Meteorología Alfonso Soto

2 Introducción a la Meteorología para vuelo a Vela

3 Contenido Contenido03 Clima04 Sonda05 Observaciones de la atmósfera06 Estabilidad del aire16 Ejemplo didáctico38 Ejemplos reales61 Ejemplo Nº 162 Ejemplo Nº 266 Ejemplo Nº 370 Stüve v/s Skew-T74 Reflexión78 Rumbo al Aconcagua Cráter Volcán San José Cráter Volcán Tupungatito

4 Introducción a la Meteorología Clima en Chile Clima de Chile: –B: Árido cálido –B: Semi árido frío –C: Seca en verano, semi cálido –C: No hay estación seca, semi cálido –D: No hay estación seca, frío Controladores del clima en Chile: –Anticiclón subtropical del pacífico sur –Banda circumpolar de sistemas migratorios de baja presión (Sistemas Frontales) –Cordillera de los Andes –Corriente de Humboldt B A Norte Sur

5 Observaciones de la Atmósfera Globo Sonda Gráficos: Stüve y Skew-T - Altura v/s: - Temperatura - Viento - Presión - Humedad

Observaciones de la Atmósfera Presión y Temperatura 5000mts

7 Observaciones de la Atmósfera Presión y Temperatura Distribución de la Temperatura y Presión en Atmósfera Estandard: –Gradiente Vertical de Temperatura: °C / 100 m ó - 2°C / 1000 ft (Promedio en la Tropósfera) –Gradiente Adiabático Seco:3ºC por cada 1000 ft. (Independiente de la Temperatura del aire circundante) –Temperatura estandard NMM: 15°C –Gradiente Presión: - 1 HP / 10 m ó - 1” / 1000 ft (válidos hasta los mts en estricto rigor) –Presión estandard NMM:29,92” Hg ó 1013,2 HP(ó mb) ó 760 mmHg ó 1 atm ó 15 psi

8 Observaciones de la Atmósfera –PROCESO ADIABÁTICO: PROCESO EN EL CUAL SE MANTIENEN PROPORCIONES FIJAS EN LA VARIACION DE TEMPERATURA, VOLUMEN Y PRESION, DE UNA PARCELA DE AIRE, SIN INTERCAMBIO DE CALOR CON EL ENTORNO.

9 Observaciones de la Atmósfera –PROCESO ADIABÁTICO: SIN INTERCAMBIO DE CALOR CON EL ENTORNO. en termodinámica, es cualquier proceso físico en el que magnitudes como la presión o el volumen se modifican sin una transferencia significativa de energía calorífica hacia el entorno o desde éste, es decir,

10 Viento Representación del Viento en Cartas Meteorológicas: 5 KTS N S E W 10 KTS 50 KTS

11 Viento Representación del Viento en Cartas Meteorológicas: 65 KTS 0° 35 KTS 90° 20 KTS 330° Viento Norte Viento EsteViento Nor Weste

12 Humedad Unidad de medida de la humedad: –Humedad Absoluta: (Peso vapor de agua exist./ Volumen de aire)[Gr / m3] –Humedad Específica: (Peso vapor de agua exist./ Peso total de aire) [Gr / Kg] –Razón de Mezcla (punto de rocío): (Peso vapor de agua exist./ Peso total aire seco) [Gr / Kg] –Humedad Relativa: (Peso vapor de agua exist./ Peso vapor de agua Saturada, T°C)*100 [%] Humedad Relativa es aquella que relaciona el vapor de agua realmente existente en la atmósfera, con el que podría llegar a contener.

13 Humedad > T°C> Cantidad de vapor de agua que puede existir en el aire < T°C< Cantidad de vapor de agua que puede existir en el aire Humedad del aire: Punto de Rocío es la temperatura a que el aire debe enfriarse, para que quede saturado por el vapor de agua presente en la atmósfera Diferencia Psicrométrica es la diferencia entre la temperatura actual de la atmósfera y la temperatura del punto de rocío en el mismo punto.

14 Humedad

15 Humedad

16 Estabilidad del Aire El aire, ya sea estable o inestable dentro de una capa, determina la estructura de una nube: Aire estable resiste la convección y determina nubes del tipo Estratos, Aire inestable favorece la convección y determina nubes del tipo Cúmulos

17 Estabilidad del Aire Tipos de equilibrios: –Estable: –Inestable: –Indiferente: –Condicionalmente Inestable:

18 Estabilidad del Aire Gradientes de Temperatura (temperatura con la altura): –Gradiente Vertical (GV) Ej.: Radiosonda –Gradiente Adiabático Seco (GAS)Aire no saturado –Gradiente Adiabático Húmedo(GAH)Aire saturado –Gradiente Punto de Rocío(GPR)Temperatura de Saturación Valores de Gradientes: –GVCualquiera (promedio de -2ºC por cada 300 m) –GAS-3°C / 1000`ó -1°C / 100 m –GAH-1.5°C / 1000`ó-0.5°C / 100 m –GPR-0.6°C / 1000`ó-0.2°C / 100 m –PROCESO ADIABÁTICO : PROCESO FÍSICOEN EL QUE MAGNITUDES COMO EL VOLUMEN Y LA PRESION DE UNA PARCELA DE AIRE SE MODIFICAN SIN INTERCAMBIO DE CALOR CON EL ENTORNO.

