Conceptos básicos de Meteorología Aeronáutica PDF

Conceptos básicos de Meteorología Aeronáutica 2/70 Contenido 1.1. Meteorología y Aviación. 1.2. Organización del servicio meteorológico para la Navegación Aérea internacional. 1.3. La obtención de datos meteorológicos. 2.1. Composición química de la atmósfera. 2.2. El agua en la atmósfer...

Conceptos básicos de Meteorología Aeronáutica 2/70 Contenido 1.1. Meteorología y Aviación. 1.2. Organización del servicio meteorológico para la Navegación Aérea internacional. 1.3. La obtención de datos meteorológicos. 2.1. Composición química de la atmósfera. 2.2. El agua en la atmósfera. 2.3. Propiedades físicas de la atmósfera. 2.4. Presión atmosférica. 2.5. Temperatura. 2.6. Densidad. 2.7. Humedad. 2.8. Estructura física de la atmósfera: Capas. 2.9. Estabilidad e inestabilidad de la atmósfera. 2.10. ANEXO: la atmósfera en la aviación. 2.10.1 La atmósfera estándar. 2.10.2 Altimetría. 2.10.3 Altímetro y su calado. 2.10.4 Niveles de vuelo. 2.10.5 Altitud, nivel y capa de transición. 3.1. Tipos de radiación. 3.2. Balance radiactivo. 3.3. Intercambio de calor en la atmósfera. 4.1. Modelos. 4.1.1 Modelo simple con una tierra inmóvil. 4.1.2 Modelo realista con la rotación de la Tierra. 4.2. Fuerza de Coriolis. 4.2.1 Consecuencias de la Fuerza de Coriolis: vientos. 5.1. Convergencia/Divergencia. 5.2. Subsidencia. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 3/70 5.3. Vientos debidos a las zonas de alta o baja presión. 5.4. Corriente en chorro. 7.1. Masas de aire. 7.2. Frentes. 8.1. Nubosidad. 8.1.1 Formación de las nubes. 8.1.2 Clasificación de las nubes. 8.1.3 Nubosidad y techo de nubes. 8.2. Visibilidad. 8.3. Precipitación. 8.3.1 Tipos de precipitación 8.4. Viento. 8.4.1 Vientos locales: brisas. 8.4.2 Vientos locales: Efecto Foehn. 9.1. Visibilidad reducida. 9.1.1 Nieblas y neblinas. 9.2. Ilusiones ópticas. 9.3. Engelamiento. 9.4. Cizalladura. 9.5. Turbulencia. 9.6. Tormentas. 9.6.1 Líneas de turbonada. 9.6.2 Microrreventón. 9.6.3 Tornado/Tromba marina. 9.7. Ciclones tropicales. 9.8. Corrientes convectivas. 9.9. Temperaturas elevadas. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 4/70 1. La Meteorología en el contexto aeronáutico. 1.1. Meteorología y Aviación. La Meteorología es la ciencia interdisciplinaria, basada fundamentalmente en la Física de la Atmósfera, que estudia el estado del tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen. Se debe distinguir entre el tiempo, que la Organización Meteorológica Mundial (0MM) define como el “estado de la atmósfera en un instante dado, definido por los diversos elementos meteorológicos y el clima, definida por la misma organización como la ““síntesis de las condiciones meteorológicas en un lugar determinado, caracterizadas por estadísticas a largo plazo de los elementos meteorológicos en dicho lugar”. Imagen de satélite de Europa Occidental, tratada para diferenciar masas de aire. Cuando la Meteorología se ocupa de los fenómenos y variables meteorológicos que afectan a las operaciones de las aeronaves, tanto en tierra como en vuelo, se habla de Meteorología Aeronáutica. La información meteorológica suministrada siempre presenta una doble vertiente: ➢ la información referente a la situación meteorológica observada en un momento relativamente reciente, que resulta necesaria para la prestación de los servicios aeroportuarios y de tránsito aéreo y que puede afectar tanto a las distintas fases del vuelo como a los movimientos de las aeronaves en plataforma. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 5/70 ➢ la información relativa a la situación meteorológica prevista, que permite anticiparse a la misma y adoptar decisiones, al objeto de optimizar las operaciones o mitigar los efectos negativos de los fenómenos meteorológicos. Debido a la propia inexactitud e incertidumbre inherente al desarrollo de los fenómenos atmosféricos, el valor especificado del pronóstico debe entenderse como el valor más probable que pueda tener dicho elemento durante el periodo del pronóstico. La información meteorológica es primordial y debe estar disponible de forma adecuada para los siguientes destinatarios: o Los operadores y los miembros de la tripulación de vuelo para la planificación previa al vuelo y durante el vuelo. o Los proveedores de servicios de tránsito aéreo y de servicios de información de vuelo, o Las unidades de servicio de búsqueda y salvamento, y o Los aeropuertos. 1.2. Organización del servicio meteorológico para la Navegación Aérea internacional. El servicio meteorológico prestado a la navegación aérea internacional está regulado por el Anexo 3 de OACI, y establecido de acuerdo con los siguientes principios fundamentales: a. La finalidad del servicio meteorológico para la navegación aérea internacional es contribuir a su seguridad operacional, regularidad y eficiencia de la navegación aérea internacional. b. Cada estado miembro determina el servicio meteorológico que presta en el espacio aéreo situado sobre su territorio y, si fuera el caso, sobre aguas internacionales u otras áreas situadas fuera del territorio del Estado interesado. Para ello tiene en cuenta los acuerdos regionales de navegación aérea establecidos para las regiones1 de OACI a las que pertenezca su espacio aéreo. En lo relativo a la meteorología aeronáutica, la OACI trabaja en estrecha cooperación con la Organización Meteorológica Mundial (OMM), que es un organismo especializado de las Naciones Unidas. 1 Las regiones de la OACI están explicadas en el Tema de Instituciones y Legislación Aeronáuticas, punto 2.1.5 b) © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 6/70 El servicio meteorológico a la navegación aérea internacional presta a través de los siguientes centros y oficinas que operan de forma interrelacionada: ÁMBITO EN QUE SE PRESTA EL SERVICIO Mundial OFICINA RESPONSABLE Centros Mundiales de Pronóstico de Área (WAFC) Centros de Avisos de Cenizas Volcánicas (VAAC) Regional Centros de Avisos de Ciclones Tropicales (TCAC) Centros Meteorológicos Regionales Especializados para el Transporte y Dispersión de Materiales Radiactivos en la Atmósfera (CMRE) FIR2 Aeródromo Oficinas de Vigilancia Meteorológica. Estaciones Meteorológicas Aeronáuticas. En el siguiente cuadro podremos ver y comparar cómo funcionan dichos centros 2 El FIR está explicado en el Tema de Instituciones y Legislación Aeronáuticas, punto 4.7.3 © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 7/70 Centro meteorológico designado para preparar y expedir pronósticos del tiempo significativo y en Función altitud en forma digital a escala mundial directamente a los Estados utilizando los servicios basados en Internet del servicio fijo aeronáutico. Oficinas −Se compone de dos centros: el WAFC de Londres y el WAFC de