1

LA ATMOSFERA La Evolución

Este es el planeta tierra. Nuestro planeta está compuesto de 3 partes: tierra, agua, y aire.

Esta es la atmósfera.

La atmósfera es el aire que envuelve la tierra. La atmósfera contiene oxígeno. Las personas y los animales necesitan oxígeno para poder vivir.

Hace mucho tiempo, la tierra no tenía atmósfera. Pero después, las plantas comenzaron a crecer. Las plantas ayudaron a producir el oxígeno que hay en el aire, y entonces la atmósfera empezó a cubrir la tierra.

La atmósfera

La atmósfera es una capa protectora en la cual se desarrolla la vida en la tierra. Provee a los seres vivos de gases imprescindibles, forma parte importante en el ciclo hidrológico, nos sirve de protección frente a los rayos cósmicos y distribuye la energía del sol por toda la tierra.

Sin embargo, en las últimas décadas se ha podido apreciar que la composición de la atmósfera está cambiando debido a la intervención del hombre.

2

Estructura de la atmósfera. La atmósfera contiene diferentes capas que pueden distinguirse por su composición, temperatura y densidad. La densidad de la atmósfera decrece conforme se incrementa la altitud, como consecuencia de las leyes de los gases y de la ley de la gravedad. La troposfera se extiende desde el nivel del mar hasta una altitud de 8-16 Km. (menor en los polos y mayor en el ecuador). Contiene aproximadamente las tres cuartas partes de la masa gaseosa de la atmósfera. Tiene una composición homogénea en gases y presenta una temperatura decreciente con la altitud. Su composición homogénea proviene de una continua mezcla y circulación de los gases. El extremo superior de la troposfera viene marcado por la tropopausa. A esta altura, el vapor de agua se condensa en hielo y se fotodisocia por la acción de la intensa radiación ultravioleta. La capa superior a la troposfera es la estratosfera, que se extiende entre los 20 y 48 Km. por encima del nivel del mar. En ella la temperatura se eleva hasta unos -2 º C conforme ascendemos. Esto se debe a la presencia de ozono (O3) en cantidades hasta 1000 veces superiores a las de la troposfera. El ozono es capaz de absorber la radiación ultravioleta produciendo ese efecto de calentamiento. Por encima de la estratosfera está la mesosfera que alcanza hasta los 80 Km. de altitud aproximadamente. En ella la temperatura desciende hasta -92 ºC. Por último nos encontramos con la termosfera en la que la pequeña cantidad de gas presente en ella alcanza temperaturas de hasta 1200 º C por la absorción de radiaciones de alta energía. Composición de la atmósfera. La atmósfera tiene dos componentes mayoritarios que suponen el 99% de su volumen: N2 (78.08 %) y O2 (20.95%). Junto a éstos existen otros gases minoritarios: Argón (0.93 %) CO2 (0.035%) y otros gases en cantidades muy bajas. El contenido en vapor de agua de la atmósfera está normalmente en el rango del 1-3% del volumen, con un promedio global del 1%. El porcentaje de agua en la atmósfera decrece rápidamente conforme se incrementa la altitud. Transferencia de energía en la atmósfera. Las características físicas y químicas de la atmósfera y el balance calorífico de la Tierra vienen determinados por los procesos de transferencia de energía que ocurren en la atmósfera. No toda la energía solar que llega a la atmósfera alcanza la superficie de la tierra. Hay tres fenómenos atmosféricos que modifican la radiación solar que la atraviesa:

3

Dispersión: ocurre cuando las pequeñas partículas y las moléculas de gas dispersan parte de la radiación solar en direcciones aleatorias, sin alterar la longitud de onda de las mismas. La cantidad de radiación dispersada depende de dos factores: longitud de onda de la radiación y el tamaño de las partículas y moléculas de gas. En la atmósfera terrestre hay gran cantidad de partículas con tamaños en torno a las 0.5 mm que dispersan de forma preferencial las longitudes de onda menores (azul e inferiores).

Absorción: algunos gases son capaces de absorber parte de la radiación solar, convirtiéndola en calor. La absorción de energía calorífica por los gases hace que estos emitan también su propia radiación, pero de longitudes de onda mayores (infrarrojo).

Reflexión: parte de la radiación solar incidente es reflejada al espacio. Este fenómeno es atribuible en gran medida a las nubes y partículas presentes en la atmósfera. La luz solar que alcanza la superficie terrestre sin ser modificada se denomina radiación solar directa. La radiación solar que alcanza la superficie terrestre después de ser alterada por el proceso de difusión se denomina radiación solar difusa. Así toda la radiación que alcanza la atmósfera terrestre, solamente el 51 % es alcanza la superficie terrestre. No toda la radiación solar que alcanza la superficie terrestre es "usable". Al igual que ocurre en la atmósfera, la superficie terrestre refleja parte de esa radiación. Y depende de los materiales que la forman. Así la reflectividad de distintas superficies es:

Arenas: 35-45 %

Bosques de hoja caduca: 5-10%

Bosques de coníferas 10-20%

Vegetación herbácea: 15-25 %. La cantidad de energía reflejada de forma global (nubes, difusión y reflexión de la superficie terrestre) se denomina albeldo. Así el balance global de energía de longitudes de onda cortas sería: De forma global, la superficie terrestre absorbe 51 unidades de radiación de longitudes de onda corta y la suma de la radiación absorbida por la atmósfera y la superficie terrestre es de 70 unidades. (Véase Gráfico 1) Balance global de radiación de longitud de onda larga. La energía que alcanza la superficie terrestre, es reemitida en parte en forma de longitudes de onda largas. La tierra emite 117 unidades de radiación en forma de longitudes de onda largas, de las cuales 6 abandonan la atmósfera hacia el espacio y las 111 restantes son absorbidas por algunos gases de la atmósfera convirtiéndolas ene energía calorífica. Además, la tierra emite 7 unidades adicionales como calor sensible transferido a la atmósfera por conducción y convección.

4

Del mismo modo la superficie terrestre incorpora 23 unidades de energía a la atmósfera en forma de calor latente debido a la evaporación del agua. Este calor se libera cuando el vapor de agua se condensa.

Gráfico 1 La atmósfera emite 160 unidades de energía de longitud de onda larga. Estas proceden: 111 de las emisiones de la superficie terrestre, 23 unidades de la transferencia de calor latente por parte de la superficie terrestre, 7 unidades de la transferencia de calor sensible y 19 unidades procedentes de la absorción de radiación por parte de los gases y las nubes. De estas 160 unidades 96 son transferidas de nuevo a la superficie terrestre y 64 se reemiten al espacio. Así la pérdida total de energía en forma de longitud de onda larga es de 70 unidades. (Véase Gráfico 2)

Gráfico 2

5

LOS FENÓMENOS METEREOLÓGICOS La energía solar no se recibe de forma homogénea en toda la superficie terrestre. La fuerza conductora de los fenómenos meteorológicos es la redistribución de la energía solar. Factores que intervienen en los movimientos de gases de la atmósfera Efecto de la presión. Circulación de los vientos de superficie El viento se desarrolla, en primer lugar, como consecuencia de diferencias espaciales en la presión atmosférica. Estas diferencias de presión, normalmente son causadas por una diferente absorción de la radiación solar. En un plano horizontal, el viento fluye de las zonas de alta presión a zonas de baja presión y verticalmente de zonas de baja presión a zonas de alta presión. La velocidad del viento es proporcional al cambio de presión por unidad de distancia o gradiente de presión. Las zonas con presiones similares se representan en los mapas meteorológicos unidas mediante líneas imaginarias denominadas isobaras. Cuanto más juntas están unas isobaras, mayor será la fuerza del viento. Un segundo factor que afecta al movimiento del aire es la fuerza de Coriolis, debida a la rotación terrestre. La magnitud de la fuerza de Coriolis varía según la latitud, de modo que es nula en el ecuador y máxima en los polos. En tercer lugar puede aparecer una aceleración centrípeta, cuando el viento gira en torno a un centro. Por último, aparece la fricción debida al desplazamiento del aire. Los vientos influenciados por el gradiente de presión y la fuerza de Coriolis se denominan vientos geostróficos. (Véase Gráfico 3)

Gráfico 3

Sin embargo, no todos los vientos de superficie fluyen en línea recta, en muchos casos, los vientos fluyen siguiendo las isobaras, de un centro de altas presiones o de uno de bajas presiones. Este tipo de flujo es resultado del efecto combinado del gradiente de presión, de la fuerza de Coriolis y de la fuerza centrípeta.

6

El efecto de la fricción del viento hace que el flujo del viento de gradiente no sea exactamente paralelo a las isobaras sino que fluye cortando las isobaras en un ángulo que varía entre los 10 y 45º (Véase Gráfico 4).

Gráfico 4 Circulación termal. Los gradientes de presión pueden originarse, de forma local o global por efecto de diferencias en la temperatura del aire.

En una determinada zona en la que se recibe mayor insolación el aire se calienta en superficie, reduciéndose su densidad y tendiendo a ascender (ver figura).El ascenso de aire, provoca una bajada de presión en esa zona, y el aire de la zona vecina con una insolación menor, tiende a fluir hacia la zona calentada. En la zona alta de la atmósfera, la zona que recibe el aire caliente, se convierte en un centro de altas presiones frente a la zona alta de la atmósfera vecina y el aire tiende a fluir hacia ella.

De este modo se puede explicar el desarrollo de brisas marinas y de sistemas montaña valle. (Véase Gráfico 5)

Gráfico 5

7

Circulación global en la atmósfera. Con los fundamentos establecidos hasta ahora podemos elaborar un modelo simplificado de circulación global de aire en la atmósfera. Para ello partiremos de los siguientes supuestos: No consideramos la rotación de la Tierra.

La Tierra la consideramos compuesta por material homogéneo.

La recepción diferencial de energía solar en la Tierra crea un gradiente de temperatura entre el ecuador y los polos (mayor temperatura en el ecuador y menor en los polos). Basados en estos supuestos, tendríamos un modelo de circulación como el descrito en la figura: en cada hemisferio existiría una célula de circulación en la que el aire frío de los polos fluiría hacia el ecuador, donde el aire caliente ascendería para fluir en la atmósfera alta hacia los polos, tal y como describíamos en el apartado anterior.

Sin embargo, en la realidad, la rotación de la Tierra y otros factores, hacen que este flujo no sea directo en una sola célula, sino que se forman tres desde el ecuador hacia los polos conocidas como célula de Hadley, célula de Ferrer y célula Polar.

8

LAS NUBES

El Clima El clima se refiere a las condiciones del tiempo que existen en diferentes sitios a través del año. El clima de Bogotá es diferente al clima de Barranquilla. El clima de Barranquilla es caliente durante todo el año. El clima de Bogotá es frío y presenta cambios significativos durante el año, y en otras oportunidades, durante el mismo día. Las Condiciones del Tiempo El proceso de evaporación ocurre cuando el sol calienta las aguas de la tierra. El sol calienta los océanos, los ríos, los lagos, y los estanques. El agua caliente se transforma en vapor. No podemos ver el vapor. El vapor se eleva por el cielo y se enfría cada vez más. El vapor que se encuentra lo suficientemente frío se convierte en gotas de agua. Las gotas de agua forman nubes. Las nubes aumentan de peso. Cae lluvia o nieve de las nubes pesadas. Cae nieve si la temperatura del aire es fría. Cae lluvia si la temperatura del aire es tibia. La lluvia, la nieve, el viento, el calor, y el frío son todas condiciones del tiempo. Las condiciones del tiempo pueden cambiar durante el día. Por la mañana, puede estar lloviendo. Por la tarde, puede estar soleado. El tiempo también cambia de un lugar a otro. CLASES DE NUBES

Se puede definir una nube como un determinado volumen de aire en el que se encuentra vapor de agua condensado o sublimado, es decir, en forma de gotas diminutas de agua o

cristales de hielo. De este modo, la nube resulta visible, propiedad que no posee el vapor de agua que la forma. El vapor necesario para la formación de la nube se obtiene de los frecuentes cambios de estado del agua. Mediante el proceso de la evaporación, parte de agua de los

océanos. Lagos, ríos, plantas, etc. Pasa a convertirse en vapor. Igualmente, por medio de la sublimación, la nieve caída, la existente en los glaciares, etc., pasa directamente a vapor. Como estos procesos se están realizando continuamente, tendremos asegurada la alimentación necesaria de vapor de agua a la atmósfera.

9

NÚCLEOS DE CONDENSACIÓN Para que se forme una nube no solamente necesitamos vapor de agua que se condense se sublime, sino que precisamos también la existencia de los llamamos núcleos de condensación. Son estos núcleos unas partículas sólidas, microscópicas, en suspensión en la atmósfera. Que proporcionan superficies a las que las moléculas de agua pueden adherirse para así constituir la nube. Estas partículas proceden de la evaporación del agua del mar o de restos de combustiones y existen infinidad de ellas en toda la Troposfera. Por otra parte, estos núcleos son higroscópicos pues poseen la propiedad de absorber o atraer sobre su superficie a las moléculas de agua. El diámetro de estas partículas puede ser tan pequeño como una micra 0.001 mm. En un aire puro, en el que no existen estos núcleos, sería imposible la formación de una nube. Estas condiciones d pureza del aire no se presentan nunca en el aire atmosférico, existiendo siempre los suficientes núcleos de condensación para que la nube se pueda formar. NIVEL DE CONDENSACIÓN Cuando, por cualquier causa, una masa de aire húmedo asciende, va perdiendo temperatura acercándose ésta al valor de la del punto del rocío. Cuando la masa de aire ascendente, que sigue enfriándose, alcanza una cierta altitud, su temperatura se hace igual a la del punto de rocío, momento a partir del cual comienza a condensarse. A esa altitud o nivel en la que tiene lugar este fenómeno, se le denomina nivel de condensación (Figura - 1).

FIG. -1- NIVEL DE ONDENSACIÓN

Nivel de Condensación

Masa del aire ascendiendo y enfriándose

10

A simple vista, en ciertos tipos de nubes, se puede observar donde comienza el nivel de condensación. Esta circunstancia se aprecia claramente porque la base de la nube aparece groseramente plana marcando la altitud a la cual el vapor de agua se ha convertido en gotas de agua o de hielo. El nivel de condensación se puede determinar por medio del diagrama (por ejemplo, el de Stiive), o bien, valiéndonos de una formula que existe al efecto. FORMACIÓN DE LAS NUBES Podemos afirmar que, por lo general, se forma una nube cuando una masa de aire húmedo se enfría hasta conseguir la saturación y posterior condensación. Por tanto, para que se forme una nube, precisamos de las siguientes condiciones:

1. masa de aire húmedo. 2. Enfriamiento 3. Existencia de núcleos de condensación.

El enfriamiento de una masa de aire se puede conseguir por muchos procedimientos, entre los cuales citaremos como más importantes los siguientes:

a) Convección b) Ascenso orográfico c) Advección d) Turbulencia e) Frentes

a). Nubes convectivas Ya hemos visto que, a causa de la desigualdad de absorción de calor solar por la superficie terrestre, se forman sobre la tierra corrientes verticales ascendente y supongamos que posee un cierto grado de humedad. A medida que la masa de aire va ganando altitud, va perdiendo temperatura, debido al ambiente. Solo en pequeñísima proporción, ya que el enfriamiento se debe a una expansión adiabática. Cuando alcance el nivel de condensación, el vapor de agua se convertirá en gotas de agua o cristales de hielo, siendo esta formación (agua o hielo) dependiente de la temperatura que adquiera la masa de aire (Fig.-2).

