ELEMENTOS DINÁMICOS: Son variables y medidos varias veces al día. Son la temperatura, humedad y presión.

  Es el grado de calor que tienen los cuerpos. El reparto de los rayos 

solares condiciona la cantidad de calor que tiene la Tierra.

 El Sol equivale a una gigantesca pila de fusión nuclear que emite una cantidad enorme de calor en forma de radiaciones electromagnéticas que son irradiadas a todo el Sistema Solar de forma constante correspondiendo a la Tierra 2.000 millonésimas partes de la energía emitida; o lo que es lo mismo, dos calorías por centímetro cuadrado y minuto.

 Pero la energía solar es reflejada según atraviesa la atmósfera y por la nubes, así sólo llega a la superficie terrestre un 45% de la energía que llega a la atmósfera superior. Ésto provoca que se mantenga una temperatura media de 14ºC en la corteza terrestre. Por otro lado la atmósfera retiene en sus capas bajas parte de las radiaciones y de este modo la atmósfera se calienta de abajo a arriba. 

Escalas termométricas.

    Existen distintas escalas termométricas de referencia. 

• La más difundida es la escala centígrada ò Celsius que hace coincidir sus puntos 0º y 100º con la fusión del hielo y la ebullición del agua respectivamente.
• Una escala ya en desuso, la de Reaumur, hacia coincidir estos procesos con el 0º y 80º (por la especiales condiciones de dilatabilidad del alcohol con el que el investigador francés realizó sus experimentos).
• La escala que se utiliza en el mundo anglosajón es la Fahrenheit. Esta escala fija como valores de fusión del hielo y ebullición del agua 32º y 212º. De este modo el 100ºF se correspondería con el 37,7ºC (temperatura normal del cuerpo humano)
• La escala absoluta o escala Kelvin resulta de añadir 273º a la escala centígrada. El 0ºK equivale a -273ºC donde los cuerpos habrían perdido cualquier resto de calor. Sus valores están entre 273º y 373º

La equivalencia entre las escalas se establece mediante las siguientes fórmulas: 

Observación de la temperatura

    Para el estudio del tiempo atmosférico y del clima se toman los siguientes datos:

a) Temperatura a horas fijas: 7, 13 y 21 horas

b) Temperatura media diaria: se puede obtener de dos formas diferentes

• Media aritmética de las 3 observaciones anteriores.
• Semisuma de las temperaturas máxima y mínima
• Utilización de termogramas: la media diaria viene dada por la altura de un rectángulo cuya base es igual, en longitud, a la ocupada por las 24 horas en el eje de las abcisas y cuya superficie equivale a la vuelta por la curva de temperaturas y los ejes de las abcisas y ordenadas.

c) Temperatura media mensual

d) Temperatura media anual

e) Temperatura media de la serie

f) Temperatura extrema media mensual (media de las máximas mensuales y media de las mínimas mensuales)

g) Oscilación térmica (diferencia entre la temperatura máxima y mínima)

h) Amplitud térmica (diferencia entre el mes más cálido y el mes más frío)

        Estos datos obtienen diferentes tratamientos estadísticos y se representan mediante isotermas (líneas que unen puntos con idéntica temperatura) en un mapa. En el climograma se representa  mediante un gráfico lineal.

Normalmente las temperaturas se representan en mapas de isotermas

  

Las anomalías térmicas: 

Inversiones térmicas, exageraciones de gradiente, gradiente adiabático y seudoadiabático.

    Normalmente la variación térmica que se produce con la altura es de 0,65ºC/100 m, pero esta relación no es siempre lineal ya que, a veces, se producen anomalías que varían esta relación.

    La inversión térmica significa que contra la secuencia normal, la observación en una determinada altitud proporciona registro superiores de temperatura que en las capas inferiores. Existen inversiones térmicas de diferentes tipos:

• Situación de calma anticiclónica y cielo despejado (debido a la acción nocturna el aire próximo al suelo está más frío que en las capas superiores) se producen las nieblas matinales
• Zonas de depresiones por acumulación de aire frío con inexistencia de circulación horizontal lo que produce heladas
• Existencia de nieblas o de mar de nubes que provoque un déficit de irradiación solar al actuar de parasol
• Presencia en altitud de aire cálido y subsidente como ocurre periódicamente con los alisios que provocan formaciones estratiformes de nubes llamadas mar de nubes.

