EXTRAORDINARIO resuelto PDF

Preview

Summary

Download EXTRAORDINARIO resuelto PDF

Description

EXAMEN FINAL METEOROLOGÍA Ejercicio 1 Dibujar el perfil térmico en la troposfera, densidad y presión. ¿Es esta capa estable con respecto a otras capas de la atmósfera?

La troposfera es una capa inestable con respecto a otras capas. En la troposfera ocurren todos los fenómenos atmosféricos a los que estamos acostumbrados. La proporción de moléculas es siempre la misma por lo que es una capa muy mezclada.

La temperatura en la troposfera disminuye linealmente con la altura, esto es a consecuencia del enfriamiento adiabático. La presión y la densidad en esta capa disminuyen con la altura, pues es un sistema gaseoso compresible y sometido a la atracción gravitatoria, pero no lo hacen linealmente.

Ejercicio 2 Explicar el proceso de radiación y rerradación de la Tierra. Explicar cómo afecta al balance global.

Uno de los tres procesos de transferencia de energía que se dan en la atmósfera es la radiación, el cual permite que la energía térmica sea transportada mediante ondas electromagnéticas, es decir, permite que la energía pueda ser transferida de un cuerpo a otro sin necesidad de que el espacio existente entre ambos sea calentado. El proceso de rerradación se da cuando un cuerpo emite radiación, la absorbe, y posteriormente la vuelve a emitir. La temperatura en la Tierra es constante, por lo que la energía que recibe del Sol es igual que la que la Tierra emite (temperatura de equilibrio radiativo). Sin embargo, este equilibrio podría destruirse, afectando al balance de temperatura global de la Tierra. Son los gases de la atmósfera los que absorben y radian esta energía, y los que más radiación absorben son el CO2 y el H2O, por tanto, si las cantidades en la atmósfera de estas moléculas aumentan en exceso, la radiación que rerradien estas moléculas podrían suponer un aumento en la temperatura media de la Tierra.

Ejercicio 3 Definir humedad relativa. En una habitación que está a la misma Tº que en la calle (hace calor), se cierran las ventanas y se pone el aire acondicionado hasta que llega a 5ºC. ¿Qué aire tendrá una humedad relativa mayor, el del interior o exterior de la habitación? ¿Y la presión de vapor y presión de vapor saturado? ¿Qué masa de aire alcanzará antes su temperatura de rocío?

La humedad relativa es la forma más común de describir la humedad atmosférica, sin embargo, no indica la cantidad de vapor de agua en el aire sino cuán cerca está el aire de estar saturado, es decir, relaciona la cantidad de vapor de agua en el aire en relación con la máxima cantidad de vapor de agua requerido para su saturación a una determinada temperatura y presión. Se puede expresar de dos formas:

(Dos aires con el mismo número de moléculas (presión de vapor) y cambian las temperatura (presión vapor saturante) aquel que tenga menos temperatura tendrá más humedad relativa. Si tienes dos aires con la misma temperatura y cambia el número de moléculas entonces donde haya mayor presión de vapor o número de molécula tendrá mayor humedad relativa).

Tendrá mayor humedad relativa el aire del interior de la habitación, ya que el número de moléculas es el mismo dentro y fuera de la habitación, y al bajar la temperatura de la misma la presión de vapor saturado es menor y por tanto aumenta la humedad relativa. Si este aire frío alcanza el punto de rocío (temperatura a la cual ocurre la saturación), en superficies de ramas, hojas, hierba, cristales, etc. Empezarán a formarse diminutas gotas de agua denominadas rocío.

Ejercicio 4 Málaga al amanecer estaba cubierta de niebla, ¿qué proceso la ha formado? A lo largo de la mañana esta niebla se ha convertido en una nube tipo estrato, ¿a qué se debe? Conforme se enfría el aire durante la noche (al no haber radiación solar que lo caliente), la humedad relativa aumenta, y cuando alcanza el 75% comienza a darse el proceso de condensación en los núcleos de condensación (partículas que se encuentran en el aire) más higroscópicos (compuesto que atrae al agua) produciendo una neblina húmeda. La visibilidad disminuye y se forma una neblina blanquecina. Conforme aumenta el proceso de condensación y el aire se hace cada vez más húmedo (estará compuesto por millones de diminutas gotitas de agua), esta neblina húmeda pasa a ser niebla (la visibilidad baja a menos de 1km). Conforme las gotitas de niebla se hacen más grandes, aumentan en peso y tienden a caer sobre la superficie, desapareciendo finalmente.

Ejercicio 5 En Teatinos la temperatura disminuye 8ºC al ascender 1.000m y hay una masa de aire húmedo y otra de aire seco, ¿cuál costará menos esfuerzo que se eleve? ¿En qué caso hay más inestabilidad? El aire húmedo está enriquecido en moléculas de agua, cuya masa molecular es de 18g, mientras que una masa de aire seco con el mismo número de moléculas pesa más ya que no está compuesto mayoritariamente por moléculas de agua sino por otros elementos, como el nitrógeno o el oxígeno (cuya masa molar es mayor), por lo que la masa de aire húmedo es la que costará menos esfuerzo que se eleve. Es más inestable la masa de aire seco. Imaginemos que la cogemos y la elevamos. Al elevarla perderá mucha temperatura, se enfriará, aumentará su densidad y al soltarla, caerá.