11

FIG.-2 – FORMACIÓN DE NUBES POR CONVECCIÓN

Estas nubes así formadas se las conoce con el nombre de Cúmulos o de desarrollo vertical. Esta última denominación se debe a que la masa de aire se eleva continuamente hasta que su propia temperatura se iguala con la del aire adyacente. En el seno de este tipo de nubes es donde, con entera seguridad, encontraremos turbulencia, variando el grado de ésta de acuerdo con el tipo de desarrollo vertical de la nube considerada. En las grandes formaciones de este tipo (Cúmulo-nimbus), las corrientes verticales pueden ser muy violentas, dando lugar a turbulencia fuerte. b). Nubes orográficas. Son aquellas que se forman en las crestas de las montañas y son muy frecuentes en las zonas montañosas de mucha elevación. La pendiente del terreno obliga a una masa de aire en movimiento a ganar altura. Si este aire ascendente posee un grado de humedad adecuado y, si coincide que al llegar a la cumbre alcanza el punto de rocío, se formará una nube justamente en la cima de la montaña. Si esta es muy alta, puede ocurrir que antes de llagar a la cima se alcance el nivel de condensación con lo que la nube se formará antes de alcanzar la cresta (Figura-3).

FIG. -3 FORMACIÓN DE NUBES POR ASCENSO OROGRAFICO c). Nubes de advección.

Nivel de Condensación

Aire húmedo ascendiendo Y enfriándose

12

El enfriamiento y condensación de una masa de aire, puede tener lugar también por advección. Cuando una mas de aire caliente y húmedo se traslada sobre otra de aire frío, aquel comenzará a enfriarse, tanto más rápido cuando mayor sea la diferencia de temperatura entre las dos masas. Si la masa de aire más caliente posee una cantidad suficiente de humedad, habrá condensación, dando lugar a la aparición de una nube de advección. Este tipo de nubes así formado, responde a la denominación de Stratus (Figura-4).

FIG.-4 FORMACIÓN DE NUBES POR ADVECCIÓN d). Nubes formadas por turbulencia. La fricción entre una masa de aire en movimiento y la superficie terrestre, es una de las causas de la turbulencia. Cuando mayor sea el viento y más accidentado el terreno, mayor será la turbulencia y la altura que ésta alcanza. Si suponemos un viento de intensidad media (20 nudos), la turbulencia que se forma no se suele extender más allá de los 2000 pies de altitud. Si el aire turbulento que asciende está lo suficientemente húmedo y si en la ascendencia se enfría lo necesario para alcanzar el punto de rocío, se formarán nubes en la extensión que abarque la turbulencia y a una altura visiblemente uniforme (los 2.000 pies o la altura que alcance la turbulencia). Figura -5.

AIRE FRÍO

AIRE CALIENTE Y HÚMEDO

AIRE NO TURBULENTO

13

FIG.-5 FORMACIÓN DE NUBES POR TURBULENCIA Este tipo de nubes así formado tiene la apariencia de una capa o estrato por lo que se conocen con el nombre latino de stratus. No siempre se presenta este tipo de nube, sino que, dependiendo del tipo de turbulencia, aparecen otras variedades. La más corriente es la llamada strato-cúmulos, que tiene la apariencia de la arena ondulada de las playas siendo su color marcadamente blanco. Generalmente, la nube turbulenta no suele ser muy gruesa y como mucho, alcanza unos 3.000 pies de espesor. En este tipo de nubes, no suele existir turbulencia y si la hay, suele ser de muy pequeña intensidad. e). Nubes frontales. Cuando una masa de aire frío de mucha actividad, avanza y se encuentra a su paso otra de aire caliente de menor actividad, ocurre que el aire caliente se ve obligado a ascender, formando con esta ascendencia nubes de desarrollo vertical (cúmulos y cumulonimbus). Figura X-6A. En el caso descrito, estamos ante la presencia de un frente frío., que se estudiará con mayor en el módulo Fenómenos de tiempo Presente.

FIG.-6A FORMACION DE NUBES POR PRESENCIA DE FRENTES Puede ocurrir también que sea la masa de aire caliente la que avance, alcanzando a una masa de aire frío que se retira. Ahora, el aire caliente, por su menor densidad, se ve obligado a ascender sobre el frío. Al rozarse ambas masas de aire (advección), la caliente se va enfriando gradualmente hasta alcanzar el punto de rocío, dando comienzo la condensación con lo que aparecen nubes de tipo stratus sobre una gran extensión, marcando la separación entre las dos masas de aire (Figura –6B).

AIRE FRÍO

AIRE CALIENTE

14

FIG.-6B FORMACION DE NUBES POR PRESENCIA DE FRENTES

COMPOSICIÓN DE LAS NUBES. No hay duda de que la composición de una nube dependerá de la temperatura que reine a la altitud en que la nube se encuentre. Normalmente, si la temperatura está por debajo de 0° C, su constitución básica será de agujas o cristales de hielo. Caso de estar a una temperatura mayor de 0° C, será de gotas pequeñísimas de agua. Por tanto, una nube podrá estar formada por: Hielo y agua. Hielo. Agua. Existe una variedad infinita de nubes pero, de todas ellas, estudiaremos preferentemente las diez mencionadas, que son las que precisa un observado normal para poder confeccionar una información meteorológica.

AIRE FRIO

15

DESCRIPCION DE LOS GENEROS PRINCIPALES DE NUBES.

CIRRUS Tienen la apariencia de algodón deshilachado o de pluma de aves y son generalmente de un color blanco intenso. Por la altura a que se hallan, están formadas por agujas o cristales de hielo. Generalmente, no son muy opacas y dejan pasar los rayos del sol.

CIRRU-CUMULOS Es de rara formación y aparecen agrupadas en pequeños copos o masas globulares formando grupos de líneas. Al igual que los Cirrus están compuestas por cristales de hielo. Se presentan también en bancos que tienen la forma de lentejas o almendras, a menudo muy alargadas y con bordes bien delimitados. Estas nubes son siempre lo suficientemente transparentes para dejar ver el sol o la luna. CIRRU-STRATUS

Semejan un velo blanquecino que no tiene la suficiente consistencia como para impedir ver el sol o la luna. Al igual que las anteriores, también están constituidas por cristales de hielo. Con este tipo de nubes aparece generalmente el fenómeno conocido por halo (fenómeno óptico causado por la existencia de cristales de hielo en la atmósfera semeja un anillo que rodea al sol o la Luna).

ALTO-CUMULUS Banco de nubes blancas o grises que poseen sobras propias. En su mayor parte, están constituidas por gotas de agua. No dejan pasar ni los rayos ni la silueta del sol. Este tipo de nubes se presentan también en forma de capas compuestas de estrechas masas globulares, aunque generalmente están distribuidas en líneas o en ondas siguiendo una o dos direcciones.

16

ALTOS STRATUS.

Capa nubosa grisácea o azulada de aspecto estriado o fibroso que presenta algunas capas delgadas por las que se puede ver el sol. Son parecidas al cirro –stratus, con la diferencia de que en el alto-stratus no aparecen halos. Están constituidas principalmente por gotas de agua, aunque también contienen cristales de hielo. Este tipo de nube se presenta en forma decapa de gran extensión horizontal (varios centenares de kilómetros), siendo su dimensión vertical de hasta varios miles de metros. Son nubes que producen precipitaciones de carácter continuo.

STRATUS Nubes dispuestas en capas que poseen una base uniforme y de color generalmente gris. Están constituidas casi siempre por gotas de agua, aunque si existen muy bajas temperaturas, pueden estar constituidas por cristales de hielo. Produce llovizna. STRATO – CUMULUS

Especie compuesta de stratus y cúmulos que se presentan en capas de nubes grises o blanquecinas con ondulaciones largas y paralelas. Están constituidas por gotas de agua. La capa de strato – cúmulos no presenta generalmente orificios para ver el sol a su través. La transparencia de este tipo de nubes varia en grandes proporciones. Originan precipitaciones que son por lo general débiles.

NIMBO STRATUS Capa nubosa gris, sombría, que oculta completamente al sol y que es la más característica de las precipitaciones continuas. Se diferencia del stratus por su color más oscuro.