    Las exageraciones de gradiente son totalmente opuestas a las inversiones térmicas. Se producen en altura y distorsionan enormemente la relación de perdida de temperatura por metros ascendidos. Su origen es diverso destacando:

• Penetración en las capas superiores de aire anormalmente frío
• Variación de las características térmicas en sus capas bajas de una masa de aire por contacto directo con las superficies que atraviesa.

El gradiente adiabático. Se conoce como proceso adiabático a la variación de temperatura que no implica ganancia o pérdida de calor por transferencia o por cambio de presión. El gradiente adiabático nos indica que el aire pierde 1ºC por cada 100 m. de ascenso y lo gana cuando se produce el efecto inverso

El gradiente seudoadiabático se produce en el aire saturado de humedad y la pérdida de calor, aunque variable, se puede establecer entorno a 0,5ºC cada 100 m

Es la cantidad de vapor de agua que presenta la atmósfera procedente de la evaporación en un lugar e instante determinados. Puede ser absoluta o relativa.

La existencia del vapor de agua en la atmósfera no sólo es importante por dar lugar a las precipitaciones, si no que tiene un importante papel en los intercambios térmicos que se producen en la misma.

Humedad Absoluta / Humedad relativa

	Definición	Imagen	Instrumento de medición
Humedad absoluta	Peso del vapor de agua en un metro cúbico de aire gr/m³		Higrómetro
Humedad específica	Peso del vapor de agua en un Kg de aire húmedo
Tensión de vapor	Fuerza por unidad de superficie que ejerce el vapor de agua sólo y separado de los demás componentes de la masa atmosférica. Se expresa en mm de Hg o milibares
Humedad relativa	Señala en porcentajes o tanto por uno, la relación que existe entre la cantidad de vapor de agua que contiene el aire y la que precisaría contener para saturarse a temperatura ambiente		psicrómetros
Punto de rocío	Se produce cuando el aire saturado de humedad desciende de temperatura iniciándose la condensación

Nubosidad, nubes y nieblas

    a) Nubosidad

    Cuando hablamos de nubes nos referimos a ellas en términos de nubosidad total o cielo cubierto y cielo parcialmente nublado. Pero ¿a qué nos referimos exactamente con estos términos?

1.- Nubosidad total se refiere a la fracción de bóveda celeste a la vista del observador cubierta por nubes. Normalmente se utiliza una  escala que va del 0 al ocho para establecer el concepto de nubosidad total, correspondiendo el 0 a cielo totalmente despejado y el ocho a cielo íntegramente cubierto de nubes. La nubosidad parcial se encuentra entre estos valores y se matiza señalando el tipo de nubes que componen la nubosidad.

2.- El concepto de insolación está relacionado con el de nubosidad ya que indica las horas que ha brillado el sol sobre un punto determinado. Es un dato inverso al de nubosidad pero no es correlativo porque se puede dar casos de insolación nula con cielo semicubierto. Para medirla se utiliza el heliógrafo.

    b) Nubes y nieblas

La condensación del vapor de agua en gotitas de tamaño diverso genera nieblas y nubes.

1.- La nieblas: están constituidas por gotitas ínfimas que planean en las cercanías del suelo y ocasionan una intensa difusión de la luz; no dejando ver más allá del Km. Se producen por la existencia de una capa de aire estable próxima al suelo favorecida por la existencia de partículas higroscópicas y por el enfriamiento del suelo. Además de la niebla existen la neblina o niebla ligera  cuando la visibilidad va de 1 a 2 Km. y bruma de 2 a 4 Km.

2.- La nubes: Son espejo y filtro de las radiaciones solares y no todas producen precipitaciones. Se clasifican según la altitud, forma y otras características.