19 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m Diagrama Pseudo-Adiabático: para calcular gráficamente la estabilidad atmosférica. Cambio adiabático de un volumen de aire que se mueve verticalmente. Familias de curvas (rectas)

20 Estabilidad del Aire Regla 1: –Todo aire que tiene más temperatura que su entorno o Gradiente Vertical (GV), sube. Regla 2: –Todo aire con humedad sin estar saturado, al tener esa diferencia de temperatura con su entorno o Gradiente Vertical, sube y se enfría con la relación del Gradiente Adiabático Seco (GAS). Regla 3: –Todo aire con humedad al saturarse (HR=100%), condensa y sigue subiendo con la relación del Gradiente Adiabático Húmedo (GAH). Regla 4: –El aire deja de subir cuando se iguala su temperatura con el entorno o Gradiente Vertical (GV). Independiente de si condensa o no.

21 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 1: Parcela de aire

22 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) CASO 1: GAS -1°C/100m GV Cualquiera (IT +)

23 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) CASO 1: Estable GAS -1°C/100m GV Cualquiera

24 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: Parcela de aire

25 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: ( IT-)

26 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: Inestable

27 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3: Parcela de aire

28 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3:

29 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3: Indiferente

30 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: Parcela de aire

31 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: ( IT-)

32 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: Cond. Inestable

33 Estabilidad del Aire Concepto Condicionalmente Estable/Inestable Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera GAH -0.5°C/100m Atmósfera Absolutamente Estable Atmósfera Condicionalmente Estable/Inestable Atmósfera Absolutamente Inestable

34 Estabilidad del Aire Inversiones Inversión por Radiación Inversión de Subsidencia **** (calentamiento adiabático de una capa de aire descendente o subsidente) Inversión Frontal Para simplificar nos referiremos solamente a Inversión Térmica Base y Tope de la inversión Intensidad de la inversión Temperatura de ruptura Hora de ruptura

35 Estabilidad del Aire EJEMPLO Ejemplo: –Aire inestable. –Masa de aire a T= 20°C y Punto de rocío 10°C. –A qué altura alcanza el 100% de HR (condensa)? –Asumir el Gradiente vertical mostrado en negro. (Sonda didáctico) Uso de diferencia psicrométrica y el punto de rocio para determinar la base de la nube si es que la hay (CCL=Convective Condensation Level): - Aire no saturado se enfria según la adiabática seca: 3ºC por cada 300 mts - Punto de rocío desciende 5/9ºC por cada 300 mts.(0.2 °C por cada 100 mts) - Encontrar punto de convergencia

36 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m Entre 1500 y 1750mts zona Condicionalmente Estable/Inestable Para Tr=10ºC => Inestable Para Tr=5ºC => Estable IT=-2.5 –La inestabilidad continúa más allá del punto de condensación.

37 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m 1750 Entre 1500 y 1750mts zona Condicionalmente Estable/Inestable Para Tr=10ºC => Inestable Para Tr=5ºC => Estable

38 Meteorología para vuelo a Vela EJEMPLO DIDACTICO Ejemplo : –Del Radiosondeo didáctico podemos responder: –1.- Hay estabilidad o inestabilidad? –2.- Temperatura de térmicas volables? –3.- Hora de formación térmicas volables? –4.- Hay formación de nube? –5.- Altura de la base? –6.- Altura del tope? –7.- Zona de máxima velocidad de ascensión? –8.- N° horas volables? –9.- Base a la máxima temperatura? –10.- Penetración máxima

39 Estabilidad del Aire Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m Diagrama Pseudo-Adiabático: para calcular gráficamente la estabilidad atmosférica. Cambio adiabático de un volumen de aire que se mueve verticalmente. Familias de curvas (rectas)

40 Meteorología para vuelo a Vela Regla 1: –Todo aire que tiene más temperatura que su entorno o Gradiente Vertical (GV), sube. Regla 2: –Todo aire con humedad sin estar saturado, al tener esa diferencia de temperatura con su entorno o Gradiente Vertical, sube y se enfría con la relación del Gradiente Adiabático Seco (GAS). Regla 3: –Todo aire con humedad al saturarse (HR=100%), condensa y sigue subiendo con la relación del Gradiente Adiabático Húmedo (GAH). Regla 4: –El aire deja de subir cuando se iguala su temperatura con el entorno o Gradiente Vertical (GV). Independiente de si condensa o no.

