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INTERPRETACIÓN DE MAPAS METEOROLÓGICOS

 
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The Chaser



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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 03:21 pm    Título del mensaje: INTERPRETACIÓN DE MAPAS METEOROLÓGICOS

Para aquellos que desconocen como interpretar las salidas de los modelos meteorológicos en esta sección podrán aclarar sus dudas e intercambiar información al respecto.
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez
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The Chaser



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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 03:48 pm    Título del mensaje:

Fuente: Revista del Aficionado a la Meteorología (RAM) http://ram.meteored.com/numero14/cursomapas1.asp

Curso sobre la interpretación de mapas meteorológicos

Manuel Palomares Calderón (“Arcimis”)

Predictor del Instituto Nacional de Meteorología
macalderon@mi.madritel.es

Nota de la RAM. Estas notas han sido tomadas del foro de Meteored de meteorología, donde Manolo Palomares, predictor del INM, se ha brindado hacer un curso básico para aficionados sobre interpretación de mapas meteorológicos. Reproducimos exactamente lo que se situó en el foro. Felicitamos a Manolo Palomares por esta iniciativa.


Hoy es 5 de septiembre y toca ya empezar con el curso de mapas según lo acordado. Y también según lo prometido este curso va a ser muy pero que muy informal, en el sentido de que yo me comprometo a una introducción de cada capítulo y después espero que todas las dudas, detalles y clarificaciones vayan surgiendo de los mensajes de los foreros, algunos de los cuales saben bastante más que yo de esto.

También según lo acordado vamos a dividir el curso en seis capítulos o sesiones:

1ª) Tipos de mapas meteorológicos
2ª) Mapas de superficie
3ª) Utilidad del mapa de superficie
4ª) Mapas de altura
5ª) Utilidad de los mapas de altura
6ª) Otros tipos de mapas

Todos los días que terminen en 5 (5, 15 y 25 de septiembre, 5 Octubre etc.) comenzamos una nueva sesión y eso deja diez días cada vez para comentarios, dudas, discusiones, etc. Como excepción, en el primer capítulo la introducción tiene que ser un poco más larga que en los siguientes por lo que lo vamos a separar en dos partes, (I) que aparece a continuación y (II) que saldrá el lunes día 8

Todos los ejemplos los vamos a tomar de la sección llamada ”modelos” en la página de Meteored y eso de llamarle “modelos” a esa sección es un poco discutible, como veremos el próximo día.

Durante este curso propongo resistirse con firmeza a la tentación (que será intensa para alguno de los foreros más sabios) de recurrir a la física matemática. Como dijo un famoso meteorólogo noruego, no hay ningún concepto físico conocido que no pueda ser expresado razonablemente con el lenguaje corriente.

Y sin más preámbulos ahí va la introducción del Capítulo 1º, Parte I:

QUÉ ES UN MAPA METEOROLOGICO

Un mapa meteorológico trata de representar sobre una zona de la Tierra los valores de una variable atmosférica, en superficie o en niveles superiores. A veces los mapas describen también la situación de algunos fenómenos atmosféricos de forma tridimensional. Los métodos de representación pueden ser diferentes.

Tomemos por ejemplo el primer “modelo” que cada día podemos encontrar en la sección de modelos de Meteored. Se trata del ECMWF. “Pinchamos” sobre estas siglas y elegimos la primera opción “500hPa,SLP (WZ) 72h” Iremos tratando más despacio el significado de esas abreviaturas y otras similares pero por ahora adelantemos que:

500 hPa significa que el mapa nos ofrecerá alguna variable al nivel de 500 hectoPascales (también veremos otro día a que altitud, o mejor dicho, altitudes, está ese nivel)

SLP significa Presión a Nivel del Mar (Sea Level Pressure; vamos a encontrarnos a menudo con un poco de inglés y a veces de alemán). La Presión a nivel del mar, no obstante ese nombre, puede medirse en cualquier punto de la superficie terrestre; volveremos sobre ello.

72h significa que el mapa que vamos a ver es una predicción para 72 horas después del momento en que se observaron los valores reales con los que se ha preparado el mapa.

(WZ) son las siglas de Wetter Zentrale, un conocido portal alemán de meteorología. Aunque el mapa corresponde al modelo del ECMWF, la representación gráfica la ha realizado Wetter Zentrale

Al pinchar sobre 72h el día 3 de septiembre (que es cuando estoy escribiendo esto) obtuve el siguiente mapa:



En todo mapa meteorológico conviene, antes de nada, examinar lo que dice su “etiqueta”. En este caso tenemos:

Init : Tue,02SEP2003 12Z – El mapa se preparó con valores iniciales del martes 2 de septiembre a las 12Z (Z indica tiempo medio de Greenwich, dos horas menos que la oficial en España)

Valid : Fri05SEP2003 12 Z – El mapa es válido para el viernes 5 de septiembre a las 12Z, es decir 72 horas después de los datos iniciales, como ya sabíamos por Meteored

500 hPa Geopot (gpdm) – La primera variable representada es el Geopotencial al nivel de 500 hPa. Meteored nos había dicho que había una variable representada a ese nivel pero no que se trataba del Geopotencial. En cuanto a (gpdm) son las unidades empleadas: decámetros geopotenciales. Ya veremos otro día lo que significa esto; es sencillo.

Und Bodenruck (hPa) – “y presión en superficie” (presión al nivel del mar). Tranquilos que en cuanto uno se familiariza un poco con los mapas no es necesario saber alemán. (hPa) indica que las unidades de presión empleadas son hectopascales (lo mismo que “milibares”).

