Curso “Física de la Atmósfera” Lección Nro. 7 Unidad Nro. 5 Nieblas

Curso “Física de la Atmósfera” Lección Nro. 7 Unidad Nro. 5 Nieblas Por uniformidad de nomenclatura, se conviene definir la niebla como una nube que toca el suelo, envolviendo al observador y reduciendo la visibilidad horizontal en menos de 1 km; en cambio, la nube se llama neblina si en circunstancias análogas la visibilidad excede a 1 km. Si una niebla estuviese constituida de gotas de agua pura, la humedad relativa sería muy próxima a 100 %. En las áreas industriales, el área contiene una gran cantidad de partículas de polvo y hollín, muchos de las cuales tienen una higroscopicidad tan elevada, que se forman gotitas mucho antes que el aire esté saturado, respecto al agua pura. La nieblas sucias suelen llamarse en Inglés Smog. En resumen: La niebla es el resultado de la condensación del vapor de agua, alrededor de corpúsculos sólidos. Dos procesos pueden conducir a la formación de nieblas, por un lado el enfriamiento del aire en contacto con la superficie terrestre. Otro proceso es por evaporación de agua en el aire. Cualquier enfriamiento adicional o agregado adicional de vapor de agua, se produce la sobresaturación y para volver al equilibrio se debe condensar el sobrante. Esto se cumple en una superficie horizontal. En una superficie curva (gota) intervienen la tensión superficial. Esta retardaría comúnmente la condensación por un lado, pero por otro lado hay otro factor, la sobresaturación debido a la solubilidad de los núcleos de condensación. Aquí se aplica la Ley de Roault, que nos dice que cuando en un líquido se agrega una sustancia soluble la saturación empieza antes y por lo tanto la condensación también. Clasificación Los procesos de enfriamiento que pueden conducir a la saturación son: Radiación ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐Æ Nieblas por radiación Advectivo ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐Æ Nieblas por advención Orográfico ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐Æ Nieblas orográficas Nieblas por radiación: Estas nieblas se forman cuando existen las siguientes condiciones: noche clara, aire relativamente seco y viento casi calmo. Se forman como resultado del enfriamiento nocturno de aire relativamente en calma sobre el suelo, sobre todo cuando el aire ha sido previamente humedecido por lluvia o evaporación. Cuando la irradiación desde la Tierra excede a la radiación que llega a esta, la temperatura en el suelo comienza a descender y por lo tanto también desciende la temperatura en la capa cercana al suelo. Si el viento es suficientemente “flojo”, el flujo de calor hacia abajo por la turbulencia del aire sobre el suelo no bastará para mantener una disminución normal de temperatura con la altura y se formará sobre el suelo una estrecha capa de inversión de temperatura. A medida que progresa el enfriamiento, mayor será la caída de temperatura y la inversión se profundizará. Por La disminución de temperatura aumenta el contenido de humedad, y a una cierta humedad relativa, que depende de la composición y el número de núcleos de condensación, se formará una niebla que gradualmente se profundizará y espesará convirtiéndose en niebla. La niebla termina en las tres horas siguientes al alba. Tiene un espesor relativamente pequeño, puede llegar de 100m a 300m. Puede ser tanto continua o en bancos, tiene preferencia en su formación durante la noche y en las mañanas. Es propia de las zonas terrestres. La disolución de la niebla se debe que al calentar el Sol, aumenta el gradiente térmico vertical, la estabilidad disminuye y las corrientes convectivas reparten el vapor de agua en grandes capas. Nieblas de advención: Este tipo de nieblas se forma cuando masas de aire se desplazan sobre un terreno relativamente frío. El aire cede calor a la superficie adyacente. Estas nieblas son frecuentes en el mar. Siendo la capacidad conductiva del agua muy grande, el aire ajusta su temperatura a la de la superficie del agua, la cual experimenta un cambio muy pequeño. En cambio en el suelo, el aire y el suelo se reparten más equitativamente