CUMULUS La forma más característica, posee base plana y perfiles redondeados, semejantes a una coliflor. Su color es blanco brillante y se aprecia claramente su desarrollo vertical. Están constituidas por gotas de agua, aunque si se hallan sobre una zona con temperatura inferior a cero grados, pueden aparecer cristales de hielo.

17

CUMULO-NUMBUS Esta es la nube típica del chubasco. Su desarrollo vertical es muy acusado, alcanzando altitudes de hasta más de 50.000 pies. Producen chubascos fuertes, granizo y aparato eléctrico (rayos y truenos), y su presencia nos indica claramente una fuerte inestabilidad en la atmósfera. La base de esta nube suele ser muy obscura (gris plomizo). Debido a su fuerte convección, la parte superior se deshilacha, apareciendo una formación característica de “yunque”, de aspecto fibroso y que determina el comienzo de la destrucción de este tipo de nube. ALTURA DE LAS NUBES. Por su altura, se clasifican en. Altas, medias, bajas y de desarrollo vertical.

Tipo Altura de la base Nombre Abreviaturas Altas

Más de 20.000 pies

CIRRUS CIRRO-CUMULUS CIRRO-STRATUS

Ci Cc Cs

Medias

De 6.500 a 20.000 pies

ALTO-CUMULUS ALTO-STRATUS

Ac As

Bajas

Desde cerca del suelo hasta los 6.500 pies

STRATUS STRATO-CUMULUS NIMBO-STRATUS

St Sc Ns

De desarrollo vertical

Desde cerca del suelo hasta los 50.000 pies o más

CUMULUS CUMULO-NIMBUS

Cu Cb

18

ESPECIES DE NUBES. Con la descripción de los diez géneros anteriores, no hemos hecho más que definir las formas simples. Ahora bien, estos tipos no se suelen presentar en toda su pureza, sino que existen dentro de cada uno ciertas variantes o especies. Con esta división de las nubes en especies, ampliamos un grado más en su definición, pero insistamos en que el observador normal únicamente tiene que diferenciar los diez géneros principales. A continuación citaremos algunas de ellas: Fibratus, nubes separadas o velo nuboso muy delgado. Uncinus, Cirrus en forma de comas.- Castellatus, presentan protuberancias en forma de torrecillas. Nebulosus, con aspecto de capa o velo sin detalles definidos.- Lenticularis, en forma de lentejas muy alargada y con contornos definidos.- Fractus, en forma de jirones. Humilis, se aplica a los cúmulos de poco desarrollo vertical.- Congestus, cúmulos con protuberancias muy marcadas.- Calvus, son cúmulo-nimbus en los que algunas protuberancias de su parte alta han perdido sus contornos característicos, etc. NUBOSIDAD TOTAL Y NUBOSIDAD PARCIAL. Con el primer término (nubosidad total), expresaremos la parte del cielo que está cubierto de nubes, sin distinguir el género o especie existente. Se indica en oktas u octavos, con lo que se supone al cielo dividido en ocho partes. Así, si decimos nubosidad total de 8 oktas, queremos significar que de las ocho partes en que, mentalmente, hemos dividido el cielo, todas ellas están cubiertas de nubes. Si decimos 4 oktas, se interpretará que de las 8 partes, la mitad (4), está cubierta de nubes. Con el segundo término (nubosidad parcial), expresaremos la parte del cielo que está cubierto con un tipo determinado de nubes.

19

En las cartas meteorológicas de superficie, se representa la nubosidad (cantidad de nubes), tomando como referencia el cielo como el total de una circunferencia, y esta, a medida del incremento de la nubosidad en oktas, se va fraccionando, como se indica a continuación: Despejado Totalmente Cubierto El cielo se distribuye en 8 oktas, que usted podrá fraccionar fácilmente de acuerdo con la siguiente tabla:

1/8 Cubierto 2/8 Cubierto 3/8 Cubierto 4/8 Cubierto 5/8 Cubierto 6/8 Cubierto 7/8 Cubierto

SÍMBOLOS DE LAS NUBES. Para representar las nubes en las cartas meteorológicas, nos valemos de símbolos utilizados internacionalmente, y que podrán ser consultadas en los formularios AIREP (Air Report). EXPLICACIÓN DE LOS SÍMBOLOS ALTAS.

1. Cirrus fibratus. Nubes finas y en forma de filamentos que no aumentan de tamaño. 2. Cirrus spisatus. Cirrus densos en bancos. 3. Cirrus spisatus cumulonimbogenitus. Cirrus densos que proceden de Cb. 4. Cirrus uncinus. Cirrus en forma de gancho. 5. Cirrus o Cirro-stratus en bandas que no sobrepasan los 45° sobre el horizonte. 6. Cirrus o Cirro –stratus, que sobrepasan los 45° de elevación sobre el horizonte. 7. Velo de Cirro-stratus que cubre todo el cielo. 8. Velo de Cirro –stratus que no cubre todo el cielo. 9. Cirro-cumulus.

20

MEDIAS

1. Alto-stratus translúcidos. No hay halo. 2. Alto-stratus opacus o Nimbo-stratus. 3. Alto-cumulus translucidus. 4. Alto-cumulus translucidus en bancos (en forma de lentejas y transformándose

continuamente). 5. Alto-cumulus translucidus en bandas. Están dispuestos en una capa que va

cubriendo progresivamente el cielo. 6. altocumulus cumulogenitus. Formados de Cúmulus. 7. Alto-cumulus duplicatus. Dispuestos en capa doble que, por lo general, es muy

densa y no tiene tendencia a aumentar. 8. Alto-cumulus castellatus. Pequeños alto-cumulus con forma de cúmulus y con

apariencia de torre. 9. Cielo caótico, con alto- cúmulus asociados a bancos de Cirrus.

BAJAS

1. cúmulus humilis o Cúmulus Fractus. Los primeros son de débil desarrollo vertical, semejando estar aplastados. Son las nubes típicas de buen tiempo.

2. Cúmulus Mediocris o Cúmulus Congentus. Cúmulus con un desarrollo vertical medio.

3. cúmulo nimbus calvus, que ya quedó explicado anteriormente. 4. Strato- cúmulus cumulogenitus. Capa o banco de nubes procedente del desmante de

cúmulus. 5. Strato cúmulus ordinarios. 6. Stratus Nebulosus o Stratus Fractus. 7. Stratus Fractus ó Cúmulus Fractus. 8. Cúmulus y Strato-cumulos ordinarios. 9. Cumulo-nimbus Capillatus. Cumulo-nimbos en forma de yunque.

NIEBLA. La niebla, al igual que las nubes, es el resultado de la condensación del vapor de agua atmosférico. Para que se produzca niebla, es preciso que el cambio de estado se verifique al nivel del suelo. El efecto inmediato que éste fenómeno produce es una considerable reducción en la visibilidad. Normalmente, las partículas que constituyen la niebla son gotas muy pequeñas de agua; sin embargo, en los polos, cuando las temperaturas son inferiores a –20° C., las partículas citadas pueden pasar a ser cristales de hielo. Para que se forme niebla, se precisa de la ausencia de viento, ya que si lo hubiere, la disiparía, tanto más rápidamente cuando mayor sea su intensidad. Por tanto, la niebla se da en condiciones de viento en calma o con ligeras brisas.