Condiciones estables:

Estabilidad condicional:

Inversión:

Ejercicio 6 Definir flujo geostrófico. En el océano atlántico norte se forma un anticiclón, ¿Provoca afloramiento o no? Explicar qué sucede si ocurre lo mismo a 5000m en altura. El viento geostrófico es un viento conducido por la diferencia de presiones entre dos zonas. Este viento se encuentra en equilibrio con la Fuerza de Coriolis y la fuerza generada por el gradiente de presión. Por lo tanto, el flujo de este viento geostrófico es paralelo a las líneas isobaras. En el centro de los anticiclones la presión es mayor, por lo que los vientos tienden a ir hacia el centro del anticiclón y hundirse (movimiento desde donde hay mayor presión hacia donde hay menos), y por tanto, si nos encontramos con un anticiclón en la superficie del agua, por compensación de masas, el agua profunda tenderá a subir, provocando afloramientos, sin embargo esto no ocurre a 5.000m en altura ya que la Capa de Ekman roza con el aire y con el agua, por lo que el anticiclón pierde fuerza.

Ejercicio 7 Cómo se forman las brisas marinas diurnas y las nocturnas, ¿a qué hora son más fuertes? La brisa marina es un tipo de circulación termal. Durante el día, la tierra se calienta más rápidamente que el agua adyacente, y el intensivo calentamiento de aire por encima produce que bajen un poco las temperaturas. El aire sobre el agua permanece más frío que el aire sobre la tierra, por tanto existe un índice térmico mayor sobre el agua. El efecto total de esta distribución de presiones es una brisa marina que sopla sobre la superficie desde el mar hacia la tierra. Por la noche, la tierra se enfría antes que el agua. El aire sobre la tierra se vuelve más frío que el que se encuentra sobre el agua. Con las altas presiones superficiales sobre la tierra, el viento superficial se revierte y se convierte en una brisa terrestre, una brisa en superficie que fluye desde la tierra hacia el mar. Los contrastes de temperatura entre la tierra y el agua son generalmente mucho más pequeños por la noche, por tanto, las brisas terrestres son más débiles que las marinas.

Ejercicio 8 ¿Qué es una baja térmica? Las depresiones térmicas surgen cuando el suelo se calienta mucho. La columna de aire se dilata y asciende, abombando a la isobara. Este proceso sucede demasiado deprisa y también se puede dar a la inversa. El suelo frío enfría las capas de aire adyacentes y la columna de aire se encoge. El desarrollo de depresiones térmicas tierra adentro del litoral lleva al desarrollo de brisas marinas.

Ejercicio 9 Vientos alisios. ¿Cuál es la fuerza o proceso que los produce? Los vientos alisios son vientos constantes que soplan del NE en el hemisferio norte y del SE en el hemisferio sur. Tienen un promedio de fuerza mayor en invierno que en verano. Su tiempo asociado es en general agradable. Surgen a partir del movimiento de aire que se dan en las celdas Hadley, puesto que transportan el calor desde las zonas ecuatoriales hasta las subtropicales, reemplazando el aire caliente por frío.

Ejercicio 10 Diferencia entre frente ocluido, frío y cálido, dibujar un corte transversal de cómo ocurre este proceso. Los frentes son fronteras que delimitan diferentes masas de aire. Son zonas de transición entre dos masas de aire de diferente densidad y humedad. Conllevan movimientos verticales en algunas ocasiones y pueden provocar precipitaciones y cambios en la dirección del viento. El frente frío es una frontera en la que el aire frío es el que avanza y desplaza al aire cálido (más ligero). El viento cambia de dirección del frente (E-N). Las precipitaciones son localizadas en ambos lados del frente y suelen mostrar gran gradiente de temperatura.

El frente cálido es el aire cálido el que avanza y desplaza al aire frío (más denso). El aire frío suele formar cuñas con menor pendiente a medida que avanza el frente. Las precipitaciones se dan en el lado frío. El gradiente de temperatura es menor que en el frente frío.

Por último, los frentes ocluidos se forman cuando los frentes fríos se mueven más rápidos que los cálidos y los atrapan. Dependiendo de si el aire frío que avanza es más o menos denso que el aire frío de detrás del frente cálido, la oclusión puede ser cálida o fría.

Ocluido frío:

Ocluido cálido:

Ejercicio 11 Representar gráficamente la presión y temperatura en el interior de una nube cumulus congestus, y qué tipo de nube es. ¿Cómo es la temperatura en el interior de la nube con respecto a la de alrededor?

Ejercicio 12 Explicar la formación de gotas en la atmósfera. La presión de vapor de aire saturado es menor con respecto a una superficie de agua plana (una gota grande es casi plana). La presión de vapor para mantener en equilibrio microgotas es mayor. El motivo es que las moléculas en la superficie curvada de la microgota están atraídas por fuerzas menores que en una superficie plana. La presión de vapor para mantener en equilibrio microgotas es mayor: Cuesta más mantener una microgota que una gota grande en equilibrio con vapor. Haría falta tener aire sobresaturado (HR>100%, esto ocurre raramente). Sin embargo, la única manera de sobrevivir es juntarse y hacer gotas más grandes. Las gotas empiezan a nuclear en cristalitos de sal en suspensión. Al ser gotitas ‘’saladas’’ la presión de vapor saturante es muy pequeña, por lo que son las gotas que más crecen.

Ejercicio 13 Un Satélite observa nubes. Explique qué tipo de información sobre las nubes podemos obtener de las imágenes del canal infrarrojo y del canal visible. Diferencia entre ambas imágenes. Los satélites dan información a tiempo real de la zona sobre la que están. La información viene expresada en secuencias de fotos (en blanco y negro) que indican cómo se mueven las nubes, su desarrollo o disipación, altura (a partir de T), y da información sobre los frentes y tormentas. Complementen la información de los satélites geoestacionarios. Todos ellos dan perfiles verticales de temperatura y humedad relativa a partir de la radiación IR....