!PRACTICA 1 : Fisica de la Atmósfera 3 de Abril de 2014 !Apellidos: Pulido López Nombre: Itziar !Estudio de las Capas de la Atmósfera: Análisis de perfiles

verticales de variables meteorológicas. !En esta practica, con la ayuda del CD “Blue Skies: College Edition”, analizaremos los perfiles verticales de diferentes localidades del mapa de Estados Unidos. Entre los puntos a analizar están: a) Altura de la tropopausa. b) Dependencia de la altura de la tropopausa con la latitud. c) Localización de inversiones térmicas en superficie y en altura (inversiones de

subsidencia). d) Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica. e) Zonas húmedas y secas. f) Localización de la capa límite atmosférica. g) Análisis de zonas de formación de nubes y calculo de altura de la base de los cúmulos

[125*(T-Td)0 ]. h) Localización de corrientes en chorro: altura a la que se encuentran y posible conexión

con la tropopausa. i) Localización de capas de cizalla (variación vertical del viento con la altura). !!

La localización de la troposfera la identificaremos por una inversión térmica entorno a 12km de altitud, ya que esta es la transición entre la troposfera (donde la temperatura decrece con la altitud) y la estratosfera (donde la temperatura crece). !Por estabilidad térmica entenderemos que el gradiente de temperatura con la altura sea pequeño en una zona, es decir, que tienda a ser una recta paralela al eje de ordenadas de las gráficas. !Para el análisis de formación de nubes tomaremos como criterio que una nube se formará si la humedad relativa supera el 80% en una zona. !Las corrientes de chorro se identificaran por un máximo de la velocidad del viento, ya que una corriente en chorro se define como una fuerte y estrecha corriente de aire concentrada a lo largo de un eje casi horizontal en la alta troposfera o en la estratosfera, caracterizada por una fuerte cizalladura vertical y horizontal del viento. !Las capas de cizalla entenderemos que serán aquellos intervalos en los que la velocidad del viento tiene la misma dirección, ya que la cizalladura del viento se define como un cambio brusco en la velocidad del viento o su dirección entre dos puntos en la atmósfera terrestre. Si los dos puntos están a diferentes altitudes o en diferentes localizaciones geográficas, la cizalladura puede ser vertical u horizontal. En nuestro caso será cizalladura vertical, y entre cada cambio brusco de cizalladura, definiremos un capa de cizalla.

Brownsville, TX !

! !Altura de la tropopausa: 14113m. !Localización de inversiones térmicas en altura: Hay una inversión térmica entre 14113 y 14571m. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: La zona de mayor estabilidad térmica se encuentra entre 14113 y 14571m. El resto del perfil es una zona de gran inestabilidad térmica, sobre todo entre 7900 y 14113 m, donde situamos la zona de menor estabilidad. !Zonas húmedas y secas: Existe una zona húmeda entre 3120 y 4523 m donde hay una humedad relativa del 90% aproximadamente; por el contrario entre 6070 y 14013m vemos que existe una zona seca con una humedad relativa media del 35%, salvo en 7099m donde vemos que la humedad es del 66%. !Capa límite atmosférica: 2920m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: Existe formación de nubes entre 3120 y 4523m. Además podemos calcular la altura de la base cumular mediante la expresión: h=[125*(T-Td)0]. De manera que a partir de los datos obtenidos por la imagen, la base de los cúmulos se encuentra a 750m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entorno a una altitud de 14113 m y como vemos coinciden con la tropopausa. !Localización de capas de cizalla: Hay variaciones significativas del perfil de viento. La primera capa de cizalla va de 0-2920 m, la segunda de 2920 a 6000 m, la siguiente de 9000 a 10992 m y por último de 10992-14000 m.

Miami, FL !

