Meteorología I

METEOROLOGIA

CURSO PRESENTADO PORSr. ALFREDO RUIZ HURTADO

INTRODUCCION

• El conocimiento operativo y práctico de la meteorología debe ser uno de los principales objetivos del Piloto.

• El vuelo se desarrolla en la atmósfera, ambiente desconocido para el hombre de la calle que poco tiene que ver con ella, si no es sufrir sus consecuencias.

• El piloto debe conocer perfectamente el mundo en que va ha desarrollar su actividad.

INTRODUCCION(con´t)

• La atmósfera, como el mar, tiene sus normas de comportamiento. Su conocimiento puede evitar situaciones comprometidas que en ningún caso deberían haberse producido.

• En otras situaciones, el Piloto llegará ha sentirse “atrapado” ante un cambio radical en la situación.

INTRODUCCION(con´t)

• Analizar la gravedad del problema y actuar de acuerdo con ella exige un alto nivel de conocimientos para evitar el nerviosismo que puede conducir a un empeoramiento de la solución.

• Entremos en el análisis de la atmósfera convencidos de que no es peligrosa si sabemos conocer las normas de comportamientos.

LA ATMOSFERA

• Es la capa gaseosa que rodea la Tierra.

• Puede considerarse como un gran océano que la cubre. También en ella hay igual que en los océanos, corrientes y desplazamientos de las masas

LA ATMOSFERA(con´t)

• Este conjunto de movimientos y corrientes, se llama CIRCULACION ATMOSFERICA.

LA ATMOSFERA(con´t)

• Algunas tienen un carácter mas o menos controlado y periódico, mientras que otras se inician inesperadamente a consecuencias de ciertos desequilibrios térmicos o de presión que hacen difícil su predicción.

LA CIRCULACION ATMOSFERICA

• Esta provocada por dos causas principales:

- EL SOL

- LA ROTACION DE LA TIERRA

EL SOL

• El sol produce grandes desequilibrios térmicos. Normalmente la atmósfera se calienta desde dos puntos distintos:

1. LA TIERRA

2. EL SOL

EL SOL(con´t)

• Los rayos del sol calientan la tierra y esta, por radiación calienta las capas próximas al aire.

• Es el calentamiento de abajo arriba.

EL SOL(con´t)

• Según los tipos de superficie su capacidad de radiación es mayor o menor. Un campo de hierba radia, emite, menos calor que unas tierras secas

EL SOL(con´t)

• Igualmente es importante la dirección de los rayos del sol que inciden sobre la Tierra.

EL SOL(con´t)

• Por otro lado el Sol calienta directamente la atmósfera, al atravesar sus rayos la capa gaseosa que la rodea. Es el calentamiento de arriba abajo.

EL SOL(con´t)

• La proporción de calentamiento es aproximadamente:

• Radiación terrestre: 85%

• Rayos del sol directamente: 15%

DIVISION DE LA ATMOSFERA(con´t)

• La atmósfera esta estratificada en capas perfectamente definidas:

1. TROPOSFERA: Entre la superficie terrestre y 15 kilómetros de anchura.

2. ESTRATOSFERA: Capa siguiente de unos 18 a 50 kilómetros de anchura.

3. MESOSFERA: De 50 a 80 kilómetros.4. IONOSERA: De 80 a 120 Kilómetros5. TERMOSFERA: De 120 a 300 kilómetros.6. EXOSFERA: De 300 a 900 kilómetros.

TROPOSFERA


• La zona que separa la troposfera de la estratosfera se llama TROPOPAUSA.

• El piloto desarrollara sus vuelos en la Troposfera y solo en casos excepcionales de disponer de un avión de grandes características (aviones de reacción), podrá ascender a la Estratosfera, cruzando la TROPOPAUSA.

TROPOPAUSA


• La Troposfera es mas ancha en el ecuador que en los polos, como corresponde a una zona de mayores temperaturas.

COMPOSICION DE LA ATMOSFERA

• Básicamente, la atmósfera esta formada al nivel del mar, por:

• Nitrógeno …... 78,00%• Oxigeno …… 21,00%• Argón …… 0,90 %• Anhídrido carbónico ….. 0,03%• El resto hasta el 100% esta formado por:

Kriptón, Xenón, Neon, Helio, Ozono, Yodo, Radon, Hidrogeno, Amoniaco y Peroxido de Hidrogeno.

