05 Oct
1. Masas de Aire
Definición
Masa de aire (MA) se define como un volumen de aire que presenta características homogéneas de temperatura y humedad específica. Dos volúmenes de aire se consideran de la misma masa si, al llevarlos adiabáticamente a una presión atmosférica de 1000 mb, presentan la misma temperatura y humedad.
Origen
Las masas de aire se originan por el contacto prolongado (meses) con superficies estables y homogéneas, tanto térmica como higrométricamente. Estas regiones se denominan regiones manantial.
Clasificación
Las masas de aire se clasifican según su origen:
Masa de Aire Ártico (o Antártico)
Manantial: Regiones Ártica (o Antártica).
Condiciones iniciales: Temperatura del aire muy baja, gran estabilidad (alta densidad del aire) y humedad atmosférica muy débil (escasa capacidad para contener vapor de agua), poca nubosidad y baja probabilidad de precipitaciones.Masa de Aire Polar
Manantial: Regiones próximas a los Círculos Polares.
Condiciones iniciales: Temperatura del aire baja, alta estabilidad (aire denso) y humedad atmosférica moderada.Masa de Aire Tropical
Manantial: Regiones próximas a los Trópicos.
Condiciones iniciales: Temperatura del aire elevada, inestabilidad (baja densidad del aire) y humedad atmosférica muy variable (función del origen continental o marítimo).Masa de Aire Ecuatorial
Manantial: Regiones ecuatoriales.
Condiciones iniciales: Temperatura del aire elevada, inestabilidad (baja densidad del aire) y humedad atmosférica muy variable (función del origen continental o marítimo).
La Península Ibérica se ve afectada normalmente por masas de aire Polar marítima (mP), Polar continental (cP), Tropical marítima (mT) y Tropical continental (cT). Excepcionalmente, por masas de aire Ártico marítima (mA) y Ártico continental (cA), y nunca por Ecuatorial (E), que apenas se mueve de su región manantial.
Movimiento y Consecuencias
Las masas de aire, al ser fluidos, tienen capacidad de desplazamiento. Su movimiento es una respuesta a la diferencia de presión atmosférica entre puntos del campo atmosférico terrestre. Este movimiento tiene consecuencias para la masa de aire:
- Intercambio de energía con la superficie por la base.
- Choque contra otra masa de aire.
- Choque contra el relieve.
- Llegada a zonas anormalmente recalentadas.
2. Intercambios de Energía con la Superficie
El desplazamiento de una masa de aire implica la modificación de su estado de calor por la base, con consecuencias distintas para cada tipo de masa.
Masa de Aire Polar (mP y cP)
Al desplazarse a latitudes inferiores y más cálidas, la masa de aire Polar enfría el suelo a su paso y se calienta por su base. Esto produce un incremento de inestabilidad y ascendencias convectivas que:
- Durante el día: disminuyen la contaminación y aumentan la visibilidad, y pueden formar nubes de desarrollo vertical (cúmulos) que dan lugar a aguaceros dispersos.
- Por la noche: cesan las ascendencias, disminuyendo o desapareciendo la nubosidad (noches despejadas de intenso frío).
Estas consecuencias son más acusadas cuanto mayor sea el recalentamiento por la base: máximo durante el día en verano sobre continentes, y mínimo durante la noche en invierno sobre continentes.
Masa de Aire Tropical (mT y cT)
Al desplazarse a latitudes superiores y más frías, la masa de aire Tropical calienta el suelo a su paso y se enfría por su base. Esto produce un incremento de la estabilidad y subsidencias que:
- Incrementan la contaminación y disminuyen la visibilidad.
- Posibilitan la formación de nubes típicas de aire estable que pueden dar lugar a llovizna (estratos) o lluvia continua (nimboestratos).
Estas consecuencias son más acusadas cuanto mayor sea el enfriamiento por la base: máximo durante la noche en invierno sobre continentes (formación de nieblas de irradiación), y mínimo durante el día en verano sobre continentes.
Masa de Aire Ártico (mA y cA)
Al desplazarse a latitudes inferiores y más cálidas, la masa de aire Ártico produce consecuencias idénticas a las de la masa de aire Polar, pero más acusadas. Su paso suele dar lugar a olas de frío (2-3 días/año) con días de gran visibilidad y noches despejadas de intenso frío.
3. Frontología
Definición
El movimiento de una masa de aire puede provocar su choque contra otra masa de aire. En este choque, se puede identificar una superficie frontal y un frente. La frontología estudia e interpreta las consecuencias meteorológicas de este choque. Las principales consecuencias son: (1) aparición de movimientos verticales ascendentes (ascendencias por deslizamiento frontal) y (2) transferencia de calor entre las masas de aire. La frontólisis es el proceso de disipación de un frente.