! !Altura de la tropopausa: No visible en el perfil vertical. !Localización de inversiones térmicas en altura: No hay ninguna altura a la que se produzca una inversión térmica, la temperatura decae permanentemente con la altura. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: El gradiente de temperatura es muy estable en todo el perfil vertical. Podemos situar las zonas de mayor estabilidad entre 1000 y 1300 m, y entre 5850 y 6050 m; mientras que las zonas de menos estabilidad térmica se encuentran entre la superficie y 1000m, y entre 11000 y 13000m. !Zonas húmedas y secas: Es una zona muy húmeda, entre 4466 y 5668 m vemos que hay una humedad relativa del 80%, al igual que entre 9700 y 9761m. La zona más seca se encuentra en los primeros km de la atmósfera (1260-1832 m) y en los últimos km visibles en el perfil (12300-14050 m) con una humedad del 37% en ambos; por lo que podemos decir que es un estado muy húmedo ya que el mínimo de humedad es próximo al 40%. !Capa límite atmosférica: La capa limite en ese caso podemos situarla en 2462 m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: Existe formación de nubes entre 4466 y 5668 m; y entre 9700 y 9761 m. A partir de los datos obtenidos por la imagen podemos calcular que la base de los cúmulos se encuentra a 912,5 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entre 12500 y 13000m, en este caso no podemos relacionarlas con la tropopausa ya que no somos capaces de situarla. !Localización de capas de cizalla: No se ven capas claras de cizalla, las únicas altitudes en las que se aprecia un ligero cambio del perfil de viento es en 3865m, entre 9618 y 12500 m; y entre 14000 y 15000m.

Tallahassee, FL !

! !Altura de la tropopausa: 14485 m. !Localización de inversiones térmicas en altura: No hay ninguna inversión térmica clara en todo el perfil, la única altura en la que puede que se produzca una inversión es entre 14485 y 15000m; aunque puede que simplemente el gradiente de temperatura sea nulo y por lo tanto la temperatura se mantenga constante. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: El gradiente de temperatura es muy estable en todo el perfil vertical. Podemos situar las zonas de mayor estabilidad entre 4200-5000 m, y entre 14000-15000 m; mientras que las zonas de menos estabilidad térmica se encuentran entre la superficie y 1000m, y entre 7000 y 13000m. !Zonas húmedas y secas: Entre 1200-1800 m tenemos una humedad relativa del 80% por lo que encontramos una zona húmeda, al igual que entre 2100-4500 m donde la húmedas relativa es del 85%. Por el contrario tenemos una zona seca entre 6000-7500 m con una humedad del 23% y entre 9000-11000m donde encontramos la zona más seca, con una humedad del 17%. !Capa límite atmosférica: La capa limite se encuentra en 2347 m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: Existe formación de nubes entre 1200 y 1800 m; y entre 2100 y 4500 m. En este caso la altura de la base de los cúmulos se encuentra a 1125 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entorno a 12424m, es decir, por debajo de la tropopausa. !Localización de capas de cizalla: Las capas de cizalla se encuentran entre 3750-6842 m, donde la variación es muy leve; entre 9790-12424m y entre 12424-15000m. !

Springfield, MO !

! !Altura de la tropopausa: 13597 m. !Localización de inversiones térmicas en altura: Hay una zona de inversión térmica entre 13597 y 14184m, coincidiendo con la tropopausa. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: La zona de mayor estabilidad térmica se encuentra dentro de la zona de inversión térmica, entre 13597 y 14000m. Mientras que existen dos zonas claras de mayor inestabilidad, la primera entre 10500-13000 m y la segunda entre 14000-14184m. !Zonas húmedas y secas: Es una zona con grandes variaciones de humedad con la altura ya que como podemos ver hay zonas muy secas como entre 6100 y 6800 m con una humedad del 15% o entre 8800 y 9500 m con un 23% de humedad relativa. Mientras que hay varias zonas humedad: entre la superficie y los primeros 2900m hay un 80% de humedad relativa, entre 4500-5800 m hay un 90%, entre 7750-8400 hay un 80% y entre 9800-10500 m hay un 75% de humedad. !Capa límite atmosférica: La capa limite se encuentra en 2290 m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: Existe formación de nubes entre 0-2900 m, entre 4500-5800 m y entre 7750-8400m, donde se supera el 80% de humedad. En este caso al altura de la base de los cúmulos se encuentra a 425 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entre 11000 y 13000 m, teniendo el valor máximo de la velocidad del viento entorno a 12080m. !Localización de capas de cizalla: Las capas de cizalla se encuentran entre 3000-12000 m, y entre 12000-15000m, donde se sitúan los cambios más bruscos de velocidad del viento. !

