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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