COMPOSICION DE LA ATMOSFERA (con´t)

• Lo mas importante para la vida humana es el oxigeno.

• Debido a la disminución de presión atmosférica con la altura, el oxigeno pierde presión, siendo irrespirable, precisamente por esta falta de presión.

• El oxigeno es incapaz de penetrar en la corriente sanguínea, por ser menor su presión que la de la sangre.


• Esto hace que la atmósfera sea PRACTICAMENTE INHABITABLE a partir de 20.000 pies si el piloto y pasajero no disponen de mascaras de oxigeno o aviones con cabinas presurizadas.

• Sin embargo a 10.000’ empiezan a sentirse los primeros sintomas que afectan al cerebro y sistema nervioso.


• A 15.000’ se producen mareos, dolores de cabeza, fatigas, errores de tipo psicologico, pobre coordinacion de movimientos…

• A 20.000’ , la presion de oxigeno es tan baja que en caso de permanecer mas de 15 minutos se produciran un colapso y convulsiones.

• La constitución física de cada persona puede modificar ligeramente el comportamiento.


• En cualquier caso conviene recordar que la zona habitable de la atmósfera, sin utilizar oxigeno artificial esta comprendida entre el nivel del mar y 10.000’.

LA PRESION Y LA TEMPERATURA EN LA

ATMOSFERA

• Todo gas esta sometido a una presión y una temperatura. Ambas están estrechamente unidas por la ecuación de los gases perfectos. Presión y temperatura tienen una influencia decisiva en el comportamiento de los aviones y de la circulación atmosférica, ya que entre ambas definen la densidad del aire.

LA ATMOSFERA STANDARD

• Se define como una atmósfera ideal, es un modelo físico que obedece a unas leyes de comportamiento perfectamente establecidas.

LA ATMOSFERA STANDARD(con´t)

• Esta atmósfera ideal ha sido definida por OACI como aquella que: A nivel del mar tiene una temperatura de 15º C y una presión atmosférica de 29,92 pulgadas, ó 1.013 milibares, ó 760 m.m. de mercurio.

• La variación de temperatura con la altura será de 6,5º cada kilómetro de altitud, o lo que es igual, 1,98º C por cada 1.000’ hasta una altitud de 11 kilometros (36.090’) a partir de la cual se considera constante e igual a -56,5ºC.


• Proporcionalmente, la presión atmosférica variara de acuerdo con la variación Standard de temperatura.

• Se proporciona así la tabla de comportamiento de la atmósfera Standard.


• Esta atmósfera ideal es la que se utiliza para certificar el comportamiento y acentuación de los aviones.

• Rara vez se encontrara el piloto REALMENTE con una atmósfera como la Standard. Deberá introducir las corrientes oportunas.

MEDICION DE LA TEMPERATURA

• La temperatura se mide con termómetros y se expresa en grados. Las escalas mas utilizadas en aviación para expresarla numéricamente son los grados centígrados (º C) o los grados Fahrenheit (º F).

MEDICION DE LA TEMPERATURA (con´t)

• La equivalencia entre ambas es:

C = 5/9 (F – 32)

F = 9/5 (C + 32)

• El 0º C coincide con el 32º F, y el 100º C con el 212 F. Este valor es el punto de ebullición del agua.

MEDICION DE LA TEMPERATURA (con´t)

EVOLUCION DIARIA DE LA TEMPERATURA (con´t)

• La temperatura afecta muchísimo al despegue, haciéndolo imposible en situaciones de temperaturas extremas.

• El piloto debe saber escoger la hora del día para realizar el despegue, en el caso de que las actuaciones del avión se vean comprometidas, por un peso elevado.

VARIACION DE LA TEMPERATURA CON LA

ALTURA• La variación

PREVISTA de temperatura con la altura es la de la atmósfera Standard: 1,98º C por cada 1.000 metros

• El comportamiento REAL puede ser muy diferente.