21

Se sabe que para que la condensación tenga lugar, la masa de aire de que se trate, tiene que adquirir una humedad relativa del 100%, o lo que es lo mismo, que su temperatura sea igual a la del punto de rocío. Par llegar al 100% de humedad, es preciso se haya realizado uno de los procesos siguientes:

1. Enfriamiento de la masa de aire. 2. Incorporación de vapor de agua dentro de la masa de aire considerada.

En los epígrafes siguientes, se explican los diferentes modos de que la naturaleza se sirve para formar la niebla. NIEBLA DE ADVECCIÓN Cuando un aire húmedo pasa sobre una superficie que está más fría, se forma niebla de advección. El aire húmedo, en contacto con la superficie fría, pierde calor hasta llegar su temperatura a la del punto de rocío, momento en el cual se produce la condensación y, por tanto, la niebla. Su formación es muy frecuente sobre la mar y en el litoral y es compatible con el viento. NIEBLA DE IRRADIACIÓN Durante la noche o de madrugada, el aire que está en contacto con el suelo, se enfría por irradiación. El enfriamiento del aire hace que éste alcance el punto de rocío, teniendo lugar la condensación. La humedad que se extrae del aire se deposita en las plantas en forma de rocío. Se comprende fácilmente que son circunstancias favorables para la formación de este tipo de niebla, las siguientes condiciones:

1. Elevada humedad relativa, de tal modo que se precise poco enfriamiento para alcanzar el punto de rocío.

2. ausencia de nubes que permitan la irradiación de la superficie terrestre. 3. Poco viento (máximo 8 nudos).

Este tipo de niebla se da preferentemente sobre tierra, donde la diferencia de temperatura del día a la noche es más acusada, siendo el otoño y el invierno las estaciones más propicias. La niebla puede permanecer mientras persistan las condiciones que la formaron; por tanto, normalmente desaparecen al orto del sol o pocas horas después.

22

NIEBLA DE VAPOR. También se conocen bajo el nombre de “nieblas fumantes” o “nieblas árticas” y aparecen cuando un aire frío discurre sobre aguas mucho más calientes. A diferencia con la niebla de advección, este tipo no debe su formación al enfriamiento y posterior condensación de la masa de aire, sino que simplemente se trata de la adicción de humedad al aire en movimiento, proviniendo esta humedad de al evaporación de las aguas calientes. NIEBLA FRONTAL. Este tipo se origina cuando una lluvia que cae procedente de una capa relativamente caliente, atraviesa una zona en que la temperatura es mucho más baja que la de su lugar de origen. Se produce entonces una evaporación de las gotas de lluvia en el seno del aire frío, alcanzándose después la saturación, con lo que se ha formado la niebla. Por supuesto que, loa capa de aire frío tiene que estar al nivel del suelo, para que se forme la niebla. Se llaman frontales por formarse generalmente delante de un frente caliente. NIEBLA OROGRAFICA. Se forma este tipo de niebla cuando un aire húmedo se ve obligado a ascender por la ladera de una montaña, enfriándose por expansión y alcanzando la saturación. También esta niebla es compatible con el viento. NIEBLAS DE MEZCLA. Se originan cuando dos tipos de aire de diferentes características térmicas entran en contacto. En general, el proceso de formación tiene lugar a base de que la masa que posee humedad se enfríe hasta alcanzar la saturación. La niebla se asienta principalmente en la zona de contacto de ambas masas de aire. NEBLINA. El proceso de formación es idéntico al de la niebla, existiendo la diferencia de que en la neblina no se manifiesta el fenómeno de la condensación en toda su plenitud y la opacidad del aire es menos intensa que en la niebla.Para que se considere neblina, la visibilidad tiene que ser mayor de 1Km. PLUVIOGRAFO

Los pluviógrafos o pluviómetros totalizadores son actualmente los más empleados. Poseen un sistema que vacía automáticamente el depósito y registra sobre un grafico el total de precipitación obtenido. Un instrumento similar a los anteriores, llamado nivómetro, mide la cantidad de agua de fusión de la nieve caída.

23

MEDIDA DE LA NUBOSIDAD. Se denomina “techo” de nubes ( O.A.C.I ), a la altura sobre el suelo a que se encuentra suspendida la capa inferior de aquellas y que cubre más de la mitad del cielo. En la definición se ve que el techo no se mide sobre el nivel del mar, a no ser, claro está, que el terreno se halle a ese nivel. En Aviación, es de importancia capital el conocimiento del techo de nubes, ya que en ello se basa el establecimiento de los mínimos meteorológicos para el aterrizaje. Por supuesto, las nubes que preferentemente interesarán, serán aquéllas que se hallen por debajo de los 20.000 pies, pues las más altas no afectan, en lo que respecta a la visibilidad, durante la aproximación final a un aeropuerto. Existen varios métodos para determinar el techo. El más generalizado es la observación visual por personas especializadas, lo que requiere una gran práctica. También se puede calcular de la forma siguiente: se suelta un globo cuya velocidad ascensional es conocida. El tiempo que éste tarda en desaparecer dentro de la nube, multiplicado por su velocidad ascensional, nos dará el techo. Para poder utilizar durante la noche este procedimiento, se puede adosar una pequeña luz al globo para hacerlo observable. Este procedimiento no lo podremos llevar a cabo cuando exista viento fuerte o lluvia. Para medir la base de las nubes, los meteorólogos se apoyan en el instrumento llamado CICLÓMETRO, que consiste en un proyector, un detector y un indicador.

24

CLIMATOLOGÍA AERONÁUTICA Dentro del ciclo de capacitación, para el personal de vuelo que está realizando la escuela. Se realiza este tema, que se espera útil a los pilotos. Aunque los aviones se fabrican cada vez con mayores refinamientos técnicos, la atmósfera es la misma, favorable unas veces y muy adversa otras, y su conocimiento es esencial para el transporte aéreo, puesto que es el medio físico en que se realiza la operación. También se ha pensado al redactar este documento en la planificación de los vuelos y en los programadores de los mismos. La mejor cosa deja de serlo cuando no es oportuna y e la acertada hora de operación, para cada época del año, muchas veces está la clave del éxito. Por esto se describirá los diferentes fenómenos, más relevantes que afectan a Colombia (Zona tropical) y de ser posible los fenómenos característicos de las zonas templadas. Esto con el fin de dar cumplimiento a la recomendación de la OACI sobre la necesidad de que el piloto al mando, para su capacitación de ruta y de aeropuerto, tenga conocimiento adecuado de las condiciones meteorológicas estaciónales de la ruta que ha de volar y de los aeródromos que ha de utilizar. No se pretende ofrecer un tratado general de Climatología. Más bien de enriquecer el conocimiento del piloto, con el fin de aguzar su criterio fundamental en la toma de decisiones y soporte de la seguridad aérea internacional. Colombia por su ubicación geográfica, presenta unas condiciones del clima especiales y de gran diversidad. En esta área, se puede decir que los rayos solares inciden perpendicularmente sobre la superficie, casi todo el año. Por esta gran cantidad de energía se debe la excesiva pluviosidad. Acorde con la climatología ecuatorial. Los fenómenos se pueden estudiar en meteorología teniendo en cuenta la escala horizontal. Según el Sistema Mundial de Observación (SMO), se clasifican en:

Pequeña escala: Inferior a 100 Km. Ej.: tormentas, vientos locales, tornados, nubes cumuliformes, etc.

Escala media: 100 a 1.000 Km. Ej.: perturbaciones frontales, Ondas del Este,

masas nubosas, algunos ciclones tropicales.

Gran escala: 1.000 a 5.000 Km.: anticiclones, depresiones, monzón.

Escalas planetaria: mayor a 5.000 Km. Ej.: ITCZ, ondas Walker, etc.

25

El fenómeno que determina el estado del tiempo en nuestro país, se conoce como Zona de Confluencia Intertropical (ITCZ). También encontramos afectado nuestro clima por la presencia de:

Ondas del este Oscilaciones del Atlántico Norte.

Circulación del Pacífico

Frentes fríos.

LA ZONA DE CONFLUENCIA INTERTROPICAL

La convergencia se produce en gran escala, cuando los alisios de los dos hemisferios se

encuentran en una estrecha zona. Es la zona de convergencia intertropical. En general, los alisios de los dos hemisferios están separados por una ancha zona de calmas ecuatoriales, pero en ciertas regiones los alisios del nordeste y del sudeste circulan próximos unos a otros. La zona de convergencia intertropical se caracteriza por un tiempo muy malo que se manifiesta en una gran superficie.