Washington. −En caso de interrupción de las actividades de uno de los WAFC, el otro WAFC asume sus funciones. Elaboran WAFC Informa ción VAAC • Pronósticos mundiales reticulares a diferentes niveles de viento, temperatura y humedad, etc. • Pronósticos mundiales sobre fenómenos de tiempo significativo. • Relativa a la liberación accidental de materiales radiactivos a la atmósfera y pronósticos de su evolución de los Centros Meteorológicos Regionales Especializados para incluirla en sus pronósticos. Reciben • Sobre cenizas volcánicas de los Centros de avisos de cenizas volcánicas (VAAC)para información incluirla en sus pronósticos. • Sobre los Centros de avisos de ciclones tropicales (TCAC), para incluirla en sus pronósticos. Centro meteorológico designado en virtud de un acuerdo regional de navegación aérea para proporcionar información de asesoramiento sobre la extensión lateral y vertical y el movimiento pronosticado de las cenizas volcánicas en la atmósfera a: − las oficinas de vigilancia meteorológica, Función − los centros de control de área, − los centros de información de vuelo y − los centros mundiales de pronósticos de área. − los bancos internacionales de datos OPMET. Existen nueve VAAC por la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) y en estrecha cooperación con la OMM y la Unión internacional de Geodesia y Geofísica (UIGG). • Está a cargo de algunos Miembros de la OMM que han aceptado esa responsabilidad y Oficinas Gestión de proporcionan información meteorológica en apoyo del sistema de vigilancia de los volcanes en las aerovías internacionales. dichos • Mantendrán la vigilancia 24 horas al día. centros • En caso de interrupción del funcionamiento de un VAAC sus funciones las llevará a cabo otro VAAC. TCAC Centro meteorológico designado en virtud de un acuerdo regional de navegación aérea para proporcionar a las oficinas de vigilancia meteorológica, a los centros WAFC y a los bancos Función internacionales de datos OPMET información sobre la posición, la dirección y la velocidad de movimiento pronosticadas, así como de la presión central y el viento máximo pronosticados en la superficie de los ciclones tropicales. Oficinas CMRE Los siete TCAC asumen la responsabilidad regional de suministrar avisos y comunicados sobre todos los ciclones tropicales, huracanes o tifones en todo el mundo. Se han designado varios Centros Meteorológicos Regionales Especializados (CMRE) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) con la responsabilidad de proporcionar mapas de Función pronósticos (productos) para la trayectoria y depósitos de materiales radiactivos liberados a la atmósfera. Oficinas Son ocho centros: Beijing, Exeter, Melbourne, Montreal, Obninsk, Tokio, Toulouse y Washington. −Mantendrán la vigilancia continua de las condiciones meteorológicas que afecten a las operaciones de vuelo dentro de la región o regiones de información de vuelo asignadas. Oficinas de −Prepararán y difundirán información sobre la presencia prevista de fenómenos meteorológicos en vigilancia Función ruta especificados, que puedan afectar a la seguridad de las operaciones dentro de la región o meteoroló regiones de información de vuelo asignadas. gica −Proporcionarán la información recibida sobre actividad precursora de erupciones volcánicas, erupciones volcánicas y nubes de cenizas volcánicas. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 8/70 −Proporcionarán la información recibida sobre liberación accidental de materiales radiactivos a la atmósfera en el área sobre la que mantienen vigilancia. Oficinas −En España hay dos Oficinas a cargo de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET), una en Valencia para el FIR Madrid y para el FIR Barcelona, y otra en Las Palmas de Gran Canaria para el FIR Canarias. −Cada Estado contratante establecerá una o más oficinas meteorológicas de aeródromo para el suministro del servicio meteorológico necesario que permita atender las necesidades de la navegación aérea internacional. −Prepararán pronósticos de las condiciones meteorológicas locales del aeródromo o aeródromos. −Mantendrán una vigilancia meteorológica continua en los aeródromos, para los cuales haya sido designada, para preparar pronósticos − Función Suministrarán exposiciones verbales, consultas y documentación de vuelo a los miembros de las tripulaciones de vuelo o a otro personal de operaciones de vuelo. −Proporcion • Otros tipos de información meteorológica a los usuarios aeronáuticos, así como la arán información meteorológica disponible. • La información recibida sobre cenizas volcánicas a la dependencia de servicios de tránsito aéreo, a la dependencia de servicios de información aeronáutica y a la oficina de vigilancia meteorológica asociadas. Oficinas meteoroló gicas Oficinas Estaciones meteorológicas aeronáuticas (EMAe)  Realizan las observaciones meteorológicas ordinarias y especiales del aeródromo y la vigilancia del tiempo presente (principalmente, informes METAR/SPECI).  AEMET tiene oficinas meteorológicas en los 40 aeropuertos de la red de AENA y 8 bases aéreas abiertas al tráfico civil.  Realizan la vigilancia meteorológica y las predicciones de aeródromo para los Oficinas aeródromos bajo su responsabilidad (principalmente TAF, TREND y avisos de meteorológicas de aeródromo). aeródromo (OMAe)  Existen 5: Las Palmas, Madrid, Santander, Sevilla y Valencia. Efectúan observaciones ordinarias a intervalos fijos de cada media hora o cada hora (para el METAR) Estaciones Función y se completan con las observaciones especiales cuando ocurren cambios especificados con respecto meteoroló al viento, la visibilidad, etc. gicas En España, están asociadas a las oficinas meteorológicas de aeródromo y su equipamiento de medida aeronáutic Oficinas depende del número de pistas, de las categorías de las operaciones de aproximación y aterrizaje de as esas pistas y de las características climatológicas del aeródromo. 1.3. La obtención de datos meteorológicos. El objetivo de la observación meteorológica consiste en determinar o estimar el valor de diferentes variables y parámetros físicos que permiten conocer el estado de la atmósfera y preparar análisis, predicciones y avisos meteorológicos, así como realizar la vigilancia del clima. En base a ello: 1. Gran parte de las variables se miden mediante sensores electrónicos incorporados a equipos automáticos de medida (presión, temperatura, etc.) 2. Algunas de las variables necesitan la participación experta de un observador de meteorología para su estimación (visibilidad, nubosidad, etc.). © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 9/70 3. Además de estas mediciones dentro del aeródromo, resultan necesarios otros datos en otros puntos de la atmósfera para conocer su estado en ruta, así como para realizar pronósticos de aeródromo y de área por parte de los predictores. 