Resumen Temario Capitán de Yate por J. Carreño

2.- METEOROLOGÍA

TEMAS

La Atmósfera

Presión Atmosférica

Temperatura

Humedad

Nubes

Precipitaciones  

1.- LA ATMÓSFERA

  Es la envoltura gaseosa que rodea la tierra. Es como una máquina térmica donde la energía solar se transforma en lo que denominamos vulgarmente tiempo. Está compuesta de: Nitrógeno 75%, Oxígeno 20,95%, Argón 0,95% y otros gases. El vapor de agua disminuye con la altura, desapareciendo sobre los 15 Km.

DISTRIBUCIÓN TÉRMICA DE LA ATMÓSFERA

  1.- La Troposfera: Varia entre 8 Km en los polos y 15-18 Km en el ecuador. Es la parte más inestable de la Atmósfera porque en ella tiene lugar la mayor parte de los fenómenos meteorológicos, debido a que contiene el 90% de vapor de agua. La troposfera se puede dividir en: la parte alta, donde la temperatura desciende regularmente y la parte baja donde la temperatura varia de forma irregular.

  2.- La estratosfera: Se extiende  entre la troposfera y 50 Km. Su estructura térmica vertical varía muy poco. No hay tiempo. En esta capa es donde se encuentra la mayor cantidad de ozono.

  3.-La Mesosfera: Se extiende entre los 50 Km. a los 85 Km. Tiene la temperatura más baja de toda la atmósfera.

  4.- La Termosfera: Se extiende entre los 85 Km. a los 500 Km. La temperatura va creciendo con la altitud.

  5.- La Exosfera: Es la capa sobre la termosfera, la más alta y última de la atmósfera. Esta compuesta por hidrogeno y helio.

  Bajo el punto de vista de conductibilidad eléctrica podemos considerar la atmósfera dividida en dos partes: La Ozonosfera y la Ionosfera.

  La Ozonosfera: Esta comprendida entre los 20 y 80 Kms. Su elevado contenido en ozono le da su nombre. Hace de paraguas para protegernos de los rayos ultravioleta.

   La Ionosfera: Desde los 80 Km. Hasta el final de la atmósfera. Es una capa fuertemente ionizada. A mayor altitud mayor ionización.

2.- PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Es el peso del aire sobre la superficie de la tierra.

La presión normal a nivel del mar es de 760 milímetros de Hg.

  Las líneas que unen los puntos que tienen el mismo valor de la presión en un momento determinado se llaman líneas isobaras. La diferencia de presión entre dos puntos situados al mismo  nivel separados una unidad de distancia se llama gradiente de presión.

BARÓMETROS: CLASES

  El barómetro es el instrumento para medir la presión atmosférica. Hay dos clases de barómetros: Los basados en el experimento de Torricelli, o sea en la columna de mercurio, y los basados en las dilataciones y contracciones de unos tubos o cápsulas vacías que se llaman barómetros aneroides.

  La unidad de presión se llama baria, que es la presión ejercida sobre un centímetro cuadrado por una dina (fuerza capaz de comunicar a un gramo-masa la aceleración de un centímetro por segundo en cada segundo)

  Presión normal = 760 mm = 1.013,2 milibares = 29,92 pulgadas = 1 Atmosfera.

CORRECCIONES 

  a)      Error instrumental.- Corresponde al desajuste del instrumento.

  b)      Corrección por altura.- La lectura hay que referirla al nivel del mar, luego, cualquier otra lectura tomada a otra altura ha de ser corregida.

  c)      Corrección por temperatura.- Los termómetros están calibrados a 0º C.

  d)      Corrección por gravedad o corrección por altitud.- Los termómetros de mercurio están calibrados para la gravedad al nivel del mar en una latitud de 45º -32' -40''.

ISOBARAS

  Uniendo todos los puntos de igual presión atmosférica en un momento dado se forma una superficie isobárica, una isobara será la línea de intersección de una superficie isobárica con la superficie del mar.

  La presión cambia con la altura.

  Normalmente se trazan las isobaras con una separación de 4 milibares.

GRADIENTE DE PRESIÓN

  Es la diferencia de la presión atmosférica que existe entre dos puntos situados a la unidad de distancia sobre una recta normal a las isobaras que pasan por dichos puntos.