Tenemos pues un mapa con dos variables representadas al tiempo, el geopotencial a 500 hPa y la presión a nivel del mar. Una de ellas está representada por las líneas blancas y la otra por colores. ¿Cómo sabemos cual es cual? No nos lo indican. Aquí no hay más remedio que apoyarse en algún conocimiento básico: los valores de la presión a nivel del mar en la Tierra se sitúan alrededor de 1013 hPa (40 arriba o abajo como máximo), así pues las líneas blancas representan sin duda la presión a nivel del mar porque están etiquetadas con valores en torno a 1013.

Una representación como esa, por “isolíneas”, es la más común en los mapas meteorológicos. Las isolíneas unen puntos donde la variable tiene exactamente el valor que dice la etiqueta de la isolínea. En este caso dicha variable es la presión a nivel del mar y las isolíneas se llaman isobaras. La isobara que pasa por Portugal está etiquetada con el valor 1020, así pues en todos los puntos por donde pasa, la presión a nivel del mar será de 1020 hectopascales.

También puede verse en este mapa alemán que las isobaras están etiquetadas de cinco en cinco hectopascales. La presión a nivel del mar es una variable que cambia continuamente al desplazarnos de un punto a otro de la tierra, es como se dice en física una magnitud “escalar”. Por eso la presión de un punto por donde no pasa ninguna isobara puede deducirse de las isobaras más cercanas. ¿Qué presión existirá en Madrid? Madrid está más o menos a medio camino entre la isobara que pasa por Portugal (1020) y la que pasa por Baleares (1015), por lo que podemos deducir que la presión a nivel del mar en Madrid estará en torno a 1017,5 hPa.

Sobre el Atlántico, al oeste de la Península Ibérica, aparece un sistema de isobaras cerradas. La más céntrica tiene el valor 1030 y la que la rodea por fuera 1025. Está claro que la presión crece hacia el centro de esa zona cerrada. Se trata de un anticiclón o área cerrada de altas presiones. En el centro de la zona cerrada por la isobara de 1030 la presión será máxima, pero como mucho alcanzará el valor de 1034 hPa, porque si llegase a 1035 se habría trazado otra isobara interior.

En cambio, al sur de Groenlandia aparece una zona cerrada de bajas presiones (una depresión o borrasca) porque cuanto más nos acercamos al interior menor valor tienen las isobaras. El centro está rodeado por el pequeño círculo de la isobara de 985 hPa. En su interior la presión será todavía algo más baja.

Ahora pasemos a la otra variable, el Geopotencial de 500 hPa. Su representación se efectúa mediante zonas coloreadas. En realidad se trata del mismo método anterior de las isolíneas, pero a las zonas entre dos isolíneas dadas se les adjudica un color particular según la escala de la derecha. En la Península Ibérica, por ejemplo, hay tres franjas de colores. A la franja central en la que queda situada Madrid, si miramos cuidadosamente la escala, le corresponde un geopotencial entre 580 y 584 decámetros geopotenciales (gpdm). Eso significa que el límite más al norte de esa zona coloreada será la isolínea de 580 gpdm y su límite al sur la isolínea de 584 gpdm.

Si nos fijamos en la parte norte del mapa, el límite entre la zona amarilla y las zonas verdes está resaltado con una línea negra gruesa etiquetada como 552. Se trata de la isolínea de 552 gpdm que se destaca a propósito ya que 552 gpdm es el valor medio del geopotencial de 500 hPa sobre toda la Tierra.

Y hasta aquí la primera parte de este primer capítulo. Os habréis dado cuenta que para hablar de cómo se representan las variables en los mapas, nos hemos metido ya un poco en cuestiones posteriores (presión reducida al nivel del mar, geopotencial, isobaras, anticiclones, depresiones etc.) lo cual va a ser inevitable y no viene mal del todo. El lunes seguiremos con otros asuntos: Campos básicos y campos derivados. Mapas de análisis y mapas previstos. Que es un modelo de predicción. Hasta entonces se abre el turno de comentarios y cuestiones de todo tipo, incluidas críticas no muy agresivas a este introductor.
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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 03:51 pm    Título del mensaje:

Fuente: Revista del Aficionado a la Meteorología (RAM) http://ram.meteored.com/numero16/cursomapas6.asp

MAPAS DE ALTURA: GENERALIDADES

Manuel Palomares Calderón

Predictor del Instituto Nacional de Meteorología
macalderon@mi.madritel.es

La representación de variables meteorológicas en niveles de la atmósfera por encima de superficie se basa en una técnica que se adoptó por razones esencialmente prácticas: la referencia para situar el nivel al que se representan las variables no es la altitud sino la presión atmosférica. Las variables se representan en los mapas para valores de presión fijos como por ejemplo en el Análisis de la “Altura Geopotencial” en el nivel de 500 hectopascales, hPa, del domingo 19 de octubre a las 12 UTC (corresponde al modelo HIRLAM-INM y se obtuvo en su día de la sección “modelos” de Meteored:

http://www.meteored.com/principal/hirlam.asp

O también en la página correspondiente del INM:

http://www.inm.es/web/infmet/modnum/hirlam.html



En absolutamente todos los puntos de este mapa la presión atmosférica es 500 hPa. ¿Qué es entonces lo que varía? Pues la altitud a que está situado cada punto, es decir la altura sobre el nivel del mar a la cual la presión es 500 hPa en cada uno de ellos. Y eso es precisamente lo que indica la Altura Geopotencial (más bien Altitud porque es sobre nivel del mar) o simplemente “Geopotencial” o “Z” en algunos mapas. Pero con una salvedad:

La Altitud Geopotencial no es exactamