07 Sup. de Discontinuidad. Frentes. Frontogenesis Fatm

08. SUPERFICIES DEDISCONTINUIDAD. FRENTES. FRONTOGNESIS.

VIENTO TRMICO Y ESPESOR. UN EXPERIMENTO MENTAL:

Empezamos con una columna de aire.

La base de la columna esta en la superficie, es decir a una presin de alrededor de 1000mb.

La cima de la columna es algo ms altadigamos que su presin es 500mb.

La columna tiene un espesor determinado: la distancia entre 1000mb and 500mb.

1000mb

500mb

08 Superficies de discontinuidad, frentes

2

Si se calienta la columna de aire, se expande, el aire caliente es menos denso.

El espesor de la columna aumentar.

La superficie de 500mb estar ms lejos del suelo.

1000mb

500mb

Ms caliente



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Si se enfra la columna de aire, se comprime, el aire fro es ms denso.

El espesor de la columna disminuir

La superficie de 500mb estar ahora ms cerca del suelo.

1000mb

500mb

Ms fro



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De hecho, !la temperatura es el NICO factor que determina el espesor de una capa en la atmsfera!

No es determinante qu rango de presiones se ha elegido. Cualquier superficie de presin estar ms alta cuando se calienta



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que es lo que esta figura trata de mostrar.


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En los trpicos la superficie de 700mb est ms alta respecto al suelo

700mb


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mientras que cerca de los polos est ms baja respecto al suelo.

700mb


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Mire el espesor de estas capas.

Estas otras capas son mucho ms delgadas.


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VAMOS AHORA A PENSAR LO QUE ESTOSIGNIFICA EN LA ZONA DONDE SEENCUENTRAN EL AIRE FRO Y EL AIRECLIDO, CERCA DEL QUE LLAMAREMOSFRENTE POLAR.


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Sea una seccin de la atmsfera.

NorteFRO

SurCLIDO


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El aire fro viene del norte, de las alturas polares cerca del Polo Norte.

El aire clido viene del Sur, de la zona subtropical cerca de 30N. Estos vientos se encuentran, pero en general no se mezclan, en el

que llamamos frente polar.

FRENTE POLAR

Pensemos sobre esto ahora a la luz de lo que hemos estudiado, de cmo la temperatura controla el ESPESOR de la atmsfera.

FRENTE POLAR

NorteFRO

SurCLIDO


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En el lado caliente del frente, las superficies de presin, tales como 500mb y 400mb estn muy altas.

500mb

400mb

En el lado fro, las mismas superficies de presin estn mucho ms bajas.

500mb

400mb

En la zona donde se encuentran, relativamente estrecha, el espesor de la atmsfera cambia rpidamente.

Esta zona se localiza sobre el frente polar y tiene caractersticas especiales, es una superficie de discontinuidad

La FGP entre estos dos puntos, y en todo el frente polar, es grande, por tanto, hay una gran FGP arriba empujando hacia el Norte

Qu ocurre con la FGP en las proximidades de la superficie de discontinuidad (del frente)?

La presin en el punto A es menor que 400mb, porque est por encima de la isobara de este valor. Sea, por ejemplo, 300mb.

500mb

400mb

500mb

400mb

A

B

FRENTE POLAR

300mb

NorteFRO

SurCLIDO


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La presin en el punto B es mayor que 500mb, porque est por debajo de la isobara de este valor. Sea, por ejemplo, 600mb.

600mb

FGP

Esta gran fuerza del gradiente de presin se produce: Arriba (en altura, por encima de la superficie) Directamente sobre el Frente Polar

Adems, esta fuerza empuja hacia el Norte (en el Hemisferio Norte).


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FRENTE POLAR Y CORRIENTE EN CHORRO

Puede ser todo esto la causa de la corriente en chorro de latitudes medias?


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Supongamos que el frente polar en superficie es el del dibujo


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A lo largo del frente hay una gran FGP empujando hacia el norte.

Los vientos encima estn en equilibrio geostrfico

FRENTE POLAR Y CORRIENTE EN CHORRO08 Superficies de discontinuidad, frentes

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luego, el verdadero viento ser del OESTE, directamente sobre el frente polar.


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OTRA VISTA. EN PERSPECTIVA:Aqu est el frente polar

en la superficie.

Recordemos, es el frente polar porque es all donde

se encuentra el aire clido que viene del sur con el aire fro que viene

del norte.


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OTRA VISTA. EN PERSPECTIVA:La corriente en chorro de

latitudes medias se encuentra directamente

sobre el frente polar.


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Fuertes gradientes de temperatura en la superficie corresponden a fuertes vientos encima!


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EN CONCLUSIN:

La CORRIENTE EN CHORRO de latitudes medias (HN) se encuentra directamente sobre el frente polar con el aire fro a la IZQUIERDA del flujo.