  Gradiente vertical de la presión.- Es la variación de la presión con la altura. La presión decrecerá en proporción geométrica con la altura. (menor presión y menor densidad del aire). El gradiente vertical se mide por lo que varía la presión en mb. Cada diferencia de altura de 100 metros.

  Gradiente horizontal de la presión.- Uniendo todos los puntos de igual presión en un momento dado, obtenemos una superficie isobárica. Las superficies isobáricas no son horizontales. Cuanto mayor sea la inclinación de las superficies isobáricas respecto al horizonte, mayor será el gradiente horizontal de la presión y más juntas estarán las líneas isobaras. En el gradiente vertical será lo contrario. El gradiente horizontal se mide por lo que varía la presión en mb. En una distancia de 60 millas, perpendicular a las isobaras.

FORMACIONES ISOBÁRICAS PRINCIPALES

  En los centros de alta presión el viento circula a su alrededor en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte. En los centros de baja presión al revés. 

  a)      Anticiclones fijos.- Son aquellos en los que por tener gradientes pequeños quedan estacionados durante cierto tiempo ocupando grandes extensiones. Las isobaras están razonablemente separadas. (Azores)

  b)      Anticiclones móviles.- Son de extensión mucho menor que los fijos y suelen hallarse entre dos depresiones móviles participando de su trayectoria.

  c)      Depresiones.- Valores de presión decrecientes de la periferia hacía el centro. Las depresiones son de menor extensión que los anticiclones.

  La fricción del viento con la superficie de la tierra tiene dos efectos: reducción de la fuerza del viento y que esté se incline de 10 a 20 grados respecto a las isobras, hacia dentro en los centros de baja presión y hacia afuera en los centros de alta.

  La Ley de Buys Ballot's: cara al viento, el centro de baja presión estará por nuestra aleta de estribor en el hemisferio norte.

  Las depresiones suelen moverse hacia el E y a una velocidad de 25 nudos. 

  d)      Ciclón tropical.- Extensión más pequeña que la depresión, con vientos más violentos y propio de las regiones intertropicales. 

  e)      Depresiones secundarias.-  Depresiones satélites de la borrasca principal.

FORMACIONES ISOBÁRICAS SECUNDARIAS

  No presuponen isobaras cerradas como las formaciones principales. 

  a) La vaguada.- Es una depresión representada por isobaras abiertas en forma de V, casi paralelas y encajonadas unas en otras, con un valor de presión decreciente desde fuera hacia dentro.

  b) El desfiladero.- Paso estrecho o garganta que une dos depresiones principales.

  c) El dorsal o cuña anticiclónica.- Tiene configuración inversa a la vaguada. Las isobaras tienen forma de U invertida. Suelen ser apéndices de los anticiclones, por lo que indican tiempo despejado y seco.

  d) Puente anticiclónico.- Inverso al desfiladero porque es una franja que une dos anticiclones.

  e) El pantano barométrico.- Zona extensa de presión más o menos uniforme. Representa una zona de bajas presiones poco profundas.

  f) El collado, silla de montar o punto neutro.- Es una zona rodeada por dos bajas y dos altas dispuestas en cruz.

3.- LA TEMPERATURA

  La temperatura es el grado de calor de los cuerpos.

   La temperatura se mide con los termómetros (mercurio y alcohol). En los termómetros se utilizan 4 escalas: centígrada o Celsius, Fahrenheit, Kelvin y Reamur.

  El 0º en la escala celsius equivale al punto de fusión del hielo y 100º al punto de ebullición del agua. La escala Fahrenheit indica con 32º el punto de fusión del hielo y con 212º el punto de ebullición del agua. La escala Kelvin parte del 0 absoluto, es decir -273º.

  El termómetro que registra la temperatura se llama termógrafo.

TEMPERATURA EN LA ATMÓSFERA

  El sol es la fuente de energía. El 29 % es reflejada por los gases de la atmósfera, el 19% es absorbida por la atmósfera y el 52% restante llega a la tierra.

  El componente térmico se distribuye por la atmósfera de 4 maneras:

   - Radiación: Directamente del sol.

   - Convección: Ascensión vertical del calor

   - Advección: Transporte del calor por medio de las corrientes atmosféricas horizontales.

   - Conducción: Por contacto entre partículas.

TEMPERATURA DEL AIRE

  Mucho del calor de la parte baja de la Atmósfera proviene de la rerradiación del recibido en la superficie terrestre. Como la mayor parte del calor del aire proviene de la rerradiación, la temperatura del aire dependerá, en líneas generales, de la latitud del lugar sobre que se encuentre.

