PRESIÓN ATMOSFÉRICA Y VIENTOS CATEDRA DE CLIMATOLOGÍA Y FENOLOGÍA AGRÍCOLAS FACULTAD DE AGRONOMÍA Y ZOOTECNIA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMAN

Presión Es la relación entre la fuerza (F) y la superficie en la que actúa (S) P = F/S

Sólido

Líquido

Gas

Presión atmosférica Definición: Está determinada por el peso de una columna de aire de 1 cm² de sección, medida desde el nivel del mar hasta las capas superiores de la atmósfera.

Aspectos generales Al estar la atmósfera constituida por una mezcla de gases, tiene fuerza elástica, es compresible y tiene peso

La presión se manifiesta en todas direcciones, incluso de abajo hacia arriba, por eso no se percibe la sensación del peso del aire que nos rodea El hombre y animales, son sensibles a las variaciones de la presión atmosférica; en cambio en los vegetales, el efecto es despreciable, por lo tanto, como elemento, la presión es de escaso interés agrícola pero tiene importancia como factor, ya que es la principal causa de los vientos

El estudio de las tendencias de la presión atmosférica, o sea las variaciones de la presión al cabo de un intervalo de tiempo (por ejemplo 3 hs ó 24 hs), son de gran importancia para el análisis del estado del tiempo y, sobre todo, para formular pronósticos meteorológicos.

Medición de la presión atmosférica  Barómetro de Fortín

 Barógrafo aneroide

Experiencia de Torricelli

Experiencia de Torricelli

Barómetro de Fortín

Correcciones a su lectura:  instrumentral  temperatura

 altitud  latitud

BARÓGRAFO

Elemento sensible del barógrafo

Unidades de medida Se considera que la presión normal es 1 atmósfera

Unidad

Presión Normal: 1 atmósfera

Equivalencias

Milímetros de mercurio

760 (mm Hg)

1mm Hg / 0.75= 1 mb

Milibares

1013,2 (mb)

1 mb x 0,75= 1 mm Hg

Hectopascal

1013,2 (hPa)

Ídem mb

El peso del aire es de 1,033 kg/ cm².

Variación temporal de la presión atmosférica El valor numérico de la presión atmosférica no es constante, está sujeto a oscilaciones o variaciones continuas que se agrupan en dos clases: • Periódicas

Diaria Anual

• Aperiódicas o irregulares

Variación diaria de la presión atmosférica

P Atmosférica

Mínimo Máximo

Hora del día

6 10

16 22

Marcha diaria de la presión Presión Atmosférica

Esto se debe al efecto térmico: siendo la atmósfera un cuerpo gaseoso, cualquier modificación en su temperatura tiene inmediata respuesta en su volumen y densidad y por lo tanto, en su peso y presión.

Variación anual de la presión atmosférica Es causada principalmente por efecto térmico, o sea por el mayor peso del aire cuando está más frío, dando lugar a presiones mayores en invierno y menores en verano.

La amplitud anual de la presión disminuye con la altura

Amplitud Anual (mm Hg)

Metros s.n.m.

Buenos Aires

5

28

San Juan

4

652

Andalgalá

3

1118

Humahuaca

2

3025

Localidad

Variaciones aperiódicas de la presión Las variaciones irregulares y aperiódicas se deben, por ejemplo, al paso de frentes o sistemas migratorios de baja o alta presión, asociados a su vez a masas de aire caliente o frío que, procediendo de otros lugares, modifican las condiciones del tiempo de los sitios que atraviesan en su trayectoria

Variación de la presión con la altura La relación que hay entre la presión atmosférica y la altura, la establece la Ley de LAPLACE:

“Cuando la altura aumenta aritméticamente, la presión disminuye geométricamente”. Según Laplace la presión en un lugar disminuye a la mitad a los 5000 metros de altura y a la cuarta parte a los 10000 metros. Prácticamente no existe a los 55.000 metros LOCALIDAD

ALTURA s.n.m.

P. AT. mm

HUMAHUACA

3.100

536

ANDALGALÁ

1.100

668

ASUNCIÓN

100

753

DIFERENCIA mm 132 85

Variación de la presión con la altura La presión no tiene una relación lineal con la altura, sino que la relación es logarítmica. Esto indica que en las primeras capas de la atmósfera la presión disminuye más rápidamente con la altura que en las capas más altas, donde la variación es cada vez menor

Altura vs. presión atmosférica

Ley de Dalton sobre las presiones parciales La presión total de una mezcla gaseosa es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen P. total = P1 + P2 + P3 . . . Pn P1, P2, P3 y Pn son las presiones parciales de cada uno de los componentes de la mezcla gaseosa.