VARIACION DE LA TEMPERATURA CON LA

ALTURA (con´t) • Cuanto MAS ALTA sea la temperatura,

PEOR será el comportamiento del avión.• La situación mas peligrosa para el vuelo

es aquella en que hay INVERSION, es decir, LA TEMPERATURA, AUMENTA CON LA ALTURA.

• Las actuaciones de despegue pueden verse comprometidas en situaciones de despegue marginales.

MEDICION DE LA PRESION

• Se define la presión atmosférica como el peso del aire por unidad de superficie.

• Las unidades de presión utilizadas son el milímetro de mercurio (m.m.), la pulgada de mercurio y milibar.

• En la atmósfera Standard, estos valores son al nivel del mar: 760 m.m., 29,92 pulgadas y 1.013 milibares.

MEDICION DE LA PRESION(con´t)

• Normalmente, el Piloto trabajara con pulgadas de mercurio y milibares.

• En muy pocas ocasiones le darán la información de presión atmosférica en m.m.

VARIACION DIARIA DE LA PRESION

• En condiciones atmosféricas normales se produce una variación de presión a lo largo del día que presenta unos máximos a las 10 y 22 horas, y unos mínimos a las 4 y 16 horas.

• Esta variación se conoce como MAREA BAROMETRICA y, en caso de no producirse, significa que estamos situados en una zona de altas o bajas presiones bien definidas.

VARIACION DE LA PRESION CON LA ALTURA

• La presión atmosférica disminuye rápidamente con la altura. En condiciones de atmósfera Standard esta variación representa, cerca del suelo 1 mb por cada 8 metros. Mas arriba la proporción aumenta, y a 6.000 metros se necesitan 17 metros para que la presión disminuya 1 mb.

VARIACION DE LA PRESION CON LA ALTURA (con´t)

• En realidad, es bastante con saber que la presión disminuye con la altura.

• La variación de presión atmosférica constituye el principio de funcionamiento de los altímetros, que son capaces de medir estas capas o niveles de presión atmosférica.


• Al avión le afectan LAS BAJAS PRESIONES. Si la presión REAL esta por debajo de la correspondería al aeródromo de despegue de la atmósfera Standard:

a) Necesitaría mayor velocidad para el despegue.

b) La velocidad ascensional seria menor.

c) La pista necesaria para el despegue y aterrizaje deberán ser mayores.


• La razón es que al ser BAJA la presión, también será BAJA la densidad y las actuaciones del avión están directamente relacionadas con ella.

LINEAS ISOBARICAS O ISOBARAS

• Son las líneas que unen los puntos en los que en un momento dado se registra la misma presión, reducida esa presión al nivel del mar.

• El piloto puede sacar gran información de los mapas isobáricos proporcionados por el servicio meteorológico.

REDUCCION DE LA PRESION AL NIVEL DEL MAR

• Consiste en medir la presión real en un punto y aplicarle la corrección necesaria, por la elevación de estación meteorológica, suponiendo que entre la estación y el mar existiera una atmósfera Standard.

REDUCCION DE LA PRESION AL NIVEL DEL MAR

• Esto se hace así para dar una uniformidad a las mediciones de presión. Supongamos un aeropuerto situado a 800 metros, en el que se mide una presión real de 820 mb.

Presión real: 820mb.

Presión reducida: 820mb+100mb=920mb

GRADIENTE HORIZONTAL DE PRESION

• Se define como la diferencia de presiones existente entre dos isobaras consecutivas, en una unidad de distancia. Se toma como unidad el grado geográfico = 60 millas náuticas.

GRADIENTE HORIZONTAL DE PRESION (con´t)

• En la figura, el gradiente horizontal entre a y b, separados 120 NM será:

G = P = (1008 - 1004) = 4 = 4 = 2 mb.

distancia en grados 120 2

60

GRADIENTE HORIZONTAL DE PRESION (con´t)

• El gradiente horizontal de presión es muy importante, ya que si el gradiente es grande, las isobaras estarán MUY JUNTAS, lo que significa que EL VIENTO ES MUY FUERTE.

• Los vientos circulan paralelo a las isobaras, y su dirección depende de la forma isobárica, como ya veremos.

FORMAS ISOBARICAS

• En algunas ocasiones, al unir los puntos de la misma presión se observa que estas líneas se cierran, formando líneas concéntricas.