41 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma Region=SouthAmerica…Type of output=GifMeteogram…SCEL

42 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma estandar (estadística para un período de 5 años)

43 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo Meteograma T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : :0025

44 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Inestabilidad?: 20ºC=Estable

45 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : :0025 Inversión NO volable Zona de radiación 1.- Inestabilidad?:

46 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : :0025 Inversión NO volable Zona de radiación 1.- Inestabilidad?: No, hasta las 13:00 horas 25ºC =rompe inversión térmica

47 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Temperatura inicio de térmicas?: 25°C

48 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Hora inicio de térmicas?: 13:00 horas

49 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Hay nubes después de las 13:00 horas? T°C PR Día con alta humedad relativa IT (-)

50 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Altura base (13:00 horas)?: aprox. 950 m T°C PR

51 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Altura tope (13:00 horas)?: aprox m T°C PR

52 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo Meteograma T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : N° horas volables?: T°C PR horas, desde las 13 hasta las 19 horas

53 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Base a máxima temperatura?: T°C PR IT (-)

54 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Base máxima temperatura?: aprox m, tope 1800m T°C PR

55 Meteorología para vuelo a Vela Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10: : : : : : : : : : Penetración máxima?: IT= -2 :aprox m T°C PR Indice térmico negativo

56 Meteorología para vuelo a Vela Region=SouthAmerica…Type of Plot=GIF: Stuve…SCSN

57 Meteorología para vuelo a Vela

58 Meteorología para vuelo a Vela Radiosondeo ampliado a 700mb: (altura de Las Lagunas) GIF: to 700 mb

59 Meteorología para vuelo a Vela

60 Cartas Sinópticas Otros datos (Radiosondeos):

61 EJEMPLOS REALES DE CÁLCULO PRONÓSTICO VUELO PLANEADORES Aproximaciones de formulas termodinámicas producto de la linealidad de los gráficos

62 EJEMPLO 1

63 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma estandar para un período de 5 años

64

65 TR=10ºC, BN=No Hay T1 T2 T1=26ºC, T2=19ºC Tprom=((T1-T2)*127/(273+(T1+T2)/2) =3.00 m/s Pmax=1350mts Tmax=32ºC 1350m AGL Inversión térmica desde los 1200 a los 1300 AGL, Se rompe con 29 grados, a las 12:30 horas Horas volables sobre la inversión: 12:30 a 19:30

66 EJEMPLO 2

67 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma estandar para un período de 5 años

68

69 TR=5ºC, BN=2300mts AGL TN=4300mts T1=11ºC, T2=2ºC Tprom=((T1-T2)*127/(273+(T1+T2)/2) =4.1 m/s T1 T2 Pmax=2450mtsTmax=22ºC Inversión térmica desde los 1800 a los 1900 AGL, Se rompe con 18 grados, a las 12:30 horas Horas volables desde las 10:00 hasta hora cero Horas volables sobre la inversión: 12:30 a 19:00

70 EJEMPLO 3

71 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma estandar para un período de 5 años

72

73 TR=6ºC, BN=2100 Fc TN=No hay T1=14ºC, T2=6.5ºC Tprom=((T1-T2)*127/(273+(T1+T2)/2) = 3.3 m/s T1T2 Pmax=1800mts Tmax=23ºC Horas volables sobre la inversión: 12:30 a 19:00 Inv ter: 600 a 700 AGL, rompe con 15 grados, 11:00 Inv ter: 1000 a 1200 AGL, rompe con 19 grados, 13:00

74 Stüve v/s Skew-T Log P Hertz 1884Herlofson 1947Stüve 1927

75 Stüve v/s Skew-T Log P RAOB-The Universal RAwinsonde OBservation program

76 Stüve v/s Skew-T Log P RAOB-The Universal RAwinsonde OBservation program

77 Stüve v/s Skew-T Log P The Universal RAwinsonde OBservation program Diagram formats SKEW-T's, emagrams, or tephigrams Stüve no se incluye por no ser área equivalente => Meteo-Chile seguirá usando Skew-T

78 REFLEXIÓN…… Qué pasa al analizar un día como el 9 de Septiembre de 2011??

79

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81 TR=9ºC, BN=No hay (cúmulo) TN=No hay (cúmulo) T1=13ºC, T2=8ºC Tprom=((T1-T2)*127/(273+(T1+T2)/2) =2.2 m/s T1T2 Pmax=1100mts AGL Teórico Tmax=18ºC Horas volables: No hay Inv ter: No Hay, capa estable desde los 600 AGL Hay formación de stratos desde los 600 AGL

82 GRACIAS POR SU ASISTENCIA Y BUENOS VUELOS !!!