el calor. Las regiones predilectas para la formación de nieblas por advención son aquellas donde las corrientes oceánicas, una caliente y otra fría se presentan adyacentes. En la ciudad la niebla tiene gotas abundantes y pequeñas y pueden persistir mucho después que el enfriamiento haya terminado. Mientras que sobre el mar consisten en gotas grandes y escasas. La niebla advectiva tiene un espesor vertical mayor que la niebla por radiación debido a que la mayor turbulencia puede enfriar una capa más profunda, puede llegar a tener de 500m a 600m de espesor. Este tipo puede llegar a persistir durante el día, debido a que no se ha formado por enfriamiento de radiación. Nieblas Orográficas: Se forman sencillamente por el enfriamiento debido a la expansión advectiva del aire al ascender por una pendiente. Zonas montañosas son favorables para la formación de estas nieblas. Las nieblas que se forman sobre los ríos pertenecen al tipo de nieblas por evaporación. Nieblas por evaporación: a) Nieblas de Vapor: se producen por la sobresaturación del aire en contacto con la superficie líquida cuya tensión de saturación es superior a la tensión actual del vapor que contiene la masa de aire. Las zonas ideales para la formación de este tipo de niebla son los mares polares cuando son invadidos por el aire proveniente de un continente muy frío. Obviamente el invierno es la estación preferida para el desarrollo del fenómeno, con menor intensidad este tipo de niebla se formará en cualquier latitud sobre los ríos, lagos, etc. b) Nieblas de lluvia: cuando la lluvia penetra en una masa de aire más fría que ella suele evaporarse. El aire puede llegar a sobresaturarse hasta formar una niebla si es que el plafond de la nube es suficientemente bajo. Formación de nubes Los procesos conducentes a la formación de nubes pueden ser los siguientes: convección, turbulencia, evaporación, ascenso general, ondas orográficas. La convección da origen a las nubes de tipo “cumuliformes”. La turbulencia asociada con el frotamiento del aire junto al suelo enfría el tope de la capa de fricción lo suficiente como para sobresaturar el aire y forma una capa nubosa, estamos en el caso del “Stratus” o “Fractus‐Stratus”. Si dentro de la nube se genera una circulación convectiva, la capa toma un aspecto entrecortado que se llama “Stratus‐Cúmulos”. Cuando precipita de un “Nimbus – Stratus” o de un “Cúmulus – Nimbus”, la evaporación puede ser intensa en capas bajas, de modo que puede llegar fácilmente a la sobresaturación y formarse lenguas de condensación que se llaman “Fractus – Stratus”. Por lo general en las zonas adyacentes a los frentes o dentro de las áreas ciclónicas se establecen corrientes de ascenso. Como resultado de la nubosidad, presenta un considerable desarrollo horizontal y adquieren la forma de un “Cirrus‐Stratus”, “Alto‐
Stratus”, “Nimbus‐Stratus” y algunos tipos de “Cirrus” (“fibratus”, “vertebratus”). Encima de las superficies frontales o de de la superficie de inversión en las cuales existen una pronunciada discontinuidad en la velocidad del viento se establece movimientos ondulatorios análogos a los que se producen en la superficie del mar. Si la humedad es suficientemente elevada, las crestas de las olas habrá condensación y en los valles evaporación, pueden ser “Altos‐Cúmulos”, “Cirrus‐Cúmulos Ondulatus” y “Stratus‐Cúmulos Ondulatus”. (ver Figura 11 con fotos de nubes) Cuando una corriente de aire cruza un obstáculo orográfico que puede ser una sierra, una cordillera o una colina, suelen formarse, corriente abajo de la curva ondas de sotavento (en dirección al viento) cuya longitud es del orden de los 20km a 40km. Sobre las crestas de estas ondas suelen formarse nubes que tienen el aspecto de una lente biconvexa, so las “lenticulares”. (Ver clasificación de las nubes en la Tabla III) Fig. 11 TABLA III Nieblas. Clasificación. Formación de Nubes. Procesos conducentes a la precipitación. Prof. Dr. Raúl Roberto Podestá Presidente LIADA ‐ Coordinador de las Secciones: Cohetería, Planetas, Cosmología, Astrofotografía, Astrometeorología y Exobiología. Asesor Científico y Coordinador de Cursos.