Nubes altas Nivel superior medio = 10.000 m Nivel inferior medio = 6.000 m	Forma b Forma c	1.- Género Cirrus	Nubes aisladas de aspecto sedoso que simulan plumas formadas por cristales de hielo y producen fenómenos ópticos como el halo
		2.- Género Cirrocumulus	Empedrados de nubes globulares y redondeadas sin sombra propia
		3.- Género Cirrostratus	Agrupación de cirros formando cabelleras, mantos o velos
Nubes medias Nivel superior medio = 6.000 m Nivel inferior medio = 2.000 m	Formas a o b Forma c	4.- Género Altocumulus	Compuestas básicamente de agua aunque a temperaturas bajas pueden contener cristales de hielo
		5.- Género Altrostatus	Coexistencia de copos de nieve, cristales de hielo y gotas de agua. Dan lugar al oscurecimiento de la zona y a la presencia de lluvias débiles o lloviznas de nieve o agua
Nubes bajas Nivel superior medio = 2.000 m Nivel inferior medio = próx. al suelo	Formas a o b Forma c	6.- Género Stratocumulus	Dan lugar a lluvias
		7.- Género Stratus	Generan lloviznas
		8.- Género Nimbostratus	Espesas, sombrías y amorfas que velan el brillo del sol y producen lluvias y nevadas
Nubes de desarrollo vertical Nivel superior medio = nivel de Cirrus Nivel inferior medio = 500 m	Forma a	9.- Género Cumulus	Aspecto variado. Existen cúmulos de buen tiempo y de tormenta originando éstos últimos chubascos.
		10.- Género Cumulonimbus	Torres de nubes con forma de yunque que originan chubascos intensos, tormentas, pedriscos y granizo.

Precipitaciones

    Esta denominación se aplica al agua que cae de las nubes en estado líquido o sólido. El proceso consiste en una saturación del aire de vapor de agua que al experimentar un descenso de la temperatura y/o un aumento de presión se ve incapaz de retener tanta saturación y la masa de aire desciende originando un excedente que pasa de la forma gaseosa a la condensación (lluvia) o a la sublimación (nieve, granizo). Se miden con el pluviómetro y el nivómetro.

Formas		Otros nombres	Características
Diámetro de las gotas	Lluvia		Gotas de diámetro superior a 0.5mm caen a una velocidad 3m/s
	Llovizna	orvallo, sirimiri, calabobo	Gotas menores de 0,5mm que parecen flotar en el aire
Duración e intensidad	Chubasco	chaparrón, aguacero	Se inician y concluyen bruscamente con oscilaciones de intensidad
	Trombas	Mangas	Precipitaciones de excepcional intensidad horaria.
Sólidas o semi	Aguanieve		Estado de subfusión de las gotas de agua
	Nieve		Agua helada en cristales de simetría hexagonal que componen formas estrelladas o ramificadas y aumentan de tamaño en el suelo porque expulsan el aire y se produce la laminación
	Granizo	blando o nieve granular	Granos redondeados de hielo opaco de diámetro entre 2 y 5 mm
		Granizo propiamente dicho	Granos redondeados de hielo translucido de diámetro entre 2 y 5 mm
	Pedrisco		Granizo de más de 5 mm pudiendo llegar a 1Kg. de peso

Mecanismos de las precipitaciones

    Para que se produzcan las precipitaciones tiene que ascender el aire y para que esto se produzca hace falta que exista un mecanismo que obligue al aire a subir. Son cuatro: Convección, convergencia, ascendencia frontal y efecto orográfico

Convección	Convergencia	Frontal	Orogénica
Se produce cuando se da un calentamiento local de la masa de aire y en consecuencia, asciende. El calentamiento se debe al contacto directo con una superficie recalentada lo que produce una intensa evaporación que origina cúmulos y cúmulonimbos. Estas lluvias son típicas de las zonas ecuatoriales y tropicales y en las latitudes medias generan tormentas estivales.	Son propias de la zona ecuatorial donde se producen ascendencias de aire por el choque de los alisios del Norte y del Sur (de trayectorias diferentes y características similares). Dan lugar a lluvias muy intensas por las altas temperaturas la elevada humedad y la inestabilidad de las masas de aire.	Se producen por el choque entre dos masas de aire de diferentes características (masa de aire polar - masa de aire tropical). Se forma así, en las latitudes medias, una borrasca que se caracteriza por la aparición de un frente de separación entre ambas masas donde el aire polar se desplaza suavemente hacia el sur y el aire cálido lo hace hacia el norte	Lo conocemos con el nombre de efecto Fohen y se producen precipitaciones al verse el aire obligado a ascender la ladera de un relieve, causando el enfriamiento del aire, la condensación y por último la precipitación en la cara de barlovento del relieve y llega a producir una sombra pluviométrica en la cara de sotavento.