Esto se debe a los cambios en el ESPESOR asociados con el frente polar.

Estos procesos estn relacionados con el VIENTO TRMICO.


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SUPERFICIESDEDISCONTINUIDAD.FRENTES

Definicin: Zonasrelativamenteestrechas(pocoscientosdekm)enlasquelaspropiedadesdelasmasasdeairevaranconbastanterapidez.

Aescalaplanetariasepuedenconsiderarcomodiscontinuidadesensentidomatemtico,pudiendoserdeorden0,1,2segnsiladiscontinuidadsepresentaenlavariableoensusderivadas.

CONDICINDINMICADECONTORNO.Lapresinnopuedevariarbruscamenteenlaatmsfera(implicaravelocidadesinfinitas),portanto,tampocoenunasuperficiedediscontinuidad.

Condicindinmica: ' (p'enlazonaclida;penlazonafra)Discontinuidadenlapresin velocidadesinfinitas IMPOSIBLE

' '

VectorFrontal:

r vector apoyado en la SD p p r p r pF p p

p p

Superficiedediscontinuida

' ' 0 0

d

p p r F r

F r F


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eleccindeejes

Plano

Airefrodebajodelaireclid

' 0' '

'

' '

tan 0' '

x

z

y

yF

z

F

p pFx x p pF g

z zp pFy y

p p p pF y

YZ

y y yp pF gz z

o

Discontinuidaddeprimerordenenla

''

presin

0

'

p py y

p py y

EjeX:InterseccindelaSDconelplanohorizontal

EjeY:Enelplanohorizontalhaciaelairefro

EjeZ:Verticaldellugar

Sistemadeejes


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Discontinuidaddeprimerordenen' lapresinp py y

Distribucionesdepresindeacuerdoconlacondicindecontornoenunciada.Lasisobaraspresentanunrefraccinapuntandohacialasaltaspresiones.Elairefropuedeencontrarseencualquierladodelfrente.


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Tendenciabaromtrica:Variacinasociadaalpasodeunfrente. Frenteenmovimientoconvelocidadcy . Porlacondicindinmicadecontornop=p

Latendenciabaromtricatieneuna' 0discontinuidad

' ' ' 0

' 0 '' 0

alpaso

e

d

y

y

y

d p p p p p pc

dt t yp p ct tc p pp p

y yy y

p pt t

unfrente


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Nohaymezcladelasmasasdeaireaambosladosdelfrente

Nohayseparacin(vaco)

Igualdaddelascomponentes

normalesdelavelocidadaambos

Persistenciadesuperficiefront

ladosal

d

elfrente' ' 0 ' . .

Lavelocidadhorizontaleslavelocidaddelfrente.Esmejorlaestimacindelavelocidaddelfrentesilasmedidassehacenenlazonafra

N N Fv v v v N v v S D

FRENTES.CONDICINCINEMTICADECONTORNO08 Superficies de discontinuidad, frentes

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FRENTES.CLASIFICACIN Laclasificacinsehaceenfuncindelacomponentenormaldelavelocidad.

FRENTEFRO:Sustitucindelaireclidoporairefro.Semuevehaciaelaireclidoysetraza

enazulenlosmapasdetrabajo.

FRENTECLIDO:Sustitucindelairefroporaireclido.Semuevehaciaelairefro.Setraza

enrojoenlosmapasdetrabajo.

TierraesfricayenreposoAirefrosobrelospolosyclidosobreelEcuador.FRENTE

ZONAL.

Situacinreal:Tierraenmovimiento.IrregulardistribucindeerrasymaresONDAS

FRONTALES.


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FRONTOGNESIS

Unodelosfenmenosmsimportantesqueseobservanenlosmapassinpticossonlosfrentes..

Superficiedediscontinuidad:Superficielmiteatravsdelaquehayunadiscontinuidaddeunapropiedad(densidad,temperatura,temperaturapotencial,etc)

Frente:Interseccindeunasuperficiedediscontinuidadconotrasuperficie(laTierra,lasuperficiede500hPa,etc.) Ambasdefinicionessonunaidealizacin.Enlaatmsferanohay

cambiosbruscosdelapropiedades.Haycambiosenzonasrelativamentepocoextensasquetrataremoscomosifuerandiscontinuidadesenelsentidomatemtico.


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FRONTOGNESIS

Objetivo:Estudiodelaformacindelaformacin(FRONTOGNESIS) ydeladestruccin(FRONTOLISIS)de frentes.

FuncinFrontogentica:Sedefinecomolavariacintemporaldelmdulodelgradientedeunapropiedadcualquiera.

0

0Frontognesisd SFrontolisisdt

F

FFDyq

CampoenSilladeMontar


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