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Tema 8
Sistemas del Tiempo
en Latitudes Medias
Preguntas claves:
1. ¿qué produce los cambios de tiempo
en latitudes medias?
2. ¿cómo se relacionan los centros de
baja presión en superificie y las ondas
en altura?
3. ¿cómo se asocia los centros de baja
presión, vientos y nubosidad?
Cambios de tiempo en Santiago
Condición:
Frontal
Post - Frontal
http://met.dgf.uchile.cl/tiempo/
Pre - Frontal
Frontal ....
IR
WV
Ejemplo de una depresión en latitudes medias
Cálido
Frio
A
B
500 hPa
Frentes en el HS
Los frentes corresponden a las áreas de encuentro de las masas de aire frío y
cálido. En ambos casos el aire cálido, menos denso, asciende sobre el aire
frío. En ese proceso, la humedad condensa formando nubes y precipitación
(b)
(a)
A
Warm Conveyor belt
Descending dry air
with low θe
B
Esquema de la circulación en un clásico frente frío anabático. En este caso la WCB experimenta un
ascenso hacia atrás sobre el domo de aire frío. (a) Planta, (b) Corte vertical a lo largo de A-B.
Adptado sin permiso de Browning 1997.
Procesos microfísicos en nubes sobre el frente frío. (Houze 1993)
Warm Air
Warm
sector
band
Precipitation
Narrow cold-frontal band
Wide cold-frontal band
Post frontal band
Convective
clouds
Warmfrontal band
Lower
cloud bdy
Cold Air
Upper cloud
boundary
Otro Ejemplo Interesante…identificar jet, B, frentes
B
Carta de altura (500 hPa)
Los colores muestran la altura
geopotencial del nivel 500 hPa...
…una carta con isobaras a 5500 m
sería muy similar.
Dorsal
Vaguada
Además, empleando la ec. de gases
ideales y el balance hidrostático se
puede demostrar que la altura
geopotencial a un cierto nivel es
proporcional a la temperatura media
de la capa bajo ese nivel
Interpretación de vaguadas y
dorsales como trazadores de masas
de aire
Numero de onda…
Z(500) Bajo (frío)
Alto (cálido)
Ondas baroclinicas en el HS
Contornos:
Geopotencial 500 hPa
Colores:
Presión en superficie
Bajas
Altas
• Centros de baja presión en superficie tienden a ubicarse
al este del eje de la vaguada tropospfera media
• Centros de alta presión en superficie tienden a ubicarse
al este del eje de la dorsal en tropospfera media
Mapa de altura (500 hPa)
Vaguadas y dorsales tienden a
desplazarse hacia el este a unos
5 m/s (el viento también es hacia
el este, pero a unos 10m/s en 500
hPa)
Latitud
N
B
V
S
W
A
D
Longitud
E
Ciclogenesis
Las sistemas vaguadas/dorsales y bajas/altas pueden seguirse
por varios días. En muchos casos, la circulación en torno a estos
sistemas se intensifica en el tiempo, en contra de la fricción
superficial. Particular atención se ha prestado a la ciclogénesis,
es decir, el proceso de intensificación de las depresiones (pues
las depresiones se asociación al “mal” tiempo).
Columnas A, B, C
estan fijas a la tierra.
A
¿Cual de ellas tiene
mayor rapidez de
rotación c/r a su eje
vertical?
R(A) = 0
R(B) = rot. terrestre / 2
R(C) = rot. terrestre
B
C
η: Vorticidad relativa
f : Vorticidad planetaria
Siempre negativa en el HS.
Valor absoluto se incrementa hacia el polo
+
s-1
s-1
f+η: Vorticidad absoluta
rapida
lenta
s-1
Consideremos una pequeña ondulación en el flujo superior...
En el eje de la dorsal
: f ∼ -9.10-5s-1 η ∼ +2·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -7·10-5s-1
En el eje de la Vaguada: f ∼ -4·10-5s-1 η ∼ -10·10-5s-1 ξ = f+η ∼ -14·10-5s-1
V
Norte
Rotación
Rápida
Aumento rotación
→ contracción
→ Convergencia
Sur
Rotación
Lenta
Oeste
D
Disminución rotación
→ expansión
→ Divergencia
Rotación
Lenta
Z=5400
Este
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
La
tit
ud
Altura
e
Ej
de
da
a
gu
a
V
DIV
Ej
e
de
Do
rs
al
Superficie Isobarica
(e.g., 300 hPa)
CONV
e
Ej
30°S
∂p/∂t < 0
∂p/∂t > 0
50°S
120W
de
Longitud
70W
da
a
gu
a
V
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
Ej
e
de
Do
rs
al
Superficie Isobarica
(e.g., 300 hPa)
La
tit
ud
Altura
e
Ej
de
da
a
gu
a
V
A
B
e
Ej
30°S
B
A
50°S
120W
Longitud
70W
de
da
a
gu
a
V
Frontogenesis en el HS
Latitud
B
B
Frente cálido
Aire frío
Oeste
Longitud
Colores: Temperatura en niveles bajos
Contornos: Presión superficial
Puntos:
Trazadores de velocidad
Este
Sur
Norte
Frente frío
Sur
Latitud
Norte
Aire cálido
Estructura tri-dimensional de la onda en desarrollo
Ej
e
de
Do
rs
al
Superficie Isobarica
(e.g., 300 hPa)
de
30°S
La
tit
ud
Altura
e
Ej
da
a
gu
a
V
B
A
50°S
120W
Longitud
70W
Advección térmica en niveles bajos profundiza la vaguada y hace crecer
la dorsal, lo cual exacerba la diferencia de rotación entre ambos ejes…
Norte
Rotación
más rápida
Z final
Advección de aire cálido
Aumento del espesor
Aumento de geopotencial
Disminución de rotación
Z inicial
Advección de aire frío
Disminución del espesor
Caída de geopotencial
Aumento de rotación
Rotación
Lenta
Rotación
más lenta
Sur
Oeste
Este
Evolución de los frentes: Como el frente frío avanza en general
mas rapido que el cálido, despues de un tiempo el aire frío
desplaza por completo al aire cálido (el cual queda encima)...en
esta condición se ha removido el máximo de energía potencial
(que se ha convertido en cinetica)
Etapa Inicial
Etapa Ocluida
Etapa Abierta
Etapa Final