Viene de: Curso de Timonel: Sistema de boyado marítimo IALA (clase 34).

Movimiento de las masas de aire

Todos los fenómenos meteorológicos que ocurren en la tierra tienen lugar en una capa muy estrecha de la atmósfera denominada “tropósfera”.

Esta capa, separada de las que siguen por la “tropopausa”, tiene una extensión que oscila entre 10 km. y 16 km. por encima de la superficie de la tierra, dependiendo de la región y de la época del año. La composición química del aire es compleja, pero básicamente podríamos decir que en un 98º estaría conformado por dos gases: nitrógeno (78º) y oxígeno (20º). Además, el aire cuenta con otro elemento que incide de manera determinante en los cambios climáticos: el vapor de agua. De no existir este último, sería imposible por ejemplo la formación de nubes. Cuando determinada porción de la corteza terrestre se calienta por efecto del Sol (radiación), ésta a su vez calienta la masa de aire que la rodea y produce una ascensión de dicha masa (el aire caliente se eleva por tener menor densidad). Este efecto genera una circulación de las masas de aire dentro de la atmósfera, dado que el espacio dejado por el aire en a censo es ocupado por una masa de aire más frío y denso que, a su vez, se calienta elevándose también.

Por otra parte, el aire caliente al alejarse de la tierra empezará a enfriarse hasta que comience su descenso. Este fenómeno puede producirse tanto a nivel local como a nivel global. Los fenómenos locales suelen ocurrir por diferencia de temperatura entre dos superficies de distintas características térmicas (la costa y el río, una zona forestada y un desierto, etc.), lo que da lugar a vientos locales. Los fenómenos globales se deben a que, en el Ecuador, la tierra se calienta más que en los polos, generando un movimiento permanente de las masas de aire denominado “circulación general de la atmósfera”. Gracias a este fenómeno se consigue una estabilización global de las temperaturas que no permite el sobrecalentamiento del Ecuador ni el sobreenfriamiento de los polos.

Características de las masas de aire

Dentro de las propiedades que poseen las masas de aire, podemos mencionar a tres muy importantes: La presión atmosférica, la temperatura y la humedad.

La presión atmosférica

La presión atmosférica es la presión ejer-cida sobre la superficie de la tierra por efecto de la gravedad. Es, en definitiva, el peso del aire. Por supuesto que la presión atmosférica está supeditada a otros dos factores de suma importancia, que son: la altura y la temperatura. Respecto de la altura, es sencillo darse cuenta que a mayor altura la presión atmosférica descenderá, ya que a medida que ascendamos, disminuirá la cantidad de aire que tengamos por encima nuestro. En relación a la temperatura, habíamos visto con anterioridad que una masa de aire caliente es menos densa y más ligera que una masa de aire frío.

Las unidades con que se mide la presión atmosférica pueden ser tanto el milibar (mb) como el hectopascal (Hp), y resultan de medir el peso de la atmósfera sobre 1 cm2 de superficie terrestre. La presión media a nivel del mar es de aproximadamente 1013 mb, lo que sería equivalente a decir que para 1 cm2 de superficie la atmósfera está ejerciendo una presión de 1.013.000 dinas de fuerza. Las unidades milibar (mb) y hectopascal (Hp) son equivalentes.

El instrumento utilizado para medir la presión atmosférica es el barómetro, que puede ser de mercurio o “aneroide” (sin líquido). El principio de funcionamiento del barómetro de mercurio se basa en un tubo de vidrio con una escala graduada, introducido en un recipiente que contiene el líquido. El peso de la atmósfera hace que el mercurio suba por el tubo y permita efectuar una lectura. Los barómetros aneroides  contienen una especie de cápsula con un resorte en su interior. Esta cápsula, sensible a los cambios de presión, se expandirá o aplastará según sus variaciones. Este movimiento es luego trasmitido a una aguja que registrará dicho movimiento sobre un cursor.

Si necesitamos realizar una medición continua de la variación de la presión, podemos utilizar un barógrafo, que no es ni más ni menos que un barómetro conectado a una aguja entintada, la cual graficará las variaciones de la presión atmosférica sobre un rollo de papel giratorio. De este modo, pueden obtenerse en una sola lectura las mediciones de todo un día y, lo que es más importante, también su variación.

La temperatura

Poco es lo que podemos decir respecto de la temperatura sin ahondar en temas que escapan al interés de este curso. Sí es importante mencionar que su medición nos será de suma utilidad a la hora de efectuar un pronóstico, ya que, como vimos anteriormente, la presión atmosférica dependerá en gran medida de la temperatura de la masa de aire. El instrumento utilizado para la medición de la temperatura es el termómetro, que puede ser de dos tipos: de mercurio o bimetálico.

El termómetro de mercurio es el que todos conocemos. Consiste en un tubo de vidrio cerrado, con mercurio u otro líquido (alcohol) de idéntico comportamiento frente al calor en su interior. El líquido, al calentarse, se expande y asciende por el tubo, sobre el cual una escala graduada permite efectuar la lectura.

Los termómetros bimetálicos consisten en dos láminas, de materiales de distinto coeficiente de dilatación, pegadas entre sí. Al aumentar la temperatura, el bimetal se curva. Este movimiento es amplificado por un sistema de engranajes hasta hacer variar una aguja en un cursor.

La humedad

Como habíamos mencionado con anterioridad, existe en el aire un componente imprescindible para la formación de nubes: el agua. Esta se encuentra en la atmósfera en estado gaseoso (vapor), producto de la evaporación que sufren los ríos, mares, lagos, etc.

Si bien el aire puede contener grandes cantidades de vapor de agua, existe un instante en el cual este se satura y el vapor comienza a transformarse en gotas. Es aquí donde comienza el proceso de formación de nubes. Por otro lado, una masa de aire caliente puede contener mayor cantidad de vapor de agua (sin saturarse) que una masa de aire frío. Tomemos como ejemplo una masa de aire cualquiera con una tempe- ratura de unos 20ºC y una cantidad de vapor (humedad) determinada. Si pudiésemos enfriar a dicha masa de aire, comprobaríamos que a una temperatura determinada el vapor de agua se condensa y se transforma en gotas, iniciándose el proceso de formación de una nube. La temperatura a la cual el aire se satura y no puede contener más cantidad de vapor de agua se llama punto de rocío.

El instrumento utilizado para la medición de la humedad relativa es el higrómetro. Este instrumento basa su principio de funcionamiento en la propiedad que poseen los cabellos humanos de contraerse o dilatarse en función de la humedad ambiente. Dependiendo del método de construcción, un higrómetro estará compuesto de un ramillete de cabellos que moverán solidariamente al mecanismo que acciona la aguja.

En la siguiente imagen puede apreciarse un instrumento que combina higrómetro y termómetro a la vez.

Existen en la actualidad modernas estaciones meteorológicas electrónicas que permiten sensar y almacenar todos los datos de temperatura, presión y humedad en un solo instrumento.

Continua en: Curso de Timonel: El viento y la Fuerza de coriolis (clase 36).

Darío G. Fernández
Director del ISNDF

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