PROCESOS ADIABÁTICOS (SIN ADICIÓN DE CALOR)

GRADIENTES ADIABÁTICOS

Concepto de Porción de Aire Es un cuerpo de aire que, por ser independiente de su entorno, no se mezcla fácilmente con el aire circundante. Es análogo al aire contenido en un globo en el cual el intercambio de calor entre la porción de aire y sus alrededores es mínimo y su temperatura, generalmente uniforme. Su flotabilidad está relacionada con la temperatura y la presión atmosférica.

Ascenso y Descenso Adiabático En la atmósfera, la presión del aire decrece con la altura, la porción de aire se expande y su temperatura disminuye con la altura. En cambio, cuando la masa de aire desciende la presión aumenta, el aire se comprime y aumenta su temperatura. Al no haber intercambio de calor, el aumento o disminución de la temperatura de la masa de aire está relacionado con la variación de la presión atmosférica.

Gradientes Adiabáticos De acuerdo con su contenido de humedad, las masas de aire podrán variar su temperatura según el: Gradiente Adiabático Seco (GAS) Gradiente Adiabático Húmedo (GAH) Gradiente Real o Ambiental (GR)

Gradiente Adiabático Seco (GAS) El contenido de humedad de la masa de aire es inferior a la saturación (Punto de Rocío) , oscilando su humedad relativa el 0 y 99%. La variación de temperatura obedece sólo a la expansión (ascenso de la masa de aire) o compresión (descenso) de la misma. Por eso su valor es constante: GAS = -10 ºC / km

Gradiente Adiabático Húmedo (GAH) La masa de aire está saturada de humedad y su H.R. = 100% . Al ascender y enfriarse la burbuja de aire se condensa el vapor de agua, y se libera el calor latente de vaporización ( 600 cal/g de agua), por lo que disminuye el enfriamiento por expansión. El valor del GAH varía según el contenido de humedad de la masa de aire.   GAH = de -3 a -9 ºC / km

Gradiente Real o Ambiental Es el que da el “perfil vertical de la temperatura con la altura”.Puede tener valores normales (-6,5 ºC/km), o muy extremos, de -11, -2, etc. También puede tener valores positivos de aumento de la temperatura con la altura (inversión térmica).

Gradiente adiabático seco

Gradiente adiabático seco

Gradientes adiabáticos secos

Gradiente adiabático húmedo

Situaciones de estabilidad con diferentes GR

Condiciones de estabilidad

Estabilidad según el GR

Estabilidad absoluta - Pluma de Abanico - Fin de la tarde y noche - Cielo despejado - Viento calmo - Gradiente vertical subadiabático

Variaciones de estabilidad

Pequeña y Gran Estabilidad

Estabilidad a lo largo del día, con GAS - Poco estable a neutral - Inestable - Muy estable

Estable de noche e inestable de día

Inestabilidad según el GR

Inestabilidad Absoluta Pluma de Espiral - Diurno despejado - Producen mezcla vertical - Cuando desciende aumenta la [ ] en superficie - Gradiente vertical superadiabático

Estabilidad indiferente o neutra - Nublado - Con viento

CONDICIONES NEUTRALES Pluma de Cono - Diurno nuboso (o soleado) - Transición entre gradiente nocturno y diurno - No estimulan ni inhiben el movimiento vertical

Estabilidad según cambio de Humedad del Aire

Estabilidad según GAS y GAH

Altura de Mezcla - Nivel máximo de ascenso - Capa de mezclado - Depende el V de mezclado

Causas del Ascenso Adiabático Orográfica Convectiva Frontal Frío Cálido

EJERCICIOS DE PRÁCTICA

Grafique y calcule 1: Temperatura inicial de la masa de aire: 23 ºC Humedad relativa inicial: 75% GR: -7 º C/km GAH: -6,5º C/km Altura de condensación: 780 m ¿Temperatura y situación de estabilidad a los 2.200 m de altura?

Grafique y Responda 2: Temperatura inicial de la masa de aire: 18,5 ºC Humedad relativa inicial: 100% GR: 11º C/km GAH: 8,4 ºC/km ¿Temperatura y situación de estabilidad a los 1200 m?

Grafique y Calcule 3 Temperatura inicial de la masa de aire: 18,3°C. Punto de Rocío: 15,2 °C Altura inicial: 280 m s/n mar Altura final, en caso de descenso: 300 m s/n mar. GAH: 6,9 °C /km GR: 6,0 °C /km Temperatura final y situación de estabilidad a los 2300 m s/n mar???

Grafique y Calcule 4 El GR desciende con la altura a razón de - 4,5 ºC /km. El GAH tiene un valor de -6,0 ºC /km. La masa de aire tiene una temperatura inicial de 24 ºC, a 0 m s/nivel del mar. Su Punto de Rocío es de 21,0 ºC. La masa de aire asciende por causas orográficas hasta los 2250 m de altura. Indique si se alcanzará o no la saturación de la masa de aire, y de ser positivo, a qué altura. Con qué temperatura llegará la masa de aire a los 2250 m. Cual será la temperatura del aire a esa misma altura, y que condición de estabilidad se producirá en ese caso.