Grand Junction, CO

!Altura de la tropopausa: 12650 m. !Localización de inversiones térmicas en altura: Hay una zona de inversión térmica en 14714 m, por encima de la tropopausa. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: La zona de mayor estabilidad térmica se encuentra antes de la zona de inversión térmica, entre 12650 y 13600m; mientras que la zona de menos estabilidad se encuentra junto a la superficie, entre 0-12650 m. !Zonas húmedas y secas: Es una zona muy seca, como vemos el máximo de humedad se da en 5324m donde tenemos una humedad relativa del 43%, que comparándolo con otros estados como Miami en el que el mínimo de humedad rondaba el 40% podemos comprobar que no es un valor demasiado alto. El resto del perfil vertical tiene una humedad menor al 30%; además hay zonas muy secas como a los 7185m donde hay una humedad relativa del 15% o en 9504 m donde encontramos el mínimo de humedad en 13%. !Capa límite atmosférica: La capa límite se encuentra en 1950 m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: No existe ninguna zona en la que se produzca la formación de nubes, ya que es una zona muy seca. De todos modos calculando la altura de la base cumular mediante la expresión utilizada anteriormente, podemos determinar que en este caso tiene un valor de 4262,5 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen alrededor de 12624 m, es decir, entorno a la tropopausa; y con un valor de sólo 15 km/h. !Localización de capas de cizalla: Las capas de cizalla se encuentran entre 1000-10900 m, donde la velocidad del viento es prácticamente constante; entre 10900-12624m, y entre 12624 y 14000m.

Salt Lake City, UT !

! !Altura de la tropopausa: 12137 m. !Localización de inversiones térmicas en altura: Hay una inversión térmica en 12137 m y en torno a 13500 m vemos que hay una zona en la que la temperatura se mantiene constante con la altura. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: La zona de mayor estabilidad térmica está, como ya hemos dicho, en torno a 13500 m, pero tambien podemos considerar muy estable entre 12000 y 15000m. Hasta dicha altura podemos decir que toda la zona es de gran inestabilidad térmica, es decir, entre la superficie y 12000m. !Zonas húmedas y secas: Existe una zona húmeda entre 7300 y 8600m con una humedad relativa media de 65%; y dos zonas secas, la primera entre 0-2500 m y la segunda entre 13000-15000 m, ambas con una humedad relativa media del 25%. !Capa límite atmosférica: 2900m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: Al igual que en Grand Junction, no existe ninguna zona en la que se produzca la formación de nubes, ya que es una zona muy seca que no supera en ninguna zona una humedad del 80%. De todos modos podemos determinar que en este caso la altura de la base cumular tiene un valor de 4362,5 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entorno a 13168 m y son tan solo de 20km/h, pero ademas aparece una corriente de chorro entre 8900 y 10900 m. !Localización de capas de cizalla: Hay variaciones significativas del perfil de viento, podemos considerar que las capas de cizalla van de 2900-8900 m, de 8900-10900 m, de 10900-12000m, de 12000-13000m y de 13000-15000m.

Medford, OR !

! !Altura de la tropopausa: 12882 m. !Localización de inversiones térmicas en altura: Hay una pequeña inversión térmica en 3100 m y otra a 128832 m coincidiendo con la tropopausa. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: El gradiente de temperatura es muy estable en todo el perfil vertical, la temperatura va disminuyendo más o menos al mismo ritmo con la altura. La zona de menor estabilidad es desde la superficie hasta 12000 m y a partir de ahí, encontramos una zona de mayor estabilidad hasta 15000 m. !Zonas húmedas y secas: Podemos observar que la zona mas seca se encuentra entre 3550 y 5038m con una humedad media del 16% mientras que a 3063 m encontramos un pico de humedad elevada con un valor máximo de 59% y en 9074m con un valor de 45% de humedad relativa. !Capa límite atmosférica: 2300m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: No existe ninguna zona en la que se produzca la formación de nubes, ya que es una zona muy seca y el máximo de humedad es 59%. De todos modos calculando la altura de la base cumular mediante la expresión utilizada anteriormente, podemos determinar que en este caso tiene un valor de 2475 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entorno a una altitud de 13025 m. !Localización de capas de cizalla: Las capas de cizalla están entre 1500-3000 m, de 3500-9000 m, de 9000-13025 m y de 13025-15000 m. Estas dos últimas son las que sufren la variación de velocidad del viento más significativa.

Salem, OR !