• Si el valor de las presiones es superior al normal, se dice que constituye una zona de altas presiones. Un ALTA se presenta con una A, en el interior del circulo menor.

FORMAS ISOBARICAS(con´t)

• Si el valor es inferior al normal, la situación será de baja presión. Una BAJA se representa con una B.


• En las altas presiones, el viento circula en el sentido de las agujas del reloj.


• En las bajas presiones, viento circulara en sentido contrario a las agujas del reloj.


• En algunas ocasiones se presenta una baja próxima a una alta, o viceversa, formándose combinaciones muy curiosas en su comportamiento, pero que escapan al contenido de estas líneas.

EL VAPOR DE AGUA

• La atmósfera contiene vapor de agua en cantidades muy variables, según cada momento y lugar. Es el único componente del aire capaz de transformarse en gotas de agua y cristales de hielo.

EL VAPOR DE AGUA(con´t)

• El vapor de agua es el causante de las nubes, precipitaciones, nieblas, tormentas, congelamientos, etc..

• Su importancia es decisiva en muchas situaciones.

• Si en la atmósfera no existe vapor de agua, los problemas meteorológicos quedarían reducidos aquellos asociados con el viento.

EL VAPOR DE AGUA(con´t)

• El aire, según su temperatura, es capaz de asimilar una cierta cantidad de vapor de agua por el simple proceso de evaporación.

• El peso del agua contenido en una unidad de aire se llama presión o tensión de vapor.

• Es importante saber que la masa de aire, dependiendo de su temperatura, solo puede admitir una cantidad determinada de vapor de agua.

• Si alcanza este valor, se dice que el aire esta saturado, o bien sometido a la presión máxima.

EJEMPLO:

• Supongamos una masa de aire, con un volumen de 1 m3 y una temperatura de 15º. En estas condiciones el aire es capaz de admitir 2.000 gramos de vapor de agua.

• Si ahora calentamos el aire hasta 25º C, será capaz de admitir hasta 4.000 gramos. Es decir ha aumentado su capacidad de absorber vapor de agua.

EL PUNTO DE ROCIO

• Se llama punto de rocío la temperatura, a la cual debería ser enfriado el aire para que se alcance su punto de saturación con respecto al vapor de agua.

EJEMPLO:

• Supongamos una masa de aire, con un volumen de 1 m3 y una temperatura de 25º C. En estas condiciones, supongamos que hay 2.000 gramos de vapor de agua. El aire no esta saturado.

• Pero si el aire se enfría hasta 15º C, quedaría inmediatamente saturado ya que ha 15º C la máxima cantidad de vapor de agua que puede admitir es precisamente 2.000 gramos.

EJEMPLO (con´t):

• El punto de roció de la masa de aire de 1 m3 y 25º C, con 2.000 gramos de vapor de agua será exactamente 15º.

• El piloto debe comprender el extraordinario valor de la información que proporciona el punto de rocío.

• Si en una información meteorológica, la temperatura actual del aire y sus puntos de rocío están muy próximos (dos grados o menos) HAY RIESGO MUY PROBABLE DE FORMACION DE NIEBLAS.

EJEMPLO (con´t):

• Barajas: Temperatura 4º. Punto de rocío 3º. POSIBILIDAD DE NIEBLA.

• Esta posibilidad es mucho mayor si el viento esta en calma.

EL VIENTO

• El viento sencillamente es el aire en movimiento. Es importante saber POR QUE se mueve el aire.

• Básicamente se mueve a causa de las diferencias de temperatura y presiones que se originan en la atmósfera.

• Estas diferencias provocan situaciones de desequilibrio .

EL VIENTO (con´t)

• En este intento el viento se ve afectado por:

a) Gravedad terrestre

b) Rotación de la tierra

c) Curvatura de las isobaras

d) Rozamiento o fricción

EL VIENTO (con´t)

• El viento se proporciona al Piloto en DIRECCION e INTENSIDAD.

EL VIENTO (con´t)

• La Dirección indica DE DONDE VIENE EL VIENTO.

