FUNDAMENTOS DE METEOROLOGÍA

1. TASA DE CAMBIO

1.1. La temperatura que se mide en un proceso sin intercambio de calor se llama Temperatura Potencial o adiabática, y se puede obtener cuando el aire se comprime o expande sin agregarle calor. Estos procesos tienen que realizarse termodinámicamente muy lentamente. Cuando el aire se expande, disminuye la presión de una parcela de aire y se enfría, por el contrario, cuando se comprime aumenta la presión y se calienta, es decir, las variaciones de presión producen variaciones de temperatura, que pueden ser adiabáticas. Cada vez que el aire se eleva, llega a regiones de menor presión, como resultado se expande y se enfría adiabáticamente. Inversamente, si el aire desciende llega a niveles de mayor presión, se comprime y se calienta. La variación de temperatura en los movimientos verticales de aire no saturado se llama gradiente adiabático seco, y las mediciones indican que su valor es aproximadamente 9.8º C/km. Si el aire se eleva lo suficiente, se enfría hasta alcanzar el punto de rocío, y se produce la condensación.

2. RADIACIÓN SOLAR

2.1. Radiación solar vertical, llamada constante solar: 8.16 J/cm2 Longitud de onda de entre 0.4 y 0.8 microm

2.2. 1) Absorción. Son absorbentes selectivos de radiación solar, es decir que absorben gran cantidad para algunas longitudes de onda, moderadas en otras y muy poca en otras. Cuando un gas absorbe energía, esta se transforma en movimiento molecular interno que produce un aumento de temperatura. Los gases que son buenos absorbentes de radiación solar son importantes en el calentamiento de la atmósfera.

2.3. 2) Reflexión. Aprox. el 30% de la energía solar que llega al tope de la atmósfera es reflejada al espacio, con un 20% reflejado por las nubes, 6% desde la atmósfera y un 4% desde la superficie de la tierra. Esta energía se pierde y no interviene en el calentamiento de la atmósfera. La fracción de la radiación reflejada por la superficie de la tierra o cualquier otra superficie, se llama albedo, por lo tanto el albedo planetario es en promedio de un 30%. Las nubes contribuyen con un alto porcentaje de albedo (~ 20%), se nota en las noches apuntando con una linterna a la niebla como esta brilla. La Luna tiene sólo un 7% de albedo, porque no tiene atmósfera y en las noches de luna llena da un buen brillo.

2.4. 3) Dispersión. La radiación solar viaja en línea recta, pero los gases y partículas en la atmósfera pueden desviar esta energía, lo que se llama dispersión. Esto explica como un área con sombra o pieza sin luz solar esta iluminada, le llega luz difusa o radiación difusa. El 26 % de radiación difusa desde la atmósfera llega a la tierra. Los gases de la atmósfera dispersan más efectivamente las longitudes de onda más cortas (violeta y azul) que en longitudes de onda más largas (naranjo y rojo). Esto explica el color azul del cielo y los colores rojo y naranjo del amanecer y atardecer.

3. PERFIL DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO

3.1. La velocidad del viento es ajustada del valor observado uref desde una altura de referencia zref hasta la altura de la chimenea o punto de descarga hs . La velocidad del viento en el punto de la chimenea, us , se usa en la ecuación Gaussiana del penacho, y las fórmulas de elevación del penacho. La ecuación de distribución de velocidades es del tipo: donde p es el exponente de perfil del viento. Los valores de p pueden ser proporcionados por el usuario como función de la clase de estabilidad y la clase de la velocidad del viento.

4. TURBULENCIA

4.1. En la atmósfera existe siempre un cierto nivel de turbulencia y el flujo nunca es puramente laminar. Desde el punto de vista aeronáutico es aquel fenómeno atmosférico que provoca que el avión no vuele recto y nivelado, sino con aceleraciones lineales y angulares en sus tres ejes, que producen variaciones de altitud, actitud y dirección. Además las personas a bordo son capaces de sentir aceleraciones significativas.

5. ISLA CALÓRICA

5.1. Es el efecto que se da cuando las áreas urbanas tienen mayor temperatura que las áreas rurales cercanas. De hecho, la temperatura media anual del aire de una ciudad con 1 millón de personas o más puede ser de 1 a 3 °C más cálida que su entorno. Pero, durante la noche, la diferencia puede aumentar hasta 12 °C.

6. CIRCULACIÓN DE LOS VIENTOS

6.1. Es un movimiento del aire a gran escala y, junto con las corrientes marinas, el medio por el que el calor se distribuye sobre la superficie de la Tierra.

6.2. Las células de Hadley, Ferrel, y Polar desempeñan un importante papel en la circulación atmosférica, y vienen a constituir un efecto y no una causa de la circulación atmosférica global. Ello significa que la circulación atmosférica es el resultado de una combinación de muchos factores que actúan sobre el patrón barométrico del aire determinado por los centros de acción (anticiclones y ciclones o depresiones).

7. CONDICIONES DE ESTABILIDAD

7.1. La estabilidad es una propiedad del aire que describe su tendencia a permanecer en su posición original, estable, o a elevarse, inestable. La estabilidad de la atmósfera está regulada por la temperatura en diferentes niveles, lo que determina el gradiente ambiental de temperatura, que no es lo mismo que los cambios de temperaturas adiabáticos anteriores, sino que es el gradiente real o actual de temperatura de la atmósfera.

8. ALTURA MÁXIMA DE MEZCLADO

8.1. Resulta de movimientos convectivos del aire, típicamente hacia la mitad del día, cuando el aire en la superficie se calienta y tiende a subir por su menor densidad. Y se mezcla en el proceso de inestabilidad Rayleigh-Taylor. El procedimiento estándar para determinar el espesor de la capa de mezcla es examinar el perfil de temperatura potencial, la temperatura a la cual el aire estaría si se mantuviera la misma presión encontrada en la superficie. Como tal incremento de la presión involucra la compresión del aire, la temperatura potencial es mayor que la Tº in situ, con un incremento diferencial a medida que se sube en la atmósfera. La capa de mezcla atmosférica se define como una capa de (aproximadamente) temperatura potencial constante, o una capa en la cual la temperatura cae a una tasa de aproximadamente 10 °C/km. Así como en la capa, puede haber gradientes en humedad, pero generalmente está libre de nubes. Como en el caso con la capa de mezcla oceánica, las velocidades no serán constantes a través de la capa de mezcla atmosférica.

9. ROSA DE LOS VIENTOS

9.1. Las orientaciones fundamentales son cuatro: Norte, Sur, Este y Oeste, por lo que el horizonte queda dividido en cuatro partes de 90º cada una. La línea que une norte y sur se llama meridiano o línea norte-sur. Y de las bisectrices entre el meridiano y la línea este-oeste se definen cuatro nuevas orientaciones o rumbos laterales, que son: Noreste, Sureste, Suroeste y Noreste. Si volvemos a dividir estos rumbos, obtenemos ocho nuevos rumbos colaterales: Nor-noreste, Este-noreste, Este-sureste, Sur-sureste, Sur-suroeste, Oeste-suroeste, Oeste-noroeste y Norte-noroeste.