Distribución geográfica de las precipitaciones.

Definición

    Se define como presión atmosférica el peso de la columna de aire existente sobre el lugar de observación. Pero... ¿Cuánto pesa el aire?

    El peso o presión atmosférica fue establecido por Torricelli en 1643 cuando ayudado por Viviani llenó un tuvo de mercurio lo tapó y lo introdujo en una cubeta del mismo metal. Comprobó que el tubo en lugar de vaciarse se mantenía en una determinada altura 760mm. Del experimento dedujo que para equilibrar el peso de la columna de mercurio, el aire ejercía sobre la cubeta una presión equivalente por unidad de superficie.

    La presión atmosférica es, por tanto, el peso de una columna de aire de unos 2000 Km. de altura y 1 cm² de base que a nivel del mar es de 760 mm de Hg, 1013 milibares ó 1033 Kp/cm² (kilopondios). Pero la presión atmosférica no se mantiene fija ya que oscila entre los 885 mb de los ciclones más profundos y los 1077 mb de los anticiclones siberianos más potentes. medimos la presión con varios instrumentos pero el más utilizado es el barómetro

        ¿Por qué varía la presión?

    La presión varía en sentido vertical y en sentido horizontal.

	En sentido vertical la presión disminuye a medida que aumenta la altitud y lo hace rápidamente en las capas bajas y lentamente en las capas altas. Esto es debido a que, en los cinco primeros Km. de la Troposfera se concentra más de la mitad del aire que existe en la atmósfera.
	En sentido horizontal se producen mayores irregularidades y su importancia es mucho mayor. Estas variaciones están directamente relacionadas con la distribución de la radiación solar y el diferente calentamiento zonal de la superficie terrestre. Las consecuencias no son otras que la aparición de centros de altas y bajas presiones.

Altas y Bajas presiones

    La existencia de zonas donde predominan altas o bajas presiones da lugar a dos tipos de climas muy representativos: secos donde existen altas presiones y húmedos en las bajas presiones.

    La representación cartográfica de las presiones se realiza mediante isobaras (líneas que unen puntos de igual presión). Dependiendo de lo juntas que se representen en el mapa nos darán idea de la intensidad que tienen tanto los anticiclones como los ciclones. El resultado no es otro que una imagen de campo en el que se individualizan una serie de figuras.

A, a, H, h, (anticiclones o altas presiones).

B, b, L, l , D, d (ciclones o bajas presiones).

1.- Los Anticiclones.

    En los anticiclones la presión aumenta hacia el centro. Los vientos giran en el sentido de las agujas del reloj. Suelen ser más extensos que las depresiones y por su origen pueden ser dinámicos o térmicos.

• Anticiclones dinámicos: Son los originados por un movimiento de subsidencia (descenso) del aire. En general son de aire caliente como los anticiclones subtropicales.
• Anticiclones térmicos: Son originados por un fuerte enfriamiento de las capas bajas de la atmósfera por contacto con un suelo muy frío. Son anticiclones fríos y de poca altura que en verano, al aumentar la temperatura del suelo, de debilitan y llegan a desaparecer. Suelen formarse en invierno en las regiones continentales del hemisferio norte.

2.- Los ciclones o depresiones.

    En los ciclones la presión disminuye hacia el centro y son el resultado de ascendencias dinámicas (frontales) o térmicas (convección del aire). Los vientos giran en el sentido contrario a a las agujas de un reloj.

Los ciclones tropicales:

    Reciben distintos nombres (baguío, tifón, willy-willy, huracán). Sólo se producen en

latitudes tropicales y sobre el mar y siempre que sus aguas tengan temperaturas superficiales muy elevadas que causen una evaporación intensa. El aire cálido y húmedo se inestabiliza formando corrientes de aire ascendentes que dan lugar a una abundante y rápida condensación de vapor de agua. Se forma una depresión tropical que por medio de una pequeña ondulación en la zona de convergencia intertropical, recibe un aporte de energía convirtiéndose en ciclón tropical con vientos huracanados que giran alrededor del ojo del ciclón, Según avanza a latitudes medias el ciclón tenderá a convertirse en una borrasca.

Los tornados.