Clasificación de los Frentes
Los frentes se clasifican según:
Masas de Aire que los Originan
- Frente Polar
- Frente Ártico
- Frente Tropical
Desplazamiento de las Masas de Aire
Frente Cálido
La nubosidad y la precipitación son anteriores al paso del frente en superficie. Se representa en los mapas con una línea roja con semicírculos en el sentido de avance.
Frente Frío
La nubosidad y la precipitación son inmediatas al paso del frente en superficie. Se representa en los mapas con una línea azul con triángulos en el sentido de avance.
Frente Estacionario
Se representa en los mapas con una línea roja con semicírculos en el lado del aire cálido y una línea azul con triángulos en el lado del aire frío.
4. Relieve y Masas de Aire
El movimiento de una masa de aire puede provocar su choque contra el relieve, con las siguientes consecuencias:
Encauzamiento de la Corriente de Aire
El aire, al ser un fluido, se encajona al pasar por un estrechamiento y mantiene su velocidad durante cierta distancia. Esto ocurre en collados, puertos, valles y estrechos (ejemplo: el Cierzo).
Aparición de Nuevos Movimientos
Se producen movimientos horizontales (para bordear el obstáculo) y verticales (para sobrepasarlo). Los movimientos verticales, ascendencias orográficas y subsidencias, son especialmente importantes. La altura del obstáculo puede provocar cambios en la estabilidad del aire. Si al llegar a la cima la temperatura del aire móvil es mayor que la del aire estático (inestabilidad de relieve), el aire seguirá ascendiendo hasta igualar su temperatura con el aire estático.
Persistencia de Condiciones Frías en Valles Cerrados
Las masas de aire frío, al ser más densas, se instalan en el interior de los valles. La llegada posterior de aire cálido, más ligero, no desplaza al aire frío, quedando en altura y provocando una inversión térmica.
Lluvias Orográficas y Efecto Foehn
Las lluvias orográficas se producen por la ascensión forzada del aire húmedo al encontrarse con una barrera montañosa. El efecto Foehn (o Föhn) se produce cuando el aire, tras ascender y descargar su humedad en la ladera de barlovento, desciende por la ladera de sotavento más seco y cálido (figura 5.4).
La modificación de la temperatura al superar el obstáculo orográfico se puede calcular mediante la siguiente fórmula:
T – 0.98·h1 + 0.55·h2 + 0.55·h2 + 0.98·h1 = T
T + 0.98·(-h1 + h1) + 0.55·(-h2 + h2) = T
T + 0.98·d – 0.55·d = T + 0.43·d = T
T’ – T = 0.43·dDonde:
- T: Temperatura inicial del aire.
- T’: Temperatura final del aire.
- h1: Altura de la ladera de barlovento.
- h2: Altura de la ladera de sotavento.
- d: Diferencia de altura entre la cima y la base de la montaña.
El efecto Foehn tiene una incidencia importante en la Península Ibérica (figuras 5.5 y 5.6).
5. Inestabilidad Tormentosa
El movimiento de una masa de aire puede provocar su llegada a zonas anormalmente recalentadas (por ejemplo, los continentes en verano). Esto produce la formación y evolución de células convectivas, dando lugar a inestabilidad tormentosa. Una tormenta se compone de una o más células convectivas.
Formación y Evolución de una Célula Convectiva
Al instalarse sobre una zona anormalmente recalentada, la masa de aire se calienta rápidamente por la base, generando ascendencias convectivas que crean un núcleo de bajas presiones térmicas (el aire más frío de los alrededores converge en superficie). Las fases de una célula convectiva son:
Fase de Cúmulo (o de Desarrollo)
Las fuertes corrientes ascendentes (3-5 m/s en la base, >10 m/s en la cima) hacen que se sobrepase el nivel de condensación y se desarrolle una nube. El calor latente liberado por la condensación incrementa la inestabilidad y la energía cinética del aire.
Fase de Madurez
La nube (cumulonimbo) alcanza su máximo desarrollo (10-12 km). Se inicia la precipitación (chubascos intensos) y el aire en el interior de la nube muestra gran actividad y turbulencia (fuertes vientos racheados). Coexisten corrientes de aire descendentes (en la parte delantera, arrastradas por la precipitación) y ascendentes (en la trasera). La célula se comporta como un generador electrostático, produciendo relámpagos (rayos) y truenos.
Fase de Disipación
Al enfriarse el suelo por la precipitación (y posterior evaporación), cesan las ascendencias convectivas, desapareciendo el núcleo de bajas presiones y disipándose la nubosidad de la tormenta.
Casos Especiales de Células Convectivas
Tornados
Son nubes cumulonimbo de gran desarrollo con rotación ciclónica en la base, que se extiende hacia el suelo en forma de embudo o manga.
Línea de Turbonada
Es una hilera de células convectivas que puede aparecer delante de un frente frío muy activo y que pueden llegar a convertirse en tornados.
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