  Durante el día se observa una temperatura máxima a las 2 o 3 horas de haber pasado el sol por el meridiano de lugar y una mínima 2 o 3 horas después del orto.

  La amplitud (diferencia entre los valores extremos) es máxima en los trópicos y mínima en los polos. También es máxima en los continentes y mínima en los océanos.

 El calor va decreciendo desde el ecuador hasta los polos en función de la latitud.

SUPERFICIE Y LÍNEAS ISOTERMAS

  Las superficies isotermas son superficies en el espacio cuyos puntos tienen igual temperatura en un momento dado.

  Las intersecciones de las superficies isotermas con el nivel del mar dan origen a unas líneas isotermas.

  La variación de la temperatura por la altura es equivalente al gradiente vertical de la temperatura.

4.- HUMEDAD

HUMEDAD ABSOLUTA

  Es la cantidad de vapor de agua que contiene el aire en un momento determinado expresada en gramos por metro cúbico de aire.

 El limite de la saturación depende de la temperatura.

HUMEDAD RELATIVA

  Es la relación que existe entre la humedad absoluta y la humedad saturante a esa misma temperatura, o sea, el tanto por ciento de vapor que el aire contiene en relación con el que podría contener a la misma temperatura. Puede valer como máximo la unidad.

HIGRÓMETRO

  Aparato que mide la humedad relativa. Se llama Higrógrafo si además la registra.

  El Higrómetro de absorción se fundamenta en la propiedad de ciertas sustancias higroscópicas de alargarse o acortarse en función de la humedad relativa del ambiente. Tradicionalmente se han utilizado cabellos o crines desengrasados dispuestos de forma que sus alteraciones de longitud se transmitan a un indicador que se desplaza sobre una escala graduada. Este higrómetro se llama vulgarmente cabello.

  Hay otras clases de higrómetros basados en laminillas metálicas que reflejan su relación de dilatación sobre una escala graduada.

PSICRÓMETRO

  Aparato que mide la humedad relativa. Consta de 2 termómetros, uno seco que sirve para medir la temperatura ambiente, y el otro húmedo, que tiene un deposito envuelto en una muselina que siempre esta mojada al estar sumergida, por su parte inferior, en un deposito de agua. El agua que empapa la muselina del termómetro húmedo se va evaporando continuamente, más o menos cuanto menos o mas humedad haya en el aire ambiente que la rodea. Si el aire estuviera saturado la evaporación sería nula. La temperatura del termómetro húmedo desciende, tanto más cuanto mayor sea la evaporación. Se han elaborado unas tablas psicrométricas para determinar la humedad relativa y el punto de rocío

CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA

  1.- Condensación. Es el paso del estado gaseoso al líquido. Cuanto mayor sea la temperatura del aire, más vapor necesitaremos para saturarlo.

  El aire puede saturarse de dos maneras: aumentando el contenido de vapor de agua manteniendo constante la temperatura (condensación por vaporización) o, sin variar el contenido de vapor, enfriando el aire (condensación por enfriamiento). En este paso de gaseoso a liquido el vapor cede calor, por lo que el aire que le rodea aumenta la temperatura.

   2.- Solidificación. Es el paso de estado liquido a sólido. Este cambio se realiza perdiendo calor, es decir, descendiendo la temperatura. Este desprendimiento de calor se nota fácilmente cuando nieva, pues la temperatura del aire aumenta considerablemente. El proceso de solidificación es el inverso al de fusión.

   3.- Fusión. Es el proceso inverso al de solidificación. Es el paso de estado sólido al liquido. Se consigue añadiendo calor al hielo. El aire próximo se enfriara.

   4.- Sublimación. Paso del estado sólido directamente al gaseoso. De nieve o hielo a vapor de agua.

   5.- Evaporación. Paso del estado liquido al gaseoso. La evaporación es favorecida especialmente por el viento y el aumento de la temperatura. La evaporación del agua depende de varios factores: 1) temperatura del agua; 2) temperatura del aire que esta en contacto con el agua; 3) Cantidad de vapor de agua que contiene el aire; 4) La velocidad del viento que contacta con el agua.