4. Las observaciones meteorológicas en altitud se realizan mediante sondeos, radar, red de descargas eléctricas, satélites meteorológicos y aeronaves. 5. Los sondeos aerológicos realizados en algunos aeródromos miden sobre la vertical de un lugar los valores de presión, temperatura y humedad. Se realizan lanzando globos sonda desde la estación de sondeo a las 00 y 12 UTC. 6. Las observaciones con radar de superficie y de a bordo, así como la red de descargas eléctricas, permiten determinar la posición de cumulonimbos y tormentas, así como relacionar las características de las imágenes obtenidas en la pantalla del radar con fenómenos adversos para el vuelo. 7. Por medio de los satélites meteorológicos se obtienen datos de altitud, medidas de temperatura y humedad y contenido de ozono, entre otros. Su aportación es fundamental en la localización de los sistemas nubosos, su naturaleza, extensión, desarrollo y movimiento. 8. Todo el ingente volumen de datos a nivel mundial necesario para monitorizar el estado de la atmósfera y alimentar los modelos numéricos se obtiene mediante el Sistema Mundial de Observación de la Organización Meteorológica Mundial. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 10/70 Los diferentes elementos que intervienen en este sistema aparecen de forma esquemática en la siguiente figura: Red de elementos que intervienen en la monitorización del estado de la atmósfera. 2. Conceptos básicos de la Atmósfera. 2.1. Composición química de la atmósfera. La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea la Tierra y la envuelve. Aparte de esta masa gaseosa, la atmósfera contiene también, en menor grado, partículas sólidas en suspensión (polvo, humo, aerosoles y hielo) y partículas líquidas (gotas de agua). La atmósfera en las proximidades del nivel del mar tiene la siguiente composición química: - 78% de nitrógeno (N2). - 21% de oxígeno (O2). - 1% de otros gases (Ar, Ne, CO2, H2, O3…) Esta mezcla de gases es lo que se define en meteorología como aire seco. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 11/70 Sin embargo, en la atmósfera existe una cantidad de vapor de agua (H2O en estado gaseoso) que puede variar entre un 0,2% y un 3%. En meteorología se define el aire húmedo como la mezcla de dos gases: el aire seco y el vapor de agua. 2.2. El agua en la atmósfera. El agua en la atmósfera puede encontrarse en tres estados: ➢ Estado sólido: Aparece en forma de nieve, granizo o cristales de hielo en algunas nubes. ➢ Estado líquido: Aparece en forma de lluvia, rocío o gotas de agua en algunas nubes. ➢ Estado gaseoso: Llamado vapor de agua está presente en el seno de la atmósfera casi por completo en la troposfera, y puede variar entre un 0.2% y un 3%. El vapor de agua en la atmósfera se encuentra en proporciones variables. El agua cambia de un estado a otro mediante los procesos de evaporación, condensación, congelación, fusión y sublimación, como se muestra en la figura siguiente: Procesos de cambios de estado del agua © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 12/70 En el ciclo hidrológico, el agua cambia de un estado a otro por distintos procesos naturales, fundamentalmente, evaporación, condensación y precipitación: 1. El agua que se encuentra en los mares y océanos en estado líquido se evapora, al igual que el líquido que reside en la vegetación u otras superficies (evapotranspiración). 2. El vapor de agua resultante reside en el seno de la atmósfera hasta que, en ocasiones y a través de distintos procesos, se condensa, formando las nubes. 3. Las gotitas de agua que forman las nubes crecen hasta que se produce la precipitación, por lo que una parte del agua es devuelta a la tierra y otra parte a los mares y al océano. 2.3. Propiedades físicas de la atmósfera. A continuación, se describen las propiedades físicas que tiene la atmósfera por ser una mezcla de gases. 2.4. Presión atmosférica. La atmósfera ejerce sobre los objetos que se encuentran en ella una presión debida al peso de los gases que la componen. Esta presión se ejerce por igual en todas las direcciones. La presión atmosférica sobre una superficie es igual al peso ejercido sobre esa superficie por la columna de aire que se extiende desde esa superficie hasta el límite exterior de la atmósfera: P = F/S = mg/S FACTORES QUE AFECTAN A LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA 1. Altura/altitud. La presión atmosférica no es la misma en todos los puntos de la atmósfera, sino que depende de la altitud, ya que, a medida que aumenta la altitud desde un punto cualquiera, disminuye la altura de la columna de aire que hay sobre él y, por tanto, el peso que ésta ejerce. Es decir, la presión disminuye según aumenta la altitud. En términos generales, la relación entre la presión y la altura se puede observar directamente en la fórmula anterior si se sustituye la masa en función de la densidad y el volumen, que es equivalente al producto de la superficie por la altura: (m = ρdV = ρdSh). P = ρdShg/S = ρdgh © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 13/70 Siendo “d” la densidad, “S” la sección, “V” el volumen, “h” la altura y “g” la constante gravitatoria. Sin embargo, el descenso de la presión con la altitud no es lineal. Si bien en los primeros metros la presión disminuye a razón de 1mb por cada 9 metros (30 ft) de altitud de forma aproximadamente lineal, el descenso adquiere después una forma exponencial como la representada en la gráfica siguiente: Variación de la presión atmosférica con la altitud 2. Temperatura. Por otro lado, la presión depende también de la temperatura de la columna de aire en la atmósfera. Por tanto, la presión variará en función de: a. El momento del día: Esta variación es menor de 1hPa en las zonas templadas siendo prácticamente nula en los polos. Presenta dos máximos hacia las 10 y 22 horas y dos mínimos hacia las 4 y 16 horas. b. La época del año. c. El movimiento de las masas de aire: Un cambio de la masa de aire que afecta a un punto de La Tierra suele tener asociado un cambio en la temperatura. Este cambio de temperatura produce perturbaciones irregulares en la presión. En general, cuanto mayor es la temperatura del aire menor es su densidad y, por tanto, su presión es menor. Por el contrario, cuanto más fría es su temperatura, mayor es su densidad y, por tanto, la presión aumenta. