Introducción a Introducción a la atmósferala atmósfera

Meteorología para aviadores navalesCurso 2006Prof.: Dr. Gustavo V. Necco

Escuela de Aviación Naval ESANA

La atmósfera

La atmósfera es la capa gaseosa que envuelve la Tierra.

Es difícil determinar exactamente su espesor, puesto que los gases que la componen se van haciendo menos densos con la altura, hasta prácticamente desaparecer a unos pocos cientos de kilómetros de la superficie.

La atmósfera está formada por una mezcla de gases, la mayor parte de los cuales se concentra en la denominada homosfera, que se extiende desde el suelo hasta los 80-100 kilómetros de altura.

El 99,00% de la masa total de la atmósfera se encuentra por debajo de los 30 km de altura. A esta altura, su espesor relativo al radio terrestre resulta ser muy pequeño: 1 en 200 (30km/6000km), y por consiguiente se presenta como una capa muy delgada sobre una esfera rotante (la tierra).

Composición de la atmósfera

Es importante recordar que la concentración de estos gases varía con la altura, siendo especialmente acusadas las variaciones del vapor de agua, que se concentra sobre todo en las capas próximas a la superficie.

TROPOSFERA : es la capa más cercana a la superficie, que se extiende hasta unos 12 km sobre ella (unos 19 km en el Ecuador y unos 9 km sobre los Polos). La temperatura disminuye a una tasa promedio de 6.5 °C por kilómetro. En esta capa, que concentra un 80% de toda la masa de la atmósfera, ocurren los fenómenos meteorológicos más relevantes. En el límite superior de la tropósfera, denominado TROPOPAUSA, donde la temperatura deja de disminuir, la temperatura es cercana a -55°C.

ESTRATOSFERA: se encuentra por encima de la tropósfera y se extiende hasta unos 45 km. En ella la temperatura aumenta con la altura hasta un valor cercano a 0°C en su límite superior denominado ESTRATOPAUSA. La concentración de masa atmosférica en los niveles superiores de la estratósfera y en las capas por encima de ella es tan baja (recuerde que un 99% de la masa está concentrada por debajo de los 30 km aproximadamente) que el significado de la temperatura no es el mismo que tiene a nivel de la superficie del planeta.

Las capas de la atmósfera

Por encima de la estratósfera la temperatura disminuye con la altura, definiendo la capa denominada MESOSFERA, la cual culmina a unos 80 km de altitud donde la temperatura es del orden de -90°C (MESOPAUSA).

Por encima de ese nivel, y hasta un nivel superior no bien definido la temperatura vuelve a aumentar con la altura definiendo la capa denominada TERMOSFERA.

Estas capas se han definido teniendo en cuenta el perfil térmico vertical.

También se distinguen otras capas, como la OZONOSFERA, entre los 12 y 50 km de altura, donde se encuentra el máximo de ozono (O3) y la IONOSFERA, una extensión de la termosfera, entre los 90 y 1.100 kilómetros de altura, donde existen capas formadas por átomos cargados eléctricamente, llamados iones. Al ser una capa conductora de electricidad, es la que posibilita las transmisiones de radio y televisión por su propiedad de reflejar las ondas. También se producen allí las auroras

Las capas de la atmósfera

Las capas de la atmósfera

Según su estructura térmica vertical

ionosfera

• Aéreos : viento• Acuosos: lluvia, nieve, granizo• Luminosos: arco iris, halos, auroras• Eléctricos: rayo

Variables fundamentales: > Presión> Temperatura del aire> Humedad

Variable atmosférica (P,T,H, viento) o fenómeno meteorológico (tormentas, nieblas, ciclones, anticiclones, etc) que caracterizan el estado del tiempo en un lugar específico y en un momento dado.

Qué es meteorología?

Elemento meteorológico

Escalas espaciales y temporales de fenómenos meteorológicos

(WMO No. 993, 2006)

(Tormenta severa)

Teórica Física Dinámica Experimental Sinóptica Micrometeorología Mesometeorología Macrometeorología Hidrometeorología Médica Aplicada

- Aeronáutica- Marítima- Agrícola (o Agrometeorología)

Algunas ramas de la meteorología

Estaciones meteorológicas

- Metódicas- Sistemáticas- Uniformes- Ininterrumpidas- A horas fijas

Tipos de observaciones

- Sinópticas- Climatológicas- Aeronáuticas- Marítimas- Agrícolas- De altitud- Otras (especiales – contaminacion, radiación, etc)

Horas- en superficie Horas principales: 00:00 06:00 12:00 18:00 UTC Horas intermedias: 03:00 09:00 15:00 21:00 UTC - en altitud 00:00 12:00 UTC- aeronáuticas horarias, en el momento del despegue o aterrizaje, en vuelo en cualquier momento

Observaciones meteorológicas

Sistema Mundial de Observaciones Estaciones en superficie

Alrededor de 11000 estaciones terrestres (4000 intercambian informacion en tiempo real)

                                                                                                                                                 From a network of

Sistema Mundial de Observaciones Estaciones en altitud

Alrededor de 900 estaciones de altura lanzan diaramente radiosondas una o dos veces al día (15 buques en áreas oceánicas)

Sistema Mundial de Observaciones Observaciones marítimas

Alrededor de 7000 buques. (40 % en el mar en un momento dado) Se complementan con alrededor de 900 boyas a la deriva.

