Meteorología Alfonso Soto. 2 Introducción a la Meteorología para vuelo a Vela.

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1 Meteorología Alfonso Soto

2 2 Introducción a la Meteorología para vuelo a Vela

3 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 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 5 Observaciones de la Atmósfera Globo Sonda Gráficos: Stüve y Skew-T - Altura v/s: - Temperatura - Viento - Presión - Humedad

6 6 11.000 Observaciones de la Atmósfera Presión y Temperatura 5000mts

7 7 Observaciones de la Atmósfera Presión y Temperatura Distribución de la Temperatura y Presión en Atmósfera Estandard: –Gradiente Vertical de Temperatura: - 0.65°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 5.000 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 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 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 10 Viento Representación del Viento en Cartas Meteorológicas: 5 KTS N S E W 10 KTS 50 KTS

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

12 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 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 14 Humedad

15 15 Humedad

16 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 17 Estabilidad del Aire Tipos de equilibrios: –Estable: –Inestable: –Indiferente: –Condicionalmente Inestable:

18 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 19 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 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 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 21 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 1: Parcela de aire

22 22 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) CASO 1: GAS -1°C/100m GV Cualquiera (IT +)

23 23 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) CASO 1: Estable GAS -1°C/100m GV Cualquiera

24 24 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: Parcela de aire

25 25 Estabilidad del Aire 0101520-10 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: ( IT-) 0 500 1000 1500 2000 5

26 26 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 2: Inestable

27 27 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3: Parcela de aire

28 28 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3:

29 29 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 3: Indiferente

30 30 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: Parcela de aire

31 31 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: ( IT-)

32 32 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GV Cualquiera CASO 4: Cond. Inestable

33 33 Estabilidad del Aire Concepto Condicionalmente Estable/Inestable 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 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 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 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 36 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m 1250 7.5 1750 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 37 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 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 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 39 Estabilidad del Aire 0101520-10 0 500 1000 1500 2000 5 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 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 41 Meteorología para vuelo a Vela Meteograma 136912 3 69 http://weather.uwyo.edu/surface...GlobalSurfaceObservations Region=SouthAmerica…Type of output=GifMeteogram…SCEL

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

43 43 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 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 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025

44 44 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 1.- Inestabilidad?: 20ºC=Estable

45 45 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 Inversión NO volable Zona de radiación 1.- Inestabilidad?:

46 46 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 Inversión NO volable Zona de radiación 1.- Inestabilidad?: No, hasta las 13:00 horas 25ºC =rompe inversión térmica

47 47 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 2.- Temperatura inicio de térmicas?: 25°C

48 48 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 3.- Hora inicio de térmicas?: 13:00 horas

49 49 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 4.- Hay nubes después de las 13:00 horas? T°C PR 17.5 17.0 17.5 Día con alta humedad relativa IT (-)

50 50 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 5.- Altura base (13:00 horas)?: aprox. 950 m T°C PR 17.5 17.0 17.5

51 51 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 6.- Altura tope (13:00 horas)?: aprox. 1650 m T°C PR 17.5 17.0 17.5

52 52 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 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 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 8.- N° horas volables?: T°C PR 17.5 17.0 17.5 6 horas, desde las 13 hasta las 19 horas

53 53 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 9.- Base a máxima temperatura?: T°C PR 17.5 17.0 17.5 IT (-)

54 54 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 9.- Base máxima temperatura?: aprox. 1650 m, tope 1800m T°C PR 17.5 17.0 17.5

55 55 Meteorología para vuelo a Vela 102025305 0 500 1000 1500 2000 15 Altura (m) Temperatura (°C) GAS -1°C/100m GAH -0.5°C/100m GPR -0.2°C/100m GV Sondeo T°C Hora Superficie 10:0019 11:0021 12:0023 13:0025 14:0027 15:0029 16:0030 17:0028 18:0027 19:0025 10.- Penetración máxima?: IT= -2 :aprox. 1650 m T°C PR 17.5 17.0 17.5 Indice térmico negativo

56 56 Meteorología para vuelo a Vela http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html Region=SouthAmerica…Type of Plot=GIF: Stuve…SCSN

57 57 Meteorología para vuelo a Vela

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

59 59 Meteorología para vuelo a Vela

60 60 Cartas Sinópticas Otros datos (Radiosondeos):

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

62 62 EJEMPLO 1

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

64 64

65 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 66 EJEMPLO 2

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

68 68

69 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 70 EJEMPLO 3

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

72 72

73 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 74 Stüve v/s Skew-T Log P Hertz 1884Herlofson 1947Stüve 1927

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

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

77 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 78 REFLEXIÓN…… Qué pasa al analizar un día como el 9 de Septiembre de 2011??

79 79

80 80

81 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 82 GRACIAS POR SU ASISTENCIA Y BUENOS VUELOS !!!