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 14/70 3. Orografía. La presencia de accidentes orográficos puede provocar acumulaciones o déficits de masa de aire que, respectivamente, hagan aumentar o disminuir localmente la presión. UNIDADES DE MEDIDA Existen varias unidades para indicar la presión. Para establecer las equivalencias entre estas unidades se parte de la definición de la unidad “atmósfera”. Una atmósfera (1013,25 hPa) es igual al peso de una columna de mercurio de 1 cm2 de sección y de 76 cm de altura. Esta unidad se estableció en el experimento de Torricelli, en el que se invirtió un tubo de vidrio lleno de mercurio de 1m de largo por 1cm2 de sección sobre una cubeta que contenía el mismo líquido. El líquido de mercurio en el tubo descendió hasta una altura de 76 cm, debido a que la fuerza ejercida por la atmósfera fuera del tubo de vidrio estaba equilibrada con la que ejercía el mercurio dentro del tubo de vidrio. Experimento de Torricelli Equivalencia entre las 3 principales unidades de presión. Atmósfera Milímetros de Milibares/ (Atm) mercurio (mm de Hg) hectopascales (mb/hPa) 1 760 1013.25 © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 15/70 2.5. Temperatura. La temperatura del aire es la medida de la energía cinética promediada de las moléculas que lo componen, que se hallan en continuo movimiento y que experimentan infinitos choques entre sí. FACTORES QUE AFECTAN A LA TEMPERATURA 1. Altura Se denomina gradiente térmico vertical a la variación de la temperatura con la altura. a. Gradiente térmico positivo: la temperatura desciende con la altura. b. Gradiente térmico negativo: la temperatura aumenta con la altura. 2. Variación a lo largo del día La temperatura del aire presenta una variación diaria, mostrando normalmente un máximo aproximadamente dos horas después del mediodía, y un mínimo poco después del amanecer. El hecho de que los máximos y mínimos no aparezcan exactamente a mediodía o al ponerse el Sol, se debe a que lleva un tiempo el que el aire se caliente o enfríe al recibir la radiación solar (inercia térmica). 3. La nubosidad Suaviza los máximos y mínimos al reflejar parte de la radiación solar y absorber parte de la radiación terrestre. Por tanto, la diferencia entre la temperatura máxima y mínima (amplitud térmica) es menor. 4. El viento Con el viento se remueve el aire y, por tanto, se mezclan capas de aire a diferente temperatura. Esto hace que la variación diurna sea menos marcada. 5. La naturaleza de la superficie terrestre en la que se mide la temperatura, así como la de la superficie circundante La variación diaria de temperatura será mayor en la superficie terrestre que en el mar y zonas costeras, al tener el agua un calor específico más bajo que las zonas terrestres. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 16/70 Por otra parte, esta temperatura se verá influenciada por el flujo de aire caliente o aire frío que venga de las zonas circundantes debida a su naturaleza, con lo que también afectará a la variación diaria de temperatura. ESCALAS La temperatura se puede medir usando diferentes escalas. La temperatura de fusión y ebullición del agua para cada una de ellas se muestra a continuación: PUNTO DE FUSIÓN DEL HIELO PUNTO DE EBULLICIÓN DEL AGUA 0ºC 100ºC 273,16 K 373,16 K 32ºF 212ºF ESCALA CENTÍGRADA ESCALA KELVIN ESCALA FAHRENHEIT Puntos de fusión y ebullición del agua en las 3 principales escalas de temperaturas. Donde la relación entre la equivalencia de temperaturas en las escalas centígrada y Fahrenheit viene 5 dada por la ecuación: C= 9 ∙ (F-32), mientras que la escala centígrada y kelvin se relacionan mediante: K= C + 100. 2.6. Densidad. La densidad es la masa que tiene un gas en la unidad de volumen, por tanto, es también el cociente de la masa entre el volumen del mismo: ρ = m/V Donde ρ es la densidad, m es la masa y V el volumen. El volumen dependerá de la sección (S) y la altura (h): V=Sh Sin embargo, la densidad (molar) del aire está relacionada con la presión y temperatura. Esta relación es consecuencia de la ecuación de estado de los gases perfectos que se define a continuación: P= dRT Siendo “P” la presión, “d” la densidad, “R” la constante de los gases ideales (R= 2870 hPa cm3/ Kg K) y “T” la temperatura. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 17/70 Por tanto, a una presión constante, un aire es menos denso cuanto mayor es su temperatura y viceversa. De aquí se deduce también que, a una presión constante, la columna de aire más caliente será la menos densa y, por tanto, su altura será mayor; es decir, la columna de aire tiende a expandirse cuanto mayor es su temperatura. 2.7. Humedad. La humedad ambiental de la atmósfera es la cantidad de vapor de agua que contiene. FACTORES QUE AFECTAN A LA HUMEDAD 1. Temperatura La cantidad de vapor de agua que un volumen de aire puede almacenar viene determinada por la temperatura. A mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua puede almacenar. Cuando un volumen de aire contiene la máxima cantidad de vapor de agua que puede almacenar se dice que este volumen de aire está saturado. Los mecanismos por los que un volumen de aire se satura son: • Disminuyendo la temperatura de un volumen de aire no saturado. • Inyectando vapor de agua en un volumen de aire no saturado. Una vez que el volumen de aire está saturado y no admite más vapor de agua, si se añade más vapor de agua o se enfría todavía más, una parte de este vapor de agua se transforma en agua líquida o, lo que es lo mismo, se condensa. VALORES RELACIONADOS CON LA HUMEDAD 2. La humedad relativa Es el cociente entre la cantidad de vapor de agua que realmente contiene un volumen de aire determinado a una temperatura dada y la cantidad de vapor de agua máxima que puede almacenar ese volumen de aire a la misma temperatura. Por tanto, cuando el volumen de aire esté saturado, su humedad relativa será del 100%. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 18/70 3. El punto de rocío Es la temperatura a la cual hay que enfriar un volumen de aire para saturarlo, manteniéndolo a presión constante. Es decir, es la temperatura a la que hay que enfriar un volumen de aire para que la humedad relativa sea del 100%. Conocer el punto de rocío en superficie puede ayudar a predecir la posibilidad de presencia de nieblas, que aparecen en ocasiones cuando la temperatura del aire se aproxima o alcanza la del punto de rocío. 