Sistema Mundial de Observaciones Observaciones aeronáuticas

Mas de 3000 aviones reportan P, T y viento durante el vuelo. El sistema Aircraft Meteorological Data Relay (AMDAR) da viento y T de alta calidad en el ascenso, descenso y en crucero ( 78000 informes en el 2000 / 300000 en el 2005 ).

Sistema Mundial de Observaciones Satélites meteorológicos

5 orbitales6 geoestacionarios

Tiempo y clima

Cuando la repentina entrada de un frente frío nos arruina nuestros planes del fin de semana de salir al campo, nos estamos refiriendo a un fenómeno meteorológico que puede durar desde varias horas a varios días. Estamos hablando de “tiempo” (meteorológico).

Cuando afirmamos que en nuestra ciudad los inviernos son muy fríos y secos, estamos considerando un periodo de tiempo de decenas de años para realizar una valoración promedio de las temperaturas y precipitaciones invernales. En este caso, estamos hablando del « clima » de nuestra ciudad.

Podríamos decir que el clima es la síntesis del tiempo. Formalmente, el clima se define como el conjunto de estados de tiempo atmosférico que se producen en una determinada región y que otorgan a ésta una particular idiosincrasia. El concepto de clima incluye no sólo los valores medios de las variables meteorológicas, sino también sus extremos.

Factores climáticos

La palabra clima tiene su origen en el idioma griego y significa « inclinación ».

En la distribución de las zonas climáticas de la Tierra intervienen lo que se ha denominado factores climáticos, tales como la latitud, altitud y localización de un lugar y dependiendo de ellos variarán los elementos del clima.

Justamente la latitud es uno de los factores principales que determinan las grandes franjas climáticas. En ello interviene por un lado la inclinación del eje de la Tierra respecto del plano orbital (23.5°) y, por otro, la forma esférica de la Tierra, ya que su mayor extensión en el Ecuador permite un mayor calentamiento de las masas de aire en estas zonas permanentemente; disminuyendo progresivamente desde los Trópicos hacia los Polos, que quedan sometidos a las variaciones estacionales según la posición de la Tierra en su movimiento de traslación alrededor del Sol.

SOLSolsticio de junio

Solsticio de diciembre

Equinoccio de septiembre

Equinoccio de marzo

Plano orbital

Estaciones del año

Luz solar Luz solar

Verano H.N.Invierno H.N.

Máxima recepción de radiación por unidad de superficie

Mínima recepción de radiación por unidad de superficie

23.5°

Zonas climáticas y clases de climas

Efecto invernadero

Dentro de un invernadero la temperatura es más alta que en el exterior porque entra más energía de la que sale, por la misma estructura del habitáculo, sin necesidad de calefacción para calentarlo.

En la atmósfera se produce un efecto natural similar de retención del calor gracias a algunos gases atmosféricos llamados de « efecto invernadero » {entre ellos el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua (H2O) y el metano (CH4)}.

El « efecto invernadero » hace que la temperatura media de la superficie de la Tierra sea 33ºC mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto invernadero en la atmósfera. 

La temperatura media en la Tierra es de unos 15ºC y si la atmósfera no existiera sería de unos -18ºC.

Se le llama efecto invernadero por similitud, porque en realidad la acción física por la que se produce es muy distinta a la que sucede en el invernadero de plantas.  Se estima que la intensificación de este efecto por la actividad humana, que aumenta la concentración de gases de efecto invernadero, es un factor mayor en el actual calentamiento global de la atmósfera.

Efecto invernadero natural

La radiación solar pasa a través de la atmósfera

Algo de la radiación solar se refleja por la tierra y la atmósfera

Pero la mayoría es absorbida por la superficie terrestre y la calienta (radiación IR). Parte de la radiación infrarroja pasa a través de la atmósfera y parte es reabsorbida y reemitida en todas direcciones por las moléculas de gases con efecto invernadero.

El resultado es el calentamiento de la superficie terrestre y de la baja atmósfera

URUGUAYESTADÍSTICAS CLIMATOLÓGICAS 1961-1990Estadísticas mensuales, para el periodo 1961-1990 de temperaturas, lluvias, días con lluvia, presión, humedad relativa, presión de vapor, velocidad de viento, etc., según 12 Estaciones Meteorológicas: