarrollo vertical.
Si en cambio, la masa de aire circula sobre una superficie más cálida que ella, será una masa fría y provocará
el efecto contrario al descrito en el caso anterior, calentándose por su base, haciéndose menos densa, lo que
favorecerá los movimientos verticales, será una masa inestable. Todo esto provoca un aumento en la
intensidad del viento, una mejora en la visibilidad, formación de nubes de gran desarrollo y precipitaciones.
Por su lugar de formación se distinguen tres tipos principales de masas de aire: Polar, ártica y tropical. Las
dos primeras son siempre frías y la última cálida. Además, si se forman sobre los continentes, serán secas; y
si se forman sobre el océano, húmedas. En ambos casos esto no afecta a su grado de estabilidad, porque para
que una masa de aire asimile las características correspondientes a una región, debe permanecer sobre ella
durante un período suficiente, lo que exige una situación de tiempo estable.
Ilustr. 2. Masas de aire que afectan a Europa.
Cortesía: Varios autores, del libro METEOROLOGÍA.
Todo esto provoca que los tres tipos de masas de aire anteriores se subdividan en: Polar marítimo o
continental, ártico marítimo o continental y tropical marítimo o continental.
En invierno, la Península Ibérica se encuentra, normalmente, bajo el radio de acción de las masas polar
marítima, principalmente, o tropical marítima. Ambas entran por el oeste, desde el noroeste hasta el suroeste,
respectivamente, provocando importantes precipitaciones -princi-palmente en la vertiente atlántica- y
temperaturas más o menos frías. A veces suele llegar a nuestra latitud aire ártico marítimo con descenso
acusado de los termómetros y nevadas generalizadas, más importantes en la zona norte. Más rara es la
llegada hasta nosotros del aire ártico o polar continental, que nos producen, sobre todo, temperaturas mínimas
extremas, con pocas precipitaciones, excepto en el noreste peninsular; son las llamadas olas de frío. Muy
rara vez nos alcanza el aire tropical continental, provocando tiempo excesivamente caluroso y sin
precipitaciones.
Por el contrario, en verano nos domina claramente la situación tropical marítima con cielos despejados y
temperaturas altas. Nos alcanza alguna vez el aire tropical continental, produciendo olas de calor,
registrándose los valores máximos más elevados. Raras, excepto en el norte, son las llegadas del polar
marítimo. Y excepcionalmente nos alcanza el ártico marítimo, aunque sólo suele afectar al Cantábrico oriental,
Pirineos y nordeste peninsular. En contadísimas ocasiones se produce la llegada del polar continental.
Durante la primavera y el otoño nos encontramos en una época de transición entre las masas típicas del
invierno y las del verano.
FRENTES NUBOSOS
Como hemos visto en el punto anterior, una masa de aire se caracteriza por tener unas condiciones similares
de temperatura y de humedad en toda ella; y que a su vez son diferentes a otras masas; con lo cual no se
mezclan, estando separadas por una superficie de discontinuidad. Cuando esta superficie o frontera se ondula
por efecto de la presión ejercida por una masa de aire sobre otra, se forma, lo que en Meteorología se llama
frente.
Además de separar dos masas de aire, otra característica suya, es que la superficie de contacto entre ellas es
siempre inclinada, debido a que el aire caliente es menos denso que el frío y tiende a elevarse sobre él.
Según sus características tenemos tres tipos diferentes de frentes:
1) Frente cálido, el cuál 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, 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. Y entre la aparición de las primeras nubes y el
comienzo de la precipitación pueden pasar de 24 a 48 horas.
Ilustr. 3. Frente cálido.
Fuente: Fernando Llorente Martínez.
El tiempo propio del frente cálido comienza con la aparición de nubes altas, los cirros, que pueden situarse
unos 1000 Km o más por delante del frente en superficie. Se inicia la bajada de la presión debido al aire cálido
ascendente y a la retirada del aire frío. Progresivamente se va nublando el cielo a medida que se acerca la
parte más importante del frente. A los cirros les suceden los cirroestratos, que al irse espesando darán lugar a
altoestratos; que según la inestabilidad del frente pueden ir aportando alguna llovizna. La presión continúa
descendiendo y el viento va aumentando su velocidad.
Finalmente aparecen los nimboestratos, 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. Si el
aire cálido es inestable, también pueden formarse cumulonimbos, con lo cuál, la precipitación puede tener un
carácter más violento. También suelen llegar nubes más bajas, estratos, formadas por el aumento de
humedad debido al inicio de la precipitación; los cuales, con frecuencia, ocultan las nubes más elevadas y
forman la niebla frontal, lo que provoca que la visibilidad sea muy reducida.
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 cirros. Si son cirroestratos, será estable; por el contrario, si son cirrocúmulos,
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.
2) Frente frío, que 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; y su
pendiente es mayor que la de los frentes cálidos, lo que provoca por un lado que las nubes alcancen grandes
alturas, de hasta 10 kilómetros, y por otro, que el tiempo frontal se limite a una zona muy estrecha.
Ilustr. 4. Frente frío.
Fuente: Fernando Llorente Martínez.
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 cúmulos y los
cumulonimbos. Las precipitaciones son importantes y en forma de chubascos. Sólo en el caso de que el aire
caliente que es obligado a ascender sea estable, se producirán nimboestratos, con precipitaciones más
continuas, pero siempre acompañadas con chubascos más intensos procedentes de los cumulonimbos 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 sur o el suroeste, cambia rápidamente hacia el norte con
fuertes ráfagas. Continúa la precipitación, pero cada vez en forma de chubascos 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, acompañadas de vientos
fuertes y abundantes precipitaciones, siendo el área afectada mucho menor que en uno cálido.
3) Frente ocluido, el cuál se produce cuando un frente frío, que sigue de cerca a uno cálido, acaba por
alcanzarlo, lo 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.
Ilustr. 5. Frente ocluido.
Fuente: Fernando Llorente Martínez.
En los mapas meteorológicos se representan gráficamente a los frentes cálidos con una línea con semicírculos
de color rojo; una línea y triángulos azules representan a los frentes fríos y una línea violeta con una
combinación de ambos símbolos alternados para los ocluidos. Los semicírculos y los triángulos están dirigidos
hacia donde avanza el frente.
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