2.8. Estructura física de la atmósfera: Capas. La atmósfera se divide verticalmente en cinco capas. Estas capas no son uniformes alrededor del globo terrestre, sino que dependen de la latitud a la que se encuentren en su vertical. Extensión Se extiende desde la superficie hasta una altitud promedio de 8 Km en latitudes altas (tropopausa polar), mientras que en latitudes bajas se extiende desde la superficie hasta una altura promedio de 18 Km (tropopausa tropical) y en latitudes medias, de hasta 12 Km (tropopausa de latitudes medias). Temperatura Desciende con la altitud hasta llegar a los -56,5ºC. y altitud Presión Densidad La presión y la densidad también disminuyen con la altitud. Vapor de agua Contiene casi todo el vapor de agua y la mayor parte de la masa de la atmósfera y, además, se producen movimientos verticales muy marcados, lo que implica que la mayor parte de los fenómenos meteorológicos se produzcan en esta capa. Límite superior El límite superior de la troposfera se llama tropopausa y puede considerarse como una superficie de discontinuidad donde la temperatura se mantiene constante en torno a aproximadamente -56ºC. La tropopausa no es continua alrededor del todo el globo terrestre y existen unas “roturas” entre las tropopausas a diferentes latitudes, en donde se originan corrientes de viento muy fuertes denominadas corriente en chorro. Extensión Esta capa se encuentra situada encima de la troposfera y se extiende desde la tropopausa hasta unos 50 o 55 Km de altitud. TROPOSFERA Temperatura La temperatura asciende con la altitud, lo que se debe fundamentalmente a la y altitud abundancia de ozono en esta capa. ESTRATOSFERA Presión Densidad Vapor de agua La presión continúa descendiendo exponencialmente con la altitud, pero es tan sólo alrededor del 0.1% de la que existe a nivel del mar. Su contenido de vapor de agua es pequeño y apenas hay nubes; sólo nubes nacaradas que se sitúan a 20 o 30 Km de altitud y topes de cumulonimbos que por inercia perforan la tropopausa alcanzando la parte más baja de la estratosfera. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 19/70 Límite superior El límite superior de la estratosfera es denominado estratopausa, situada a 50 Km de altitud aproximadamente y a partir de la cual la temperatura disminuye de nuevo. Extensión Esta capa se encuentra situada encima de la estratosfera y se extiende desde la estratopausa hasta unos 80 Km de altitud. Temperatura La temperatura disminuye con la altitud hasta alcanzar una temperatura de y altitud 95ºC aproximadamente. Presión Densidad MESOESFERA Vapor de agua Disminuyen la presión y la densidad. En esta capa no se forman apenas nubes, excepto en latitudes altas en las que, cuando el Sol se sitúa entre 5º y 13º, se pueden observar nubes noctilucentes3. Límite superior El límite superior de la mesosfera se denomina mesopausa y se caracteriza porque es el nivel con la temperatura más fría de toda la atmósfera. En este nivel es donde termina la atmósfera con una composición de gases homogénea. Esta zona donde la atmósfera es homogénea y comprende la troposfera, la estratosfera y la mesosfera recibe el nombre de homosfera. Extensión Esta capa se encuentra situada encima de la mesosfera y se extiende desde la mesopausa hasta unos 500 Km. Temperatura La temperatura aumenta con la altitud debido a la radiación solar, hasta y altitud alcanzar una temperatura de 1.100ºC. Presión TERMOESFERA O IONOSFERA Densidad EXOSFERA 3 Disminuye. A estas altitudes extremas las moléculas de gas se encuentran ampliamente separadas, quedando por tanto libres los átomos que las constituían. Al estar también libres los iones durante largos períodos de tiempo, la ionización es importante y da lugar a fenómenos como la aurora boreal. En el ámbito de las radiocomunicaciones, los iones presentes en esta capa pueden reflejar las ondas de radio, permitiendo la comunicación entre distintos lugares del globo terrestre. Vapor de agua En esta capa no se forma ninguna nube. Límite superior El límite superior de la termosfera se denomina termopausa. Extensión Esta capa es la última capa de la atmósfera, se encuentra situada encima de la termosfera y su espesor es muy elevado, hasta confundirse con el gas interplanetario. Nubes formadas por cristales y polvo de meteorito que se ven en el crepúsculo con tonos azulados. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 20/70 Capas de la atmósfera y sus grosores. Principales fenómenos presentes en cada capa de la atmósfera Perfil vertical de la temperatura en la atmósfera. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 21/70 2.9. Estabilidad e inestabilidad de la atmósfera. En la atmósfera, se define la estabilidad como la capacidad que tiene una masa de aire de resistirse al desplazamiento vertical desde su posición inicial o nivel de equilibrio. A. La atmósfera será tanto más estable cuanto más difícil sea que se den los movimientos verticales en ella, e inestable en caso contrario. B. La intensidad de los movimientos verticales dependerá de cuánto más o menos inestable sea la atmósfera. C. En el aire, la inestabilidad se origina cuando una burbuja de aire está más caliente (es menos densa) que el aire que la rodea, y asciende. La estabilidad es la situación contraria, en la que la burbuja de aire está más fría que su entorno. o Cielo despejado o con nubes estratiformes o En las capas bajas, si hay humedad suficiente y sobre todo en invierno, pueden formarse nieblas. o El humo y los contaminantes, al no poder elevarse, reducen la visibilidad y disminuyen la calidad del aire. o Nubes a veces muy desarrolladas, chubascos y turbulencia. o Buena visibilidad, excepto dentro de las nubes y en caso de chubascos. Aire estable Aire inestable 2.10. ANEXO: la atmósfera en la aviación. 2.10.1 La atmósfera estándar. La determinación de la altitud se realiza a partir de una atmósfera ideal, no real, en la que la distribución de la presión, densidad y temperatura en la atmósfera es independiente de la latitud y época del año. Esta atmósfera la definió la OACI y fue denominada atmósfera ISA (International Standard Atmosphere). La atmósfera estándar tiene las siguientes características: 1. Está formada por aire seco, considerado como un gas perfecto que obedece a la ley de los gases perfectos y con una masa molecular media de 0,02896442 kg/mol. 2. A nivel del mar tiene una temperatura de 15ºC (288,15 K), una presión de 1013,25 hPa (760 mm Hg) y una densidad de 1,2250 kg/m3. 3. La temperatura absoluta del punto de fusión del hielo es de 273,15º K. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 22/70 4. El gradiente térmico en la troposfera es de 2ºC por cada 1.000 ft de elevación (6,5ºC cada 1.000 metros) desde el suelo hasta la altitud de la tropopausa, donde la temperatura se encuentra alrededor de los – 56,5ºC, siendo el perfil vertical del resto de las capas el que se muestra en la figura siguiente: Perfil vertical de temperatura según atmósfera ISA. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 23/70 Por tanto, en la atmósfera estándar queda fijado para cada valor de presión un valor de altitud junto con su temperatura. Algunos de estos valores son: Valores de presión y temperatura de la atmósfera ISA a distintas altitudes. La atmósfera estándar es utilizada sólo para aplicaciones aeronáuticas. En la práctica, las constantes fluctuaciones de la presión y la temperatura en la atmósfera, así como la diferencia de estas variables según la latitud, hacen que la atmósfera real pueda diferir significativamente de la atmósfera ISA. 2.10.2 Altimetría. La altimetría se ocupa de determinar la altitud de vuelo de la aeronave a partir del valor de presión medido. ➢ La altura es la distancia vertical entre un punto en el seno del aire y una superficie horizontal de referencia que generalmente es el suelo o superficie terrestre. ➢ La altitud es la distancia vertical entre un punto en el seno del aire y el nivel medio del mar (MSL). ➢ La elevación es la distancia vertical entre un punto del terreno y el nivel medio del mar. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 24/70 Representación gráfica de altura, altitud y elevación. 2.10.3 Altímetro y su calado. Los altímetros son los instrumentos que permiten determinar la posición vertical de la aeronave, indicando la altitud de la aeronave en función de la presión. Miden la presión atmosférica y, mediante el uso de las reglas de la altimetría y según la atmósfera ISA definida anteriormente, convierten dicha presión en la altitud a la que se encuentra el avión. Los altímetros son barómetros aneroides graduados para leer altitudes. Altímetro. En la atmósfera real se dan variaciones de presión y temperatura, por lo que la presión a nivel del mar en general no es de 1013.25 hPa. Por tanto, las altitudes indicadas por el altímetro obtenidas teniendo en cuenta las condiciones de la atmósfera ISA, pueden presentar diferencias con respecto a las altitudes reales. Para obtener valores ajustados a las condiciones reales de presión resulta necesario ajustar o calar el altímetro a la presión real existente a nivel del mar o a la presión en un punto de la superficie de © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 25/70 altitud conocida. Inicialmente se ajusta el altímetro a cero metros (o al punto de la superficie de altitud conocida que corresponda, en su caso) y, seguidamente y a partir de esta referencia, el altímetro realiza las conversiones de presión a altitud. QNH: Es la presión atmosférica del aeródromo reducida al nivel del mar en condiciones ISA. La indicación del altímetro de la aeronave será la altitud con relación al nivel medio del mar. Por tanto, cuando una aeronave se encuentre en tierra con este calado, el altímetro indicará la altitud del aeródromo en el que se encuentre. QFE: Es la presión atmosférica del aeródromo medida por el barómetro de la oficina meteorológica del aeródromo. La indicación del altímetro será la altura. Por tanto, cuando una aeronave se encuentre en tierra con este calado, el altímetro indicará cero. QNE: Es la presión estándar a nivel del mar. La ventanilla del altímetro se ajustará a la referencia de 1.013,25 hPa y así, la indicación del altímetro será la distancia a la superficie de presión de referencia 1.013,25 hPa. Los reglamentos aéreos establecen que todos los aviones vuelen en ruta con la misma presión de referencia (QNE). De esta manera, los aviones vuelan a determinados niveles de vuelo. Los valores para reglar un altímetro a QNH o QFE no son fijos, ya que varían con el paso del tiempo y con el lugar de medición, así que es necesario ir actualizando estos valores obteniéndolos de la estación meteorológica más cercana. En el caso de que el aeropuerto esté al nivel del mar, el QNH coincidirá con el QFE, si el aeropuerto está por debajo del nivel del mar, QNH será menor que QFE y, si está por encima del nivel del mar, QNH será mayor que QFE. 2.10.4 Niveles de vuelo. Los niveles de vuelo son superficies de presión atmosférica constante que se encuentran a una distancia determinada de la superficie de presión 1013,25 hPa calculados a partir de la atmósfera estándar de la OACI. Estos niveles de vuelo son niveles de crucero que siempre quedan por encima de la altitud de transición que más adelante se define. Los niveles de vuelo se expresan en centenares de pies y la separación o distancia entre ellos la establece el Reglamento de Circulación Aérea4. 4 El Reglamento de la Circulación Aérea y los niveles de crucero se pueden ver en Manual de Instituciones y Legislación © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 26/70 2.10.5 Altitud, nivel y capa de transición. La magnitud de referencia a la que debe calarse el altímetro cambia durante la trayectoria. La referencia escogida para el reglaje del altímetro dependerá del punto en el que se encuentre la aeronave. Hay dos puntos en los que se debe cambiar la referencia escogida para el reglaje del altímetro: Altitud de Definición y calado transición Es la altitud: o Por debajo de la cual se controla la posición vertical de la aeronave en referencia a altitudes. Por tanto, el altímetro está calado a QNH. o Por encima de la cual se controla la posición de la aeronave con niveles de vuelo. Por tanto, el altímetro está calado a QNE. Fase del vuelo La aeronave tiene en cuenta la altitud de transición en el afectado despegue. Es un valor que se encuentra fijado para cada aeropuerto. Valores En España existe tres: Para Madrid TMA: 13000 ft, Para Granada CTA: 7000 ft, Para el resto: 6000 ft. Nivel de Definición y calado transición Es el nivel de vuelo más bajo disponible por encima de la altitud de transición: o Por debajo del nivel de transición se ha de operar en altitudes y el altímetro está calado en QNH. o Por encima del nivel de transición ha de operar en niveles de vuelo y el altímetro debe estar calado a QNE. Fase del vuelo La aeronave tiene en cuenta el nivel de transición en la afectado aproximación para el aterrizaje. Valores Su valor depende de las condiciones meteorológicas, pero por lo general debe estar a 1000 ft como mínimo por encima de la altitud de transición. Capa de Es la capa situada entre el nivel de transición y la altitud de transición. Su espesor es transición variable y siempre mayor o igual a 1000 ft. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 27/70 Altitud de transición, nivel de transición y cambios de reglaje. 3. Radiación en la Atmósfera. La atmósfera se encuentra compuesta por varios gases que interaccionan con la radiación solar y la radiación terrestre, como se detalla más adelante. Además, estos gases, por estar a una temperatura determinada, emiten una radiación propia en todas las direcciones. 