Valores extremos registrados en el mundo

-La presión atmosférica más alta registrada en la Tierra fue de 1083,8 hPa, el 31 de diciembre de 1968, en Agata, al noroeste de Siberia (263 msnm) -La más baja se registró durante el tifón Tip, en el Pacífico noroccidental, el 12 de octubre de 1979. El valor registrado fue de 870 hPa.

Isobaras Para representar espacialmente (en un mapa) las variaciones horizontales de la presión, se trazan líneas imaginarias que unen aquellos puntos de la superficie en que la presión atmosférica, reducida al nivel del mar, es idéntica. A estas líneas se las denomina isobaras

Las isobaras delimitan diferentes campos de presión, de los cuales puede inferirse una circulación de aire

Isobaras de enero

Isobaras de julio

Gradiente barométrico Es el cociente entre la diferencia de presión atmosférica existente entre dos lugares y la distancia entre ellos. Está en relación directa con la velocidad del viento, ya que cuanto mayor es el gradiente, mayor será la velocidad del viento. El alejamiento o acercamiento de las isobaras, o sea el gradiente, se convierte en un indicador de la intensidad del viento

Cuando las isobaras se encuentran muy juntas, indican un gradiente barométrico elevado y, por consecuencia, fuertes vientos. Por el contrario, donde las isobaras se encuentran más separadas indican una baja velocidad del viento.

Gradiente barométrico Formas de expresión:

• G. B.= AB y CD 100 Km; G.B. en CD = 3,3 G. B. en AB = 2 • G. B. = Dif P. at x 1º geográfico distancia entre isobaras

Fuerza desviadora de la rotación terrestre Teóricamente el viento se desplaza perpendicular a las isobaras recorriendo la menor distancia Debido al movimiento de rotación de la tierra, se produce una desviación inercial del viento hacia la izquierda en el Hemisferio Sur y hacia la derecha en el Hemisferio Norte Esto es debido a que los paralelos, a medida que se alejan del Ecuador, tienen una circunferencia menor, que determinan que la velocidad de rotación de sus puntos disminuya hacia los polos

Movimiento teórico del viento 755

A

760 755

Teóricamente el viento se desplaza perpendicular a las isobaras recorriendo la menor distancia

760

B

La desviación producida nos permite deducir que la fuerza originada por las diferencia de presión no es la única que actúa sobre el aire; existe otra fuerza que proviene de la rotación terrestre Esta fuerza desviadora se la conoce como fuerza de Coriolis la cual se expresa como:

D = 2 ω v Sen φ ω = velocidad angular del movimiento de rotación de la tierra v = velocidad del viento (m/seg)

φ = latitud del lugar Esta fuerza, no acelera ni desacelera, solo desplaza al viento a la izquierda en el hemisferio sur

Viento Es aire en movimiento en forma horizontal desde un lugar de mayor presión atmosférica a otro de menor presión

Causa generadora de los vientos

P. At.

P. At.

mm Hg.

mm Hg.

Origen térmico del viento. Los valores de P. at. están referidos a distintas alturas sobre el nivel del mar.

Caracterización del viento

 Dirección  Velocidad

Dirección y Velocidad del Viento

Veleta con rosa de los vientos

Escala de velocidades del viento - representación

Observación de direcciones del viento

Gráfico de frecuencia de direcciones de viento

Anemómetro totalizador

Anemómetro de mano

Anemómetro de mano

Uso del viento con fines prácticos

Potencial de energía eólica en Argentina • Con vientos medios superiores a 5 m/s es factible el

uso del recurso eólico para la generación de energía eléctrica

• El 70% de Argentina presenta velocidad media anual superior a los 6 m/s, medida a 50 metros de altura sobre el nivel del suelo • La región Patagónica tiene constancia y velocidad del viento que en promedio superan los 9 m/s y hasta 12 m/s

Usinas eólicas

Usinas eólicas

Centros de presión La orientación del aire adquiere particular desplazamiento en los llamados “centros de presión” Los centros de baja presión, también llamados “ciclones”, “depresiones” son sistemas de isobaras concéntricas y cerradas, con la presión disminuyendo hacia el centro.

Los vientos son convergentes en superficie y ascendentes. Giran en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur y a la inversa en el norte. El movimiento del aire, al ser convergente en superficie, obliga al mismo a ascender y en consecuencia, a disminuir su temperatura, dando lugar a formación de nubes por condensación y posibles lluvias. Por eso se asocia a las bajas con mal tiempo.