El desarrollo vertical de las nubes se extiende a todo el espesor de la troposfera hasta la elevada tropopausa de las regiones tropicales (18 Km.). La base de las nubes puede descender a algunas centenas de metros, e incluso bajar algunas veces casi hasta la superficie. En general, se producen fuertes lluvias, frecuentes tormentas y turbonadas violentas. La convección en la zona ecuatorial es de gran importancia. La transferencia de energía en la vertical, entre las 10am. y 4pm., permite que en este lapso de tiempo, tienda a presentarse un significativo numero de tormentas eléctricas. ONDAS DEL ESTE Otro factor que se conjuga para explicar los fuertes incrementos de la precipitación en Colombia son las Ondas del Este que se generan en la costa occidental del África y que viajan hacia el oeste, desplazándose por el océano Atlántico tropical y el mar Caribe.

N

S

26

Tales ondas fueron observadas por primera vez en el mar caribe entre 15 y 20 N (Riel, 1958). Las Ondas del Este y los ciclones tropicales parecen estar estrechamente relacionados.

Existe muy buena evidencia acerca de la reducción en el número de tormentas tropicales y huracanes y Ondas del Este en el mar Caribe cuando se presenta el fenómeno de El Niño.

OSCILACIÓN DEL ATLÁNTICO NORTE

La Oscilación del Atlántico Norte (NAO), es la alteración de la masa atmosférica entre las regiones subtropical y subpolar del Océano Atlántico norte. Fue bautizada y descrita por sir Gilbert Walker. La NAO se caracteriza por variaciones en el gradiente de presiones a nivel del mar.

AFRICA AMERICA

GTV

GTV

GTV CAPA DE INVERSIÓN

27

El movimiento periódico anual del sistema de alta presión que se encuentra en el atlántico norte. Debido fundamentalmente a la posición relativa del Sol con respecto al Ecuador Geográfico. Afecta apreciablemente los regímenes pluviométricos en Colombia, especialmente en el sector norte. Disminuyéndolos cuando el Sol declina hacia el sur del Ecuador Ecuatorial y aumentándolos cuando el Sol declina hacia el norte (Solsticio de Verano para el HN) CIRCULACIÓN DEL PACIFICO En nuestro país, no en pocas ocasiones encontramos vientos procedentes del pacifico. Estos se caracterizan por ser altamente húmedos y de cierta temperatura. Afectan la región pacifica Colombiana y en varias oportunidades penetra más hacia el continente. Incrementando las precipitaciones en Antioquia (eje cafetero), Cundinamarca, entre otros departamentos andinos. FRENTES FRÍOS Aunque su presencia se limita a las zonas templadas. Pueden llegar a afectar a nuestra área. Ya que debido a su intensidad deforman significativamente el campo de presión atmosférica. Esto hace que se extienda cubriendo superficies horizontales mucho más extensas que las que regularmente ocupa el fenómeno. Esta descompensación en la presión, muchas veces alcanza a afectar la parte norte colombiana. Llevando a un ostensible incremento en los niveles de precipitación.

0º 0º

28

FENÓMENOS METEOROLÓGICOS DE RIESGO SEVERO

El viento El viento es aire en movimiento. Hay aire por todas partes, pero no lo puedes ver. Sin embargo, puedes ver cómo se mecen de un lado a otro los árboles y el pasto cuando sopla el viento. Puedes sentir el aire que corre por tu cara y por tu cuerpo. Sopla sobre tu mano. Siente el aire moverse.

El aire caliente se eleva, mientras que el aire frío baja cerca del suelo. ¿Has visto hojas secas flotar y elevarse por el aire? Esto muestra que el aire caliente sube.

Párate enfrente del refrigerador. Ahora abre la puerta del congelador. Coloca tu mano cerca de la parte de abajo de la puerta y sentirás el aire frío. El aire frío "cae" hacia el suelo.

El aire tiene presión. Infla un globo (esto hace que aumente la presión del aire dentro del globo). Ahora suéltalo. El aire sale rápidamente (porque la presión del aire dentro del globo es mayor que la presión del aire que hay afuera). El viento se produce debido a los cambios de presión que ocurren alrededor del mundo.

El viento hace que volar cometas (papalotes) y aviones pequeños sea muy divertido. Pero el viento también puede ser algo muy peligroso y capaz de destruir los bienes de las personas. El viento empuja los barcos a través del agua. Pero también puede acarrear tormentas de nieve.

Corrientes de Chorro (Jet Streams)

Cuando se construyeron los primeros aviones de propulsión a chorro, se descubrieron nuevas corrientes de aire. Se les llamó corrientes de chorro (o jet streams, en inglés). La velocidad del viento es muy alta.

Ciclones En algunas partes de nuestra atmósfera, el aire gira y gira en forma de espiral. Cuando el aire gira de esta manera en un área de baja presión, se produce un ciclón.

Huracanes A los ciclones tropicales se les conoce como huracanes. Los huracanes se originan sobre las aguas calientes del mar. Un huracán es una gran cantidad de aire que se mueve rápidamente en un círculo grande. Un huracán puede causar muchos daños. Los huracanes traen mucha lluvia. Son capaces de derribar casas

29

Tornados

Los ciclones más fuertes son llamados tornados. Los tornados se originan cerca de donde hay aire frío moviéndose a gran velocidad o cuando hay tormentas muy fuertes.

Un tornado es viento que gira muy rápidamente. Puede desplazarse cerca del suelo a gran velocidad. Un tornado puede destruir muchas cosas.

FENÓMENO EL NIÑO

¿Que es El Niño? El término "El Niño" (El Niño Jesús) fue originalmente empleado por los pescadores a lo largo de las costas de Perú y Ecuador para referirse a una corriente Oceánica cálida que hace su aparición alrededor de la Navidad y dura varios meses. La pesca es menos abundante durante estos intervalos cálidos de manera que los pescadores frecuentemente se toman un descanso para reparar sus equipos y pasan más tiempo con sus familias. En algunos años sin embargo, el agua se torna particularmente cálida y la interrupción en la temporada de pesca se extiende hasta Mayo y a veces Junio. A través de los años, el término "El Niño" se ha reservado para estos intervalos excepcionalmente fuertes de aguas cálidas, que no solo altera la vida normal de los pescadores sino que también trae consigo fuertes lluvias. Durante los últimos cuarenta años, nueve "Niños" han afectado la costa de América del Sur. En la mayoría de ellos la temperatura del agua no sólo se elevó en la costa sino también en las islas Galápagos y a lo largo de una franja de 5000 millas sobre el Pacífico Ecuatorial. En los eventos más débiles, las temperaturas se elevaron sólo 1 a 2 grados centígrados con impactos moderados en las pesquerías de las costas del pacífico de América del Sur. Sin embargo, los eventos fuertes como " El Niño" de 1982 - 83 dejaron una profunda huella no sólo en la vida marina y el tiempo local, sino en las condiciones climáticas a lo largo del mundo entero.