3.1. Tipos de radiación. RADIACIÓN Definición Es la radiación electromagnética de onda corta procedente del Sol. SOLAR Absorción De la radiación emitida por el Sol, aproximadamente el 36% es absorbido por las nubes o reflejado por sus cimas, el 20% es absorbido por los gases atmosféricos (5% ozono (O3), 15% dióxido de carbono (CO2)), el 4% reflejado por la superficie terrestre y sólo un 40% es absorbido por la corteza terrestre (tierra y océanos). Efectos o o o © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 28/70 RADIACIÓN Definición TERRESTE Es la radiación de onda larga emitida por la superficie de La Tierra y por los gases, los aerosoles y las nubes de la atmósfera. Es parcialmente reabsorbida dentro de la atmósfera. Absorción Los gases que están presentes en la atmósfera son absorbentes selectivos de la radiación terrestre para determinadas longitudes de onda. En particular, algunos de estos gases absorben grandes cantidades de radiación de onda larga emitida por la Tierra al espacio, mientras que son transparentes a la radiación de onda corta que proviene del Sol. Efectos o o 3.2. Balance radiactivo. Es el balance entre los flujos de radiación solar y terrestre en la superficie de La Tierra. La intensidad de la radiación solar recibida no es uniforme en toda la corteza terrestre, sino que depende de la posición del punto considerado con respecto a la posición del Sol, por lo que dependerá de la latitud en la que se encuentre el punto, la época del año y la hora del día. Así, el hemisferio norte recibe máxima radiación alrededor del solsticio de junio, mientras que en el hemisferio sur lo hace alrededor del solsticio de diciembre. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 29/70 La radiación que llega a la superficie terrestre no es la misma que se emite al espacio en todas las latitudes, en algunas de ellas se absorbe más de lo que se emite y en otras sucede el efecto contrario. Sin embargo, la temperatura anual media de La Tierra y de la atmósfera varía muy poco, debido a que cada año el sistema atmósfera-Tierra envía al espacio tanta energía como recibe del sol. 3.3. Intercambio de calor en la atmósfera. El Sol es la principal fuente de calor que suministra energía a nuestra atmósfera. Se ha comprobado que la temperatura anual media de La Tierra y de la atmósfera varía poco en intervalos de tiempo no muy amplios. Esto es debido a que existe un intercambio de calor entre los diferentes elementos de La Tierra y capas de la atmósfera, que permiten tener el sistema Tierra-atmósfera en un equilibrio térmico. No obstante, existe la posibilidad de romper el equilibrio por distintos procesos, uno de los cuales es el habitualmente citado “efecto invernadero”. Este efecto se relaciona con la introducción en el eje tierra-atmósfera de una mayor concentración de gases transparentes a la longitud de onda corta entrante, y absorbentes a la longitud de onda larga reemitida por La Tierra (gases de efecto invernadero). © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 30/70 Además de la radiación explicada anteriormente, el intercambio de calor se puede realizar a través de los siguientes procesos: CONDUCCIÓN Definición Es un tipo de transmisión de calor que se realiza por contacto entre dos cuerpos a distinta temperatura. Efecto El calor pasa de un punto a otro por colisión molecular, aumentando el movimiento de las moléculas adyacentes. Esto sucede en las pistas de los aeropuertos, donde el calor se conduce desde la superficie de las pistas a las capas de aire que están en contacto con ellas. Además, como el material de la pista es diferente al que suele haber alrededor de la pista, tiene mayor facilidad para calentarse. CONVECCIÓN Definición Es un tipo de transmisión de calor que se realiza por el medio de un fluido que transporta calor entre regiones con diferente temperatura. Efecto En Meteorología, este tipo de transmisiones de calor origina frecuentemente los movimientos verticales de las masas de aire. ADVECCIÓN Definición Es un tipo de transmisión de calor que se realiza por medio de movimientos horizontales de masas de aire. Efecto Es muy importante en la formación de nubes orográficas, además de tener un papel primordial en el ciclo del agua. TURBULENCIA Definición Es un tipo de transmisión de calor que se realiza por medio de corrientes desordenadas y desiguales que dan lugar a remolinos turbulentos. Efecto Sus consecuencias se traducen en aceleraciones verticales u horizontales que pueden modificar los parámetros de vuelo, cambios de altitud y actitud e incluso pérdida momentánea de la gobernabilidad del avión. No todas las aeronaves son igualmente sensibles a la turbulencia, sino que dicha sensibilidad es función del peso, superficie alar, actitud y velocidad de la aeronave La transferencia de calor siempre se realiza desde las zonas más calientes a las más frías. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre dichas zonas, más rápidamente se realiza la transferencia de calor. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 31/70 1. Como consecuencia de estos gradientes térmicos entre latitudes se desarrollan las corrientes de convección, que serán los mecanismos mediante las cuales se transfiere el exceso de energía a las zonas donde hay defecto de la misma. 2. Otro proceso por el que se transfiere energía entre las latitudes es mediante las corrientes oceánicas que van de los trópicos a los polos. Estos mecanismos de transferencia de calor entre las latitudes contribuyen a que se mantenga el equilibrio térmico en el sistema Tierra-atmósfera y su temperatura apenas varíe 4. Circulación general atmosférica. En el apartado anterior se acaba de explicar cómo existía un desigual balance de radiación en las diferentes latitudes tal que la radiación recibida en zonas ecuatoriales es mucho mayor que en los polos. Este balance, como se verá inmediatamente, determina, junto a otros factores, la circulación atmosférica terrestre. Se denomina circulación general atmosférica al flujo de aire alrededor del globo terráqueo por medio del cual se redistribuye el calor sobre la superficie de La Tierra. La circulación general atmosférica abarca todo el planeta y su conocimiento ayuda a comprender el comportamiento de muchos sistemas meteorológicos a menor escala. 4.1. Modelos. 4.1.1 Modelo simple con una tierra inmóvil. En el modelo más simple de circulación general atmosférica, se considera una tierra inmóvil con una superficie uniforme en la que no hay fricción ni calentamiento diferencial entre la superficie oceánica y la continental, y además los vientos existentes se deben exclusivamente a factores térmicos. 1. El exceso de radiación en el ecuador produce un ascenso del aire, y este aire en altura se desplaza desde la latitud más cálida a la más fría, es decir, del ecuador a los polos. 2. En el Polo desciende el aire y se desplaza por la superficie hasta el ecuador para reemplazar el aire ascendente. Este movimiento del aire es llamado célula de circulación. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 32/70 Circulación atmosférica. Modelo simplificado. 