PUNTO DE ROCÍO

  A cada temperatura le corresponde una cantidad de vapor de agua limite para llegar a la saturación (temperatura de punto de rocío). Si el aire se enfría por debajo de la temperatura de punto de rocío el vapor de agua se condensara, o sea, que el punto de rocío es la temperatura por debajo de la cual comienza la condensación.

TRANSFORMACIONES ADIEBÁTICAS

  Sistemas que evolucionan sin intercambiar energía térmica con el exterior. Al ascender una masa de aire se va encontrando con presiones menores, por lo que se expansiona con su propia energía y consiguientemente se enfría. No ha habido necesidad de intercambiar calor con las capas que la rodean. 

5.- NUBES

  El vapor de agua, al pasar del estado gaseoso al liquido o al sólido, se hace visible formando la nube; luego es una porción de aire donde el vapor de agua se hace visible. Formando pequeñísimas gotas de agua o cristales. Estas gotitas o cristales se mantienen en el aire debido a su poco peso o por la ayuda de corrientes ascendentes. Cada gota necesita para formarse un granito de polvo microscópico llamado núcleo de condensación, alrededor del cual de deposita el agua liquida.

  Al ascender el aire, e ir encontrándose con presiones atmosféricas decrecientes, se expansiona adiebáticamente, y por lo tanto , se enfría. Si llega a enfriarse hasta alcanzar la temperatura del punto de rocío se condensa el vapor de agua que contiene y forma las nubes.

  La ascensión del aire se debe principalmente a 3 motivos: 

     a)      La inestabilidad térmica en la atmósfera origina corrientes de aire: ascendentes las más calientes y descendentes las más frías. Formando nubes de convección generalmente cúmulos o cumulonimbos.

     b)      Al soplar el viento contra la ladera de la montaña, ésta le obliga a ascender, formando nieblas o nubes orográficas.

     c)      Al encontrarse dos masas de aire, una fría y otra cálida, la más cálida asciende y va disminuyendo su temperatura adiebáticamente formando nubes frontales.

CLASES DE NUBES 

Altas:               + 6000 Metros:         Cirros, cirrocúmulos, cirrostratos.

Medias:          2500-6000 Metros:       Altocúmulos, Altostratos.

Bajas:              < 2500 Metros:          Estratos, Estratoscúmulos. 

Desarrollo vertical: + 6000 Metros:      Cúmulos, cumulonimbos.

NIEBLAS

  La niebla es una nube que toca suelo. Es necesario que haya en el aire un elevado grado de humedad relativa, que la temperatura haya descendido hasta el punto de rocío y que haya suficiente núcleos microscópicos sobre los que se puedan efectuar la condensación.

  1.- Clasificación de las nieblas por visibilidad: 

  a) Niebla muy espesa.- visibilidad inferior a 50 metros

  b) Niebla espesa.- visibilidad entre 50 y 200 metros.

  c) Niebla regular.- visibilidad entre 200 y 500 metros.

  d) Niebla moderada.- visibilidad entre 500 y 1000 metros.

  e) Neblina.- visibilidad entre 1 km. y 2 km.

  f) Bruma.- visibilidad entre 2 km. y 10 Km.

  g) Calina o Calima.- Niebla formada por la suspensión de partículas sólidas de polvo, sales, humos, etc.

   2.- Clasificación de las nieblas por su formación:

 Evaporación: 

   - Nieblas frontales: Se forma cuando la lluvia procedente de una capa de aire templado cae a través de aire frío.

   - Nieblas de vapor: Se forman cuando una corriente de aire frío incide en una superficie de agua mucho más templada, en la que hay una evaporación intensa. Se suele formar en la proximidad de ríos y lagos cuando la superficie del agua esta caliente y el aire es frío. 

  Enfriamiento: 

   - Nieblas de advección: Se forma cuando una masa de aire húmedo se desplaza sobre una superficie más fría. Son frecuentes en el mar.

   - Nieblas de radiación: Se forma cuando una masa de aire húmedo esta detenido y en contacto con la tierra, que progresivamente se ha ido enfriando durante la noche. Son frecuentes en valles, puertos y desembocaduras de rios.

   - Nieblas orográficas: Se forman cuando el aire sopla contra la montaña y es obligado a subir.

   - Nieblas de inversión: Se forman cundo en la parte superior de una capa de humedad se origina una inversión de temperatura. Se forma en altura (500 o 600 metros). 