30

El estudio de un caso

"El Niño" de 1982-83 medido a través de diversos medios ha sido uno de los más fuertes de este siglo, sin embargo no sólo no fue pronosticado sino que ni siquiera fue reconocido durante sus primeras etapas. Retrospectivamente, sus inicios pueden remontarse a Mayo de 1982, cuando los vientos superficiales del Este (Este a Oeste) que usualmente se extienden a través de todo el Pacífico Ecuatorial desde las islas Galápagos hasta Indonesia, comenzaron a debilitarse. Al Oeste de la línea de cambio de fecha, los vientos cambiaron hacia el Este (Oeste - Este), dándose inicio a un período de tormentas. Durante las siguientes semanas, el océano comenzó a reaccionar a los cambios de la velocidad y dirección de los vientos. El nivel del mar en la isla Navidad en el medio del Pacífico se elevó varias pulgadas y en Octubre, el nivel del mar en una extensión de 6000 millas al Este hacia el Ecuador, había aumentado hasta 30 cm. Paralelamente al incremento del nivel del mar en el Este, se produjo un descenso del nivel en el Pacífico Oeste exponiendo y destruyendo las frágiles capas superiores de los arrecifes de coral que rodean muchas de las islas de la región. La temperatura superficial del mar en las islas Galápagos y a lo largo de la costa de Ecuador subió de su nivel normal de alrededor de los 22 grados centígrados hasta cerca de los 30 grados centígrados. Los grandes cambios que venían ocurriendo en el océano pacífico trajeron consigo una respuesta muy rápida de la vida marina. Como resultado de la subida del nivel mar en la Isla Navidad, las aves marinas abandonaron sus crías en desesperada búsqueda de alimento dispersándose a lo largo de una gran extensión del Océano. Cuando en las costas del Perú las condiciones retornaron a su normalidad a medidos de 1983, el 25% de los adultos de las focas y de los lobos marinos y todas sus crías habían perecido y muchas especies de peces habían sufrido pérdidas similares. Las temperaturas del agua a lo largo de la extensa línea costera del Pacífico que se extiende desde Chile hasta la Colombia Británica (Canadá), se encontraban por encima del normal y peces característicos de aguas tropicales y subtropicales emigraron o fueron desplazados hacia el polo. Sin embargo, como consecuencia de tal agitación, algunas especies marinas se beneficiaron como fue el caso de las conchas de abanico de aguas cálidas que hicieron su aparición en ingentes cantidades en la costa sur del Perú (Pisco) y fueron motivo de capturas extraordinarias durante el período. Tierra adentro, El Niño de 1982-83 tuvo igualmente efectos dramáticos. En el Ecuador y en el norte de Perú, la precipitación pluvial alcanzó 2.50 metros en un período de 6 meses, transformando el desierto de la costa en pastizales salpicados de lagunas.

31

La vegetación nueva no demoró en atraer enjambres de saltamontes lo que a su vez produjo una explosión en la población de predadores: ranas y aves. Las lagunas temporáneas se convirtieron igualmente en el hábitat temporal de peces que habían emigrado río arriba durante las intensas lluvias y que quedaron atrapados al retirarse las aguas. Los pobladores locales no dejaron pasar la oportunidad de capturar los peces para su sustento y comercialización conforme si iban secando las lagunas. En algunos de los estuarios costeros que fueran inundados, la producción de langostinos alcanzó nuevos récords pero lamentablemente, los estuarios también sirvieron de criaderos de zancudos transmisores del paludismo. Como lo ilustran otros ejemplos, el impacto económico del Niño 1982-83 fue de grandes proporciones. A lo largo de la costa de América del Sur las pérdidas eclipsaron las ganancias; la industria pesquera en el Perú sufrió un fuerte golpe con la desaparición de la anchoveta y la inesperada migración de las sardinas hacia aguas Chilenas al sur. En zonas más alejadas del Oeste, los patrones anormales del viento desviaron a los tifones fuera de sus trayectorias convencionales dirigiéndolos hacia las islas de Hawai y Tahití, donde fenómenos atmosféricos tan severos son por lo general poco usuales. Igualmente, los cambios en el patrón de los vientos hicieron que las lluvias del monzón cayeran sobre el Pacífico Central en lugar del Pacífico Oeste, trayendo como consecuencia sequías y desastrosos incendios forestales en Indonesia y Australia. Las tormentas invernales golpearon fuertemente la costa sur de California y causaron extensas inundaciones en el Sur de los Estados Unidos, mientras que en el norte en los centros de esparcimiento de esquí, los propietarios no podían hacer más que sino quejarse de la falta de nieve y del clima moderado. En conjunto, las pérdidas en la economía global como resultado de los cambios climáticos de 1982-83 superan los 8 mil millones de dólares. Las pérdidas en términos de sufrimiento humano por otro lado resultan mucho más difíciles de cuantificar.

"El Niño" y el Clima

Los vínculos entre "El Niño" y los efectos climáticos en lugares apartados del planeta son hoy en día bien conocidos. Sin embargo, les ha tomado tiempo a los científicos entender como las distintas piezas del rompecabezas: corrientes oceánicas - vientos y fuertes lluvias figuran entre ellas. El científico Británico Sir Gilbert hace ya varias décadas, produjo la primera pista. Durante los años 1920 mientras los científicos en América del Sur estaban ocupados documentando los efectos locales de "El Niño", Walker se encontraba realizando un trabajo en la India, tratando de encontrar la forma de predecir el monzón en el Asia.

32

En el proceso de sortear los mapas climáticos mundiales descubrió una conexión proveniente de las estaciones del Pacífico Este y del Oeste. Observó que cuando la presión sube en el este, generalmente baja en oeste y viceversa. Walker fue quién estampó el término oscilación del sur para dramatizar el sube y baja registrado en los barómetros del este y del oeste. Cuando el sube y baja se encuentra en su " Índice Elevado" (fuertemente inclinado), la presión es alta en el este y baja en el oeste del Pacífico. A lo largo del Ecuador el contraste de las presiones este - oeste conducen los vientos superficiales de levante (este a oeste) desde las Islas Galápagos, prácticamente hasta Indonesia. Cuando el sube y baja cambia su estado "Índice bajo" (débilmente inclinado), los vientos superficiales del este se debilitan. Los cambios más grandes en la inclinación del sube y baja y en la fuerza de los vientos de levante tienen lugar en el Pacifico Occidental. Al Oeste de línea de cambio de fecha durante los años de índices bajos, los vientos de levante usualmente desaparecen en su totalidad, mientras que al este de la línea de cambio de fecha solamente sufren un debilitamiento. Walker observo que cuando las estaciones del monzón se presentaban con un índice bajo frecuentemente están asociadas con fuertes sequías en Australia, Indonesia, India y parte de África. Asimismo hizo

Aprendiendo del Pasado En contraste con la marcha de las estaciones que es regular y en consecuencia predecible "El Niño" se repite a intervalos irregulares que van de dos años a una década y en ningún caso los eventos son exactamente iguales. Por ejemplo, " El Niño" de 1982-83 tomó a los científicos por sorpresa por que contrariamente a los "Niños" de las tres décadas anteriores, no fue precedido por un período de vientos del este más fuertes que lo normal en el Ecuador. Para confundir aún más a los científicos, este evento en particular se materializó en forma inusual al fin del año. Con el propósito de prevenir la posibilidad de ser sorprendidos por otro "El Niño", los científicos continúan documentándose lo más posible con información de eventos pasados y uniendo trozos de evidencia histórica de muy diversas fuentes que incluyen. Registros de temperatura de la superficie del mar. Se han recopilado muchos millones de información de buques mercantes que han cruzados el Ecuador durante más de un siglo. Puerto Chicama en la costa del Perú ha registrado temperaturas del mar en forma regularmente desde 1930. Observaciones diarias de presión atmosférica y precipitación pluvial. Algunos estaciones como la de Darwin en Australia, poseen registros que se remontan más de 100 años.

33

Vientos Afloramientos

Para entender como "El Niño" afecta los océanos, es necesario comprender primero como los vientos superficiales movilizan el agua durante los años normales y como dichos movimientos afectan la temperatura de las aguas y las cantidades de nutrientes químicos disponibles en la cadena alimenticia. Vamos a considerar para mejor comprensión dos regiones separadas: el Pacífico Ecuatorial que se extiende en dirección oeste desde las Islas Galápagos hasta pasada la línea de cambio de fecha y las aguas costeras del Perú y sur del Ecuador. Los vientos del este que soplan a lo largo del Ecuador y el viento sudeste que soplan a lo largo de las costas del Perú y Ecuador tienden a arrastrar con ellos el agua superficial. La rotación de la tierra a su vez desvía a las corrientes superficiales a la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur. Las aguas superficiales se desvían del Ecuador en ambas direcciones y se alejan de la costa. Conforme se movilizan y se aleja el agua superficial, agua más fría y rica en nutrientes de mayores profundidades asciende a la superficie para reemplazarla, generando el fenómeno conocido como afloramiento. Ambos afloramiento, el ecuatorial y el costero se encuentran concentrados en fajas relativamente estrechas de menos de 100 millas de ancho que se observan claramente en la imagen de satélite de la derecha.