4.1.2 Modelo realista con la rotación de la Tierra. Un modelo más realista considera la rotación de la Tierra. Si se incorpora este factor, el esquema de circulación general atmosférica cambia y da lugar a tres células: a. Célula de Hadley (entre el ecuador y 30º de latitud, aproximadamente), b. Célula de Ferrel (entre 30º y 60º, aproximadamente), c. Célula Polar (aproximadamente, entre 60º y el polo). Esto se refleja en la presión a nivel del mar, donde se puede observar: ➢ un cinturón de bajas presiones hacia los 60º denominado zona de baja presión subpolar. ➢ un cinturón de altas presiones en los 30º denominado zona de alta presión subtropical. ➢ una zona de baja presión en el ecuador, llamada vaguada ecuatorial. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 33/70 Circulación atmosférica. Modelo de 3 células. 4.2. Fuerza de Coriolis. Es una fuerza que se produce debido a la rotación de la Tierra en el espacio y que desvía la trayectoria de los objetos que se encuentran en movimiento sobre la superficie terrestre: ➢ Hacia la derecha para los objetos que están en el hemisferio norte. ➢ A la izquierda para los que se encuentran en el hemisferio sur. 4.2.1 Consecuencias de la Fuerza de Coriolis: vientos. Como consecuencia del gradiente de presión establecido entre las diferentes latitudes, se originan unos vientos que llevan el aire de las altas presiones, a las bajas y que están afectados por efecto de la Fuerza de Coriolis. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 34/70 Circulación atmosférica afectada por el efecto de Coriolis. 5. Viento: conceptos básicos. Consideramos que el viento es una corriente de aire que se produce en la atmósfera al variar la presión. 5.1. Convergencia/Divergencia. a. Cuando el campo de viento es tal que se produce la compresión de la masa de aire al encontrarse dos corrientes en una zona hablamos de convergencia b. Cuando el campo de viento es tal que se produce la separación de la masa de aire, hablamos de divergencia. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 35/70 5.2. Subsidencia. Se puede definir como el descenso del aire hacia el suelo en la troposfera. En la atmósfera terrestre, la subsidencia está causada normalmente por el desplazamiento hacia el suelo de aire frío y denso desde capas medias y altas de la atmósfera a las bajas, lo que determina a su vez que el aire menos denso que se encuentra en la superficie se desplace hacia arriba. 5.3. Vientos debidos a las zonas de alta o baja presión. a. Los vientos que surgen entre la vaguada ecuatorial (zona de baja presión) y la zona de alta presión subtropical se denominan vientos alisios. Estos vientos soplan del NE en el hemisferio norte y del SE en el hemisferio sur, convergiendo en el ecuador en una zona denominada Zona de Convergencia Intertropical. b. Los Vientos del Oeste son los vientos de esa componente que surgen entre la zona de baja presión subpolar y la zona de alta presión subtropical. c. Entre los polos y la zona de baja presión subpolar se originan unos vientos que soplan desde el NE hacia el sur en el hemisferio norte y desde el SE hacia el norte en el hemisferio sur, siempre ligeramente desviados por efecto de la fuerza de Coriolis. 5.4. Corriente en chorro. Se define la corriente en chorro (jet stream) como una fuerte y estrecha corriente concentrada a lo largo de un eje casi horizontal en la alta troposfera o en la estratosfera, caracterizada por fuerte cizalladura horizontal y vertical del viento, y que presenta uno o varios máximos de velocidad. Por tanto, es un flujo de aire que va circulando: ➢ en altura y a gran velocidad. ➢ alrededor del planeta. ➢ de oeste a este. ➢ de manera ocasionalmente discontinua, presentando ondulaciones tanto en el plano vertical como en el horizontal (ondas de Rossby). Aunque las corrientes en chorro más intensas son las polares, existen también corrientes en chorro subtropicales en ambos hemisferios. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 36/70 Corrientes en chorro polar y subtropical en el Hemisferio Norte Generalmente y en ausencia de otros factores como condiciones meteorológicas adversas previstas en ruta, cuando las aeronaves fijan sus trayectorias en ruta tratan de tener el viento en cola para, ayudándose de él, ahorrar combustible. Esto es particularmente útil en el caso de las corrientes en chorro que, además de ser intensas, soplan aproximadamente a la altura habitual de vuelo en ruta. 6. Anticiclones y depresiones. Debido a la circulación general atmosférica se desarrollan zonas de alta y baja presión en grandes extensiones de la superficie terrestre que se denominan anticiclones y depresiones, respectivamente. ANTICICLÓN Definición Región de la atmósfera donde la presión es más alta que en las áreas circundantes. Características La circulación general es horaria en el hemisferio norte y antihoraria en el hemisferio sur. Los vientos asociados a dicha circulación son flojos en el centro y más fuertes en el exterior. Tipos Fríos De naturaleza térmica, deben su formación a las bajas temperaturas y alta densidad que da lugar a áreas de alta presión. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 37/70 Cálidos De naturaleza dinámica, se caracterizan por convergencia de aire en altura, subsidencia y corrientes descendentes del aire, que originan altas presiones y divergencia de aire en superficie. Tiempo El tiempo asociado a los anticiclones generalmente es estable, con vientos flojos en superficie y cielo despejado. Las condiciones de estabilidad de la atmósfera asociadas a los anticiclones facilitan la formación de nieblas en invierno por lo que es probable que en los aeródromos se den condiciones de baja visibilidad. DEPRESIÓN Definición Región de la atmósfera donde la presión es mucho más baja que en las áreas circundantes. También denominadas borrascas. Características Su extensión horizontal es muy variable. Los vientos circulan en sentido anti-horario en el hemisferio norte y en sentido horario en el hemisferio sur, siendo normalmente fuertes en el centro y más débiles en el exterior. Ejemplos Ciclón Llamados en el Océano Atlántico y Pacífico característicos tropical Nororiental huracanes, y en el Pacífico noroccidental tifones, son un tipo particular de borrasca que se forma en océanos y mares calientes, generalmente tropicales. Llevan asociado un centro aislado de bajas presiones en superficie, a veces muy profundo, y altas presiones en altura. En superficie generan fuertes vientos y lluvias fuertes, ocasionalmente torrenciales. A diferencia de los ciclones de otras latitudes (extratropicales) los vientos en altura suelen ser flojos. © 2023 ENAIRE La información aquí expuesta es propiedad de ENAIRE. No puede ser usada, reproducida y/o transmitida por ningún medio, sin la autorización expresa de ENAIRE. 38/70 D. aislada en Antiguamente conocido como Gota Fría. Se niveles altos forma cuando en la Circulación del Oeste se (DANA) produce una ondulación de gran amplitud que se rompe y se separa del flujo creando un embolsamiento