Los centros de alta presión (“anticiclones” o “altas”), son áreas de isobaras cerradas concéntricas, donde la presión atmosférica disminuye del centro a la periferia. Los vientos son descendentes y divergentes en superficie. Giran en sentido contrario a las agujas del reloj. En este caso, no se producen nubes, y están asociados por lo general a buen tiempo

Sentido de giro vs. hemisferio

B

B

Centro Ciclónico

B

B

A

A

Centro Anticiclónico

A

A

ANTICICLONES Y CICLONES

Centro ciclónico

Centro anticiclónico

Masas de aire Extenso volumen de aire que posee cierta homogeneidad en cuanto a temperatura y humedad se refiere. Cuando una masa de aire permanece en una región un período prolongado adopta la temperatura y humedad de esa superficie

Al avanzar originan cambios del tiempo sobre la región que atraviesa y la interpretación de esos cambios se utiliza como elemento para el pronóstico del tiempo

Clasificación de las masas de aire 1. Por su origen 1.1. Marítima 1.2. Continental 2. Por su temperatura 2.1. Fría 2.2. Caliente 3. Por su contenido de humedad 3.1. Húmeda 3.2. Seca

Comparando la temperatura de la masa de aire con respecto a la temperatura de la zona por donde esta pasando dicha masa, tenemos :

MASAS FRIAS Tº masa < Tº de la zona

MASAS CALIENTES Tº masa > Tº de la zona

•Inestables •Nubes •Movimientos convectivos

•Tienden a la estabilidad

Frentes Zona de encuentro de 2 masas de aire de diferentes características, distinta temperatura y presión atmosférica (superficie de discontinuidad)

Pueden ser: • Cálido

• Frío • Estacionario • Ocluido

FRENTES

Frente

frío:

Se produce cuando una masa de aire frío, moviéndose con más velocidad que otra de aire caliente desplaza a esta obligándola a elevarse lo que desencadena el proceso de formación de nubes: ascenso, expansión, enfriamiento. Cuando el aire que asciende alcanza el nivel de condensación por ascenso, se forman nubes cumuliformes de desarrollo vertical

Frente cálido: Se produce cuando la masa cálida es la que se mueve a mayor velocidad que la fría, ascendiendo y desplazándose por encima de ésta

Frentes frío y caliente

Frontales

FRENTE FRIO

FRENTE CÁLIDO

Frente estacionario: Se produce cuando ninguna de las dos masas tiene más energía que la otra y el frente no se desplaza ( se genera mal tiempo durante varios días) Frente ocluido: se forma donde un frente caliente móvil más lento es seguido por un frente frío con desplazamiento más rápido. El frente frío con forma de cuña, alcanza al frente caliente y lo empuja hacia arriba. Los dos frentes continúan moviéndose uno detrás del otro y la línea entre ellos es la que forma el frente ocluido.

Circulación general de la atmósfera Es la forma en que se mueve el aire que rodea la tierra, dando lugar a la ocurrencia de vientos permanentes y a circulaciones locales

Sobre la zona ecuatorial los rayos solares inciden con máxima intensidad y mínima inclinación, formando una zona donde la temperatura es máxima y el aire, al tener menor densidad, se eleva determinando las «calmas ecuatoriales». Se produce un vacío que tiende a ser llenado por aire de latitudes mayores, lo que genera los vientos permanentes

Circulación general de la atmósfera Vientos permanentes • • •

Alisios Contraalisios del Oeste

Circulación estacional •

Monzón

Circulación local • • • •

Virazón o brisa marina Terral o brisa terrestre Brisa de valles Brisa de montañas

Circulación general de la atmósfera

Circulación general de la atmósfera Contraalisios

0º B

Alisios

30º A

Vientos del oeste

60º B

90º A

Brisa de Costa - Mar

Brisa diurna

Tierra (cada vez más caliente)

Brisa nocturna

Tierra (cada vez más fría)

Brisa de Valle y de Montaña

Vientos periódicos

Vientos periódicos

La SUDESTADA es un fenómeno que se localiza en el Río de La Plata y se caracteriza por vientos persistentes, regulares a fuertes del sudeste, temperaturas relativamente bajas y generalmente acompañado por precipitaciones de variada intensidad.

Viento PAMPERO

Viento frío o fresco, según la estación del año en que ocurre, que sopla con ráfagas del sur o sudoeste y que se registra con el pasaje de un frente frío. Los procesos meteorológicos asociados al pasaje del sistema frontal, hacen que la fase inicial del Pampero esté caracterizada por ráfagas intensas, brusco descenso de la temperatura y humedad, y ascenso de la presión atmosférica.

Se lo suele llamar “Pampero Húmedo" cuando en la fase inicial se producen precipitaciones, inclusive tormentas eléctricas. En el caso contrario se lo denomina "Pampero Seco" y su duración es más prolongada. Cuando este viento levanta polvo se lo llama "Pampero Sucio" y puede convertirse en una "tormenta de polvo" en las regiones áridas o en la Pampa Húmeda durante un período de sequía.

Viento ZONDA

El viento Zonda es un viento fuerte que está caracterizado por su extrema sequedad y elevada temperatura, que sopla en la región cordillerana desde Jujuy hasta Neuquén. El mismo fenómeno se da en los Alpes donde recibe el nombre de "Föehn"