EL VIENTO (con´t)

• En aviación se proporciona la dirección del viento, SEGÚN EL NORTE GEOGRAFICO, pero debido a que las pistas de los aeropuertos están orientadas según el Note magnético, se proporciona el viento en superficie según la dirección magnética, a fin de que el piloto pueda saber exactamente el ángulo de incidencia del viento con la dirección del despegue o aterrizaje.

EL VIENTO (con´t)

• La intensidad se proporciona en nudos.

• La información aparecerá de esta forma:

Viento = 230/15 (es un ejemplo)

Que significa: El viento viene de 230º con una fuerza de 15 nudos

ALGUNAS CONSIDERACIONES RESPECTO AL VIENTO

1. Los despegue y aterrizajes deberán hacerse siempre en contra del viento.

2. Las ráfagas. Habrá muchas veces en las que el viento no es constante en intensidad. La ráfaga es el valor máximo en intensidad que alcanza el viento.En estos casos se deberá AUMENTAR LA VELOCIDAD DE APORXIMACION EN UN VALOR POR LO MENOS IGUAL A LA MITAD DE LA RACHA.

ALGUNAS CONSIDERACIONES RESPECTO AL VIENTO (con´t)

3. Vuelo sobre montañas. Es peligrosa la zona opuesta a la que viene el viento. En esta zona se producirá grandes descendencias. Si es necesario sobrevolarlas, tomar la altura suficiente para evitar una situación comprometida.

La turbulencia que se origina se llama turbulencia orográfica.


• Si el viento alcanza una dirección perpendicular a la cadena montañosa y su intensidad es superior a 20 nudos, hay bastante posibilidad de encontrar ONDA DE MONTAÑAS o turbulencia muy fuerte.

• Si aparecen visibles unas nubes en forma de coliflores (nubes rotoras) y sobre ellas otras nubes en forma de lenteja (nubes lenticulares), la ONDA DE MONTAÑAS es casi segura.

• LA ONDA DE MONTAÑAS ES MUY PELIGROSA.


4. La cizalladura. En algunas situaciones el viento cambia de dirección e intensidad muy rápidamente en poco espacio vertical. Esta situación se conoce como cizalladura.


• En algunos aeropuertos se dispone de cierta información de cizalladura en la aproximación, por haber sido comunicada por aviones precedentes.

• En estos casos aumentar la velocidad lo suficiente, durante las maniobras de despegue y aterrizaje, para evitar una fuerte descendencia.


5. La turbulencia en aire claro (CAT). Es posible encontrar turbulencia muy fuerte, en zonas donde no existe ningún aviso previo: no hay nubes, no hay montañas y sin embargo la turbulencia es de gran violencia.

Al piloto a nivel elemental no le afectara este tipo de turbulencia, que suele aparecer a niveles muy altos cerca de la tropopausa.

TABLA DE TURBULENCIA

• La información proporcionada por el piloto en caso de encontrar algunas de las situaciones previstas anteriormente, es valiosísima para otros aviones que vuelen en la misma zona.

• La NASA ha desarrollado una tabla para medir el grado de la turbulencia.

• El piloto a nivel elemental y a las altitudes a que vuela encontrara turbulencias fuertes y extremas en muy raras ocasiones y, normalmente, encontrara turbulencias ligeras y moderadas.

• Es obligatorio comunicar al Centro de Control mas próximo a cualquier zona de turbulencia detectada.

TABLA DE TURBULENCIA(con´t)

GRADO EFECTOLIGERA Los ocupantes del avión tienen que usar los cinturones de

seguridad, pero los objetos que hay sueltos por el avión no se caen.

MODERADA Los ocupantes se ven obligados a utilizar el cinturón de seguridad y en ocasiones se observa, que si no tuviesen el cinturón, serian lanzados fuera de sus asientos. Los objetos sueltos del avión se mueven.

FUERTE La condición en la cual el avión puede quedar momentáneamente sin control. Los ocupantes son lanzados violentamente contra el cinturón de seguridad y lo son otra vez contra su asiento. Los objetos sueltos son sacudidos violentamente.

EXTREMA Es una condición de turbulencia que no se encuentra frecuentemente. El avión sufre violentas sacudidas y resulta prácticamente imposible controlarlo, pudiendo sufrir por estas causas daños estructurales.

Meteorología I

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