  Mezcla: 

  Son las resultantes del encuentro de dos clases de corrientes de aire: una fría y otra caliente y húmeda. Estas nieblas afectan al navegante porque frecuentemente se forman estando el frente cálido o la oclusión sobre el mar.

DISPERSIÓN DE LAS NIEBLAS

  Las nieblas desaparecerán al cese del efecto que las produce. Tan pronto como la temperatura se eleve por encima del punto de rocío.

LA NIEBLA EN LA NAVEGACIÓN

  La niebla es muy peligrosa en la navegación, tanto en lo que respecta a abordajes como al conocimiento de la situación del barco.

  Se puede esperar niebla cuando la temperatura del mar descienda por debajo de la del punto de rocío del aire (nieblas de advección) y en invierno es de esperar en las desembocaduras de los ríos. También podremos prever que habrá niebla cuando la diferencia de temperaturas del agua del mar y del punto de rocío son pequeñas y navegamos hacía aguas más frías.

  Se observar meticulosamente lo preceptuado en el reglamento internacional de abordajes referentes a señales acústicas en visibilidad reducida, reducción de velocidad, aumento de vigilancia, etc.

  Es conveniente poner vigías en zonas altas de los barcos. Navegar verificando la información del radar.

6.- PRECIPITACIONES

  La precipitación es la caída desde la atmósfera a la superficie terrestre del vapor de agua en estado sólido o liquido.

  Cuando una masa de aire asciende va alcanzando más regiones de menor presión, por lo que se expansiona. Al expansionarse se enfría y al enfriarse aumenta de la humedad relativa. Si se satura y su temperatura desciende por debajo de la del punto de rocío, el vapor contenido en dicha masa va pasando al estado liquido (condensación) en forma de gotitas o a estado sólido (sublimación) en forma de cristalitos si la temperatura es inferior a 0º. Recordemos que tanto para la condensación como para la sublimación, el vapor de agua necesita de partículas sólidas (núcleos).

 Inestabilidad coloidal.- Tendencia a la fusión de las gotas de agua. Esta tendencia hace que las gotas vayan aumentando de tamaño y al llegar a cierta dimensión la fuerza de gravedad las haga descender (precipitación). AL descender dentro de la nube capturan a otras con las que se van engrosando.

  Cuando la temperatura del suelo desciende por debajo del punto de rocío a causa de la radiación, el vapor de agua que contienen las capas bajas, se condensa y precipita en la superficie del suelo o de las plantas en forma de pequeñas gotitas: es lo que se llama rocío.

  Si la condensación que forma el rocío se efectúa a temperaturas por debajo de 0ºC el vapor de agua se sublima pasando directamente del estado gaseoso del vapor de agua al estado sólido de los cristales de hielo: es lo que se llama escarcha.

CLASIFICACIÓN DE LAS PRECIPITACIONES 

  a) Hidrometeoros anafrontales, que se originan al ascender suavemente una masa de aire cálido sobre una cuña de aire frío.(lluvia y nieve)

  b) Hidrometeoros de masa de aire estable, que son los procedentes de masas de aire estables que dan origen a la llovizna.

  c) Hidrometeoros de masa de aire inestable.- Son los fenómenos más violentos y se originan en masas de aire de estratificación inestable dando origen a los chubascos, granizo y pedrisco.

  d) Hidrometeoros especiales, que abarcan el resto de los hidrometeoros como son el rocío, la escarcha, y otros.

LLUVIA

Es un meteoro consistente en la precipitación del agua de las nubes en forma de liquido. 

Basándose en las causas que las producen, Bjerknes estableció la siguiente clasificación:

   1.- Lluvias ciclónicas, que se forman por expansión adiebática donde existen corrientes ascendentes de aire cálido.

a)  Lluvias de frente frío producidas por una invasión de aire frío que hace ascender al aire caliente

b)  Lluvias de frente caliente, que son debidas a una corriente de aire caliente que se remonta sobre una de aire frío que se retira.

   2.- Aguaceros de inestabilidad. Son lluvias repentinas y abundantes de corta duración.

   3.- Lluvias orográficas. Son las producidas por una masa de aire húmedo que al chocar contra una montaña se ve obligado a elevarse.

   4.- Lluvias de niebla. Son las producidas por enfriamiento debido a la irradiación.

Pluviómetro: Es el aparato que mide la cantidad de precipitación de agua. La altura que alcanza el agua caída en mm. Equivale a los litros por metro cuadrado que han caído.