! !Altura de la tropopausa: 11200m. !Localización de inversiones térmicas en superficie y en altura: Hay una inversión térmica en 11200 m, coincidiendo con la tropopausa. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: El gradiente de temperatura es muy grande en todo el perfil de temperaturas, por lo que hasta 11200m la zona es muy inestable. La zona de mayor estabilidad térmica se encuentra entre 11200 y 15000 m. !Zonas húmedas y secas: Existe una zona húmeda entre 6100 y 8400 m donde hay una humedad relativa del 50% aproximadamente; por el contrario entre 2500 y 4000 m vemos que existe una zona seca con una humedad relativa media del 26%. Podemos observar que es un estado muy seca ya que en ningún momento se supera el 55% de humedad relativa. !Capa límite atmosférica: 4000m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: No existe ninguna zona en la que se produzca la formación de nubes, ya que es una zona muy seca y apenas se supera el 50%. De todos modos calculando la altura de la base cumular podemos determinar que en este caso tiene un valor de 1875 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen a una altitud entre 9000 y 10500 m. !Localización de capas de cizalla: Hay variaciones significativas del perfil de viento entre 7200-9100 m; y entre 10500 y 15000m.

Caribou, Me !

! !Altura de la tropopausa: 12800 m !Localización de inversiones térmicas en superficie y en altura: Hay una pequeñísima inversión térmica en 2300 m, y a partir de ahí la temperatura sigue disminuyendo, hasta la altura de la tropopausa donde se mantiene constante. !Análisis de zonas de mayor estabilidad o inestabilidad térmica: El gradiente de temperatura es muy estable en todo el perfil vertical, la temperatura va disminuyendo más o menos al mismo ritmo por lo que prácticamente todo el perfil es una zona de gran inestabilidad. La única zona de estabilidad térmica es entre 12800 y 15000 m. !Zonas húmedas y secas: Existe una zona húmeda entre 1850 y 2100 m donde hay una humedad relativa del 60%; por el contrario entre 2500 y 5100m vemos que existe una zona seca con una humedad relativa media del 20%. !Capa límite atmosférica: 3100m. !Análisis de zonas de formación de nubes y cálculo de altura de la base de los cúmulos: No existe ninguna zona en la que se produzca la formación de nubes, ya que apenas se supera el 60% de humedad relativa. De todos modos calculando la altura de la base cumular podemos determinar que en este caso tiene un valor de 1625 m. !Localización de corrientes en chorro: Las corrientes de chorro aparecen entorno a 12000m y son de tan solo 20km/h. !Localización de capas de cizalla: Las capas de cizalla están entre 1000-2100 m, de 7000 a 9000 m, de 9000-11000 m, y por ultimo de 12500 a 15000 m.

CONCLUSIONES: Comparando los distintos valores para la altura de la tropopausa, podemos contestar la cuestión B y concluir que la tropopausa varía con la latitud, estando cada vez más elevada cuanto menor sea la latitud. !Además con respecto a la cuestión H, podemos decir que las corrientes de chorro han estado cercanas a la tropopausa, ya que en la tropopausa no hay casi gradiente de temperatura y por lo tanto el aire no tiende a abandonar esa zona, se acumula y tiende a moverse en horizontal. !Los valores tomados con los sondeos del CD concuerdan más o menos con los mapas sinópticos de presión a nivel del mar y geopotencial en 500 hPa, así como la temperatura en 850 hPa. El cambio de altura geopotencial y la temperatura son lo que nos ha ayudado más. !Los sondeos se realizaron el 14 de junio de 1999. Una vez sabida la hora de salida del Sol y puesta de Sol, razonar si los sondeos se han realizado a las 00 UTC o a las 12 UTC. ! Por ejemplo, para Salt Lake City, UT, los datos de la página son:

En caso de que haya ocurrido en la puesta de Sol, el suelo estaría mas caliente que el aire por el calor acumulado durante el día y por lo tanto la temperatura disminuiría con la altura. Que es lo que observamos en nuestro perfil de temperatura. La puesta de Sol se produce a las 20:03 local, que se corresponde con las 3:03 UTC del 23 de Junio (y la salida del sol a las 11:57 UTC) y como ya se ha dicho podemos concluir que los sondeos utilizados en la practica se corresponden con una situación de puesta de Sol por lo que la hora a la que se han realizado es a las 0:00 UTC.