    Son tormentas formadas alrededor de un sistema de bajas presiones de gran intensidad acompañada de vientos muy veloces (320 km/h), y a menudo de una nube oscura en forma de embudo. Tienen una duración muy corta 1 ó 2 horas y afecta a unos pocos cientos de metros de longitud.

3.- Pantano barométrico.

    Es una especie de zona de tierra de nadie ya que no hay isobaras ni de altas ni de bajas presiones.

Vientos

    El hecho que existan diferencias horizontales de presión sobre la superficie terrestre va a tener como consecuencia el que se desarrollen movimientos del aire compensatorios que van desde las altas presiones a las bajas presiones: el viento. Por tanto el viento es el aire en movimiento.

    Del viento nos interesa saber una serie de parámetros que medimos con distintos instrumentos:

• Dirección : en realidad se mide el punto de procedencia por medio de la Rosa de los vientos o los cuadrantes sexagesimales. Los instrumentos de medición usuales son: la veleta y la manga catavientos.

• Velocidad: Se mide con el anemómetro y se utiliza la escala Beaufort para describir a los vientos. La velocidad de los vientos se expresa en m/s; Km./h; Nudos (millas marinas/h)

Fuerza Beaufort	Nombre	Equivalencia de la velocidad a una altura tipo de 10 metros sobre terreno llano		Características para la estimación de la velocidad en tierra
		m/s	Km/h
0	Calma	0 - 0.2	1	El humo se eleva verticalmente
1	Ventolina	0.3 – 1.5	1 - 5	La dirección del viento se revela por el movimiento del humo, pero no por las veletas
2	Brisa muy débil	1.6 – 3.3	6 - 11	El viento se percibe en el rostro; las hojas se agitan; la veleta se mueve
3	Brisa débil	3.4 – 5.4	12 – 19	Hojas y ramitas agitadas constantemente; el viento despliega las banderolas
4	Brisa moderada	5.5 – 7.9	20 - 28	El viento levanta polvo y hojitas de papel; ramitas agitadas
5	Brisa fresca	8.0 – 10.7	29 - 38	Los arbustos con hoja se balancean; se forman olitas con cresta en las aguas interiores (estanques)
6	Viento fresco	10.8 – 13.8	39 - 49	Las grandes ramas de agitan; el uso del paraguas se dificulta
7	Viento fuerte	13.9 – 17.1	50 - 61	Los árboles enteros se agitan; la marcha en contra del viento es penosa
8	Viento duro	17.2 – 20.7	62 - 74	El viento rompe las ramas; es imposible la marcha contra el viento
9	Viento muy duro	20.8 – 24.4	75 - 88	El viento ocasiona ligeros daños en las viviendas
10	Temporal	24.5 – 28.4	89 - 102	Raro en los continentes; árboles arrancados; importantes daños en las viviendas
11	Borrasca	28.5 – 32.6	103 - 117	Observado muy raramente; acompañado de extensos destrozos
12	Huracán	32.7 ó más	118 ó más	Estragos graves y extensos

    Los vientos no se mueven de forma rectilínea sino que describen espirales. Recordemos que en las altas presiones los vientos giran en el sentido de las agujas del reloj hacia afuera del anticiclón mientras que en las bajas presiones ocurre justo lo contrario (en el hemisferio N ya que en el S ocurre a la inversa: ver imagen).

 

    Existen vientos locales que se superponen a los vientos de origen dinámico. Son, generalmente vientos de origen térmico y se suelen dar en dos zonas muy diferentes:

• Brisas costeras
• Vientos de montaña.

Ambos reciben un sin fin de nombres dependiendo de las zonas geográficas donde se producen.

La Fuerza de Coriolis

    Los vientos se desvían en la superficie terrestre debido a una fuerza llamada de Coriolis. Según dicha teoría "Cualquier cuerpo fluido que se desplace horizontalmente por la superficie terrestre tiende a desviarse hacia su derecha en el hemisferio norte y hacia su izquierda en el hemisferio sur". La desviación es resultante de la fuerza ejercida por el movimiento de rotación terrestre (de W a E). Por tanto, para un observador situado de espaldas al viento en el hemisferio norte, las altas presiones quedan a la izquierda y las bajas presiones a la derecha. La fuerza de Coriolis es nula en el Ecuador porque no se da allí ningún tipo de desviación, mientras que aumenta hacia los Polos.

En la superficie

En el agua