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Tema 8
Sistemas del Tiempoen Latitudes Medias
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Preguntas claves:
1. ¿qué produce los cambios de tiempo en latitudes medias?
2. ¿cómo se relacionan los centros de baja presión en superificie y las ondas en altura?
3. ¿cómo se asocia los centros de baja presión, vientos y nubosidad?
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http://met.dgf.uchile.cl/tiempo/
Cambios de tiempo en Santiago
Post - FrontalFrontal Frontal ....Pre - FrontalCondición:
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WV
IR
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B
A
Frio
Cálido
500 hPa
Ejemplo de una depresión en latitudes medias
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Frentes en el HS
Los frentes corresponden a las áreas de encuentro de las masas de aire frío y cálido. En ambos casos el aire cálido, menos denso, asciende sobre el aire frío. En ese proceso, la humedad condensa formando nubes y precipitación
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Esquema de la circulación en un clásico frente frío anabático. En este caso la WCB experimenta un ascenso hacia atrás sobre el domo de aire frío. (a) Planta, (b) Corte vertical a lo largo de A-B.Adptado sin permiso de Browning 1997.
(a)
Descending dry airwith low θe
Warm Conveyor belt
A
B
(b)
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Procesos microfísicos en nubes sobre el frente frío. (Houze 1993)
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Wide cold-frontal band
Narrow cold-frontal band
Warmsector band
Warm Air
Precipitation
Cold Air
Post frontal band
Warm-frontal band
Convectiveclouds
Lowercloud bdy
Upper cloudboundary
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Otro Ejemplo Interesante…identificar jet, B, frentes
B
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Los colores muestran la altura geopotencial del nivel 500 hPa...
…una carta con isobaras a 5500 m sería muy similar.
Además, empleando la ec. de gases ideales y el balance hidrostático se puede demostrar que la altura geopotencial a un cierto nivel es proporcional a la temperatura media de la capa bajo ese nivel
Interpretación de vaguadas y dorsales como trazadores de masas de aire
Numero de onda…
Bajo (frío) Alto (cálido)
Vaguada
Dorsal
Carta de altura (500 hPa)
Z(500)
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Bajas Altas
• Centros de baja presión en superficie tienden a ubicarse al este del eje de la vaguada tropospfera media
• Centros de alta presión en superficie tienden a ubicarse al este del eje de la dorsal en tropospfera media
Ondas baroclinicas en el HS
Colores:Presión en superficie
Contornos:
Geopotencial 500 hPa
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Mapa de altura (500 hPa)
W Longitud E
Latit
ud
N
S V D
B A
Vaguadas y dorsales tienden a desplazarse hacia el este a unos 5 m/s (el viento también es hacia el este, pero a unos 10m/s en 500 hPa)
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Las sistemas vaguadas/dorsales y bajas/altas pueden seguirse por varios días. En muchos casos, la circulación en torno a estos sistemas se intensifica en el tiempo, en contra de la fricción superficial. Particular atención se ha prestado a la ciclogénesis, es decir, el proceso de intensificación de las depresiones (pueslas depresiones se asociación al “mal” tiempo).
Ciclogenesis
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A
C
B
Columnas A, B, C estan fijas a la tierra.
¿Cual de ellas tiene mayor rapidez de rotación c/r a su eje vertical?
R(A) = 0R(B) = rot. terrestre / 2R(C) = rot. terrestre
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f : Vorticidad planetariaSiempre negativa en el HS. Valor absoluto se incrementa hacia el polo
s-1
η: Vorticidad relativa
f+η: Vorticidad absoluta
s-1
s-1
+-
lenta
rapida
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RotaciónLenta
RotaciónLenta
Oeste Este
Sur
Norte
Aumento rotación→ contracción→ Convergencia
En el eje de la dorsal : f ∼ -9.10-5s-1 η ∼ +2·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -7·10-5s-1En el eje de la Vaguada: f ∼ -4·10-5s-1 η ∼ -10·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -14·10-5s-1
Z=5400
Consideremos una pequeña ondulación en el flujo superior...
Disminución rotación→ expansión→ Divergencia
RotaciónRápida
V D
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Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)
Eje de
Vagu
ada
Eje de
Dors
al
Eje de
Vagu
ada
Longitud
Latitu
d
Altu
ra
50°S
30°S
120W 70W
DIV CONV
∂p/∂t < 0 ∂p/∂t > 0
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
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Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)
Longitud
Latitu
d
Altu
ra
50°S
30°S
120W 70W
B
A B
A
Eje de
Vagu
ada
Eje de
Dors
al
Eje de
Vagu
ada
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
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B
Frente cálido
Frente frío
Colores: Temperatura en niveles bajosContornos: Presión superficialPuntos: Trazadores de velocidad
Aire frío
Aire cálido
Oeste Longitud Este
Sur
Lat
itud
N
orte
Sur
Lat
itud
N
orte
Frontogenesis en el HS
B
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Longitud
Latitu
d
Altu
ra
50°S
30°S
120W 70W
B A
Superficie Isobarica(e.g., 300 hPa)
Eje de
Vagu
ada
Eje de
Dors
al
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
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RotaciónLenta
Rotaciónmás rápida
Rotaciónmás lenta
Oeste Este
Sur
Norte
Advección de aire cálidoAumento del espesorAumento de geopotencialDisminución de rotación
Advección de aire fríoDisminución del espesorCaída de geopotencialAumento de rotación
Advección térmica en niveles bajos profundiza la vaguada y hace crecer la dorsal, lo cual exacerba la diferencia de rotación entre ambos ejes…
Z inicial
Z final
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Etapa Inicial
Etapa FinalEtapa Ocluida
Etapa Abierta
Evolución de los frentes: Como el frente frío avanza en general mas rapido que el cálido, despues de un tiempo el aire frío
desplaza por completo al aire cálido (el cual queda encima)...enesta condición se ha removido el máximo de energía potencial
(que se ha convertido en cinetica)