Cuando los Vientos se Debilitan

Durante los años de "El Niño", cuando los vientos del este se repliegan al pacífico oriental, el océano responde de la siguiente manera:

• La termoclina a lo largo del Ecuador se aplana levantándose en el oeste y hundiéndose en el este más de 100 metros bajo la superficie a suficiente profundidad evitando así, que el afloramiento costero sea capaz de traer a la superficie aguas frías en nutrientes de las capas inferiores;

• El afloramiento ecuatorial se reduce disminuyendo aún más el abastecimiento de nutrientes a la cadena alimenticia.

• La lengua fría de la temperatura superficial del mar se debilita o desaparece

• El nivel del mar se aplana, bajando en el oeste y subiendo en el este, produciéndose ondas superficiales hacia el este a lo largo del Ecuador.

34

Como el Mar afecta los Vientos

Los océanos y la atmósfera mantienen un diálogo continuo. Cada uno escucha al otro y le responde. Hasta ahora, hemos estado auscultando sólo un lado de esa conversación: como los vientos a lo largo del Ecuador influyen en la inclinación de la termoclina y la intensidad del afloramiento. Hay que tener presente sin embargo que los cambios resultantes en la temperatura superficial del mar tendrán a su vez efecto sobre el comportamiento de los vientos. Cuando los vientos del este soplan con toda intensidad, el afloramiento de agua fría a lo largo del pacífico ecuatorial enfría a su vez el aire que se encuentra por encima haciéndolo demasiado denso para elevarse lo suficiente y que el vapor de agua logre condensare para formar nubes y gotas de lluvia. Como resultado, durante los años normales esta franja del océano se queda visiblemente sin nubes y la lluvia en el cinturón ecuatorial, se limita mayormente al extremo oeste del pacífico cerca de Indonesia. Pero cuando los vientos del este se debilitan en las etapas iniciales de un evento de "El Niño", el afloramiento disminuye y el océano se calienta al igual que el aire húmedo que se encuentra por encima de este. El aire se vuelve suficientemente boyante para formar nubes espesas que producen fuertes lluvias a lo largo del Ecuador. El cambio en las temperaturas del océano hace que la zona de mayores lluvias característica del pacífico oeste se traslade en dirección este.

Consecuencias Globales del Niño Los giros y cambios en el diálogo océano-atmósfera sostenido en el pacífico pueden traer repercusiones en las condiciones climáticas en regiones muy distantes alrededor del mundo. Este mensaje de cobertura mundial es transmitido a través de cambios en la precipitación pluvial en los trópicos afectando los patrones del viento sobre gran parte del mundo. Imaginemos un impetuoso torrente fluyendo por encima y alrededor de una serie de cantos rodados. Los cantos crearan una secuela de ondas que se extienden aguas abajo, con crestas y senos que aparecen en posiciones fijas. Si uno de los cantos se moviera la forma y secuela de la onda también cambiaría y las crestas y valles podrían presentarse en lugares diferentes. Las densas nubes tropicales distorsionan el flujo del viento superior (5-10 millas encima del nivel mar) al igual que los cantos distorsionan el flujo de un torrente, o las islas distorsionan los vientos que soplan sobre ellas, pero en una escala horizontal de miles de millas.

35

Las ondas en el flujo de los vientos a su vez, y las bandas de intensos vientos en las partes altas de la atmósfera (llamados comúnmente corrientes de chorro), que separan las regiones cálidas y frías en la superficie terrestre. En los años de "El Niño" cuando el área de lluvia usualmente ubicada sobre Indonesia y la porción del lejano Pacífico Oeste se moviliza en dirección este hacia el Pacífico central, las ondas en el flujo de las capas superiores se alteran causando en muchas regiones del globo condiciones climáticas fuera de estación.

Predicciones de El Niño

Hemos considerado como "El Niño" se desarrolla como se perturba la vida marina en el Pacífico, como influye en los patrones del tiempo alrededor del mundo como las condiciones anormales de la atmósfera y las del Océano durante El Niño afectan las vidas humanas. Los científicos se encuentran ahora empleando nuestro conocimiento de El Niño un paso adelante mediante la incorporación de las descripciones de estos eventos en modelos de predicción numérica (programas de computadora diseñados para presentar en términos de ecuaciones procesos que ocurren en la naturaleza. A dichos modelos se le introduce información principalmente en forma de grupo de número, describiendo el estado actual del sistema atmósfera - océano (por ejemplo, observaciones de las velocidades del viento, corrientes oceánicas, nivel del mar y profundidad de la termoclina a lo largo del Ecuador). Grupos del número actualizado producidos por los modelos, indican como el sistema océano atmósfera podría evolucionar durante las próximas estaciones inmediatas o los próximos años. Los referidos modelos hicieron posible que los científicos pusieran a prueba sus teorías de como operan los sistemas complejos. Una de esas pruebas consiste en analizar que los modelos son capaces de producir niños anteriores, si los modelos resultan ser efectivos, los investigadores podrían entonces emplearlos para hacer predicciones de lo que podría ocurrir en el futuro. Modelos numéricos similares basados en las leyes de la física se han empleado de los años 60 para pronosticar el tiempo. En los primeros años éstos pronósticos no eran mejores que aquellos utilizados por meteorólogos capacitados que se apoyaban en su propia experiencia y de observar como evolucionaban los sistemas del tiempo. Pero gracias a los avances en nuestra compresión de los sistemas del tiempo y en los modelos numéricos que son empleados para presentarlos, los modelos de predicción superan consistentemente hasta los más hábiles pronosticadores.

36

Los modelos numéricos de El Niño no son tan confiables como aquellos usados con el pronóstico del tiempo, pero han avanzado al punto de estar en condiciones de reproducir las características de un evento típico. En años recientes varios grupos de investigadores han sido pioneros en el uso de modelos para predecir las ideas y venidas de eventos individuales de "El Niño" y sus efectos en los patrones del tiempo a lo largo del mundo, antes de que estos eventos ocurran. Los resultados hasta el momento, aunque de ninguna manera perfectos, proveen una mejor indicación de la condiciones climáticas que prevalecerán durante una o dos estaciones, que simplemente asumir que tanto la precipitación pluvial como la temperatura serán "normales".

37

EJERCICIOS METEOROLOGICOS

METAR

SKBO 291100Z 0000KT 1200BR FEW020 SCT070 12/10 A3000

SKRG 301200Z VRB03KT 0200FG VV// 08/08 A3004

SKBG 311100Z 18015KT 3000MIFG SCT018 BKN080 17/14 A2990

SKRH 141200Z 0000KT CAVOK 34/24 A2980

SKAR 120000Z 0000KT 9999 DZ SCT020 SCT080 22/18 A2994

SKBQ 071500Z 04030KT 9999 FEW030 TCU OVC060 28/18 A2993

SKSP 071500Z 37015KT 9999 FEW 020 20/15 A2992

SKPE 120000Z VRB02 9999 FEW017 SCT090 22/18 A2994

SKCO 112300Z 26015KT 9999 XX/XX A2971

SKCC 291400Z 0000KT 9999 FEW017CB OVC100 28/23 A3000

SKPS 112300Z 9999 OVC023 SCT080 24/19 A2989

EJEMPLO SPECI

METAR SKPS 091100Z 0000KT 4000BR SKC 18/15 A2992

SPECI SKPS 09111500 0000KT 0700FG VV// 18/17 A2992

EJEMPLO TAF

SKBO 291000Z 291212Z VRB02KT 9999 SCT023 BKN080 BECMG 1214 5000 BCFG SCT010 BECG1416 05008KT TEMPO1821 12010KT VCSH SCT020 BECMG 2200 FEW023 TEMPO0204 FEW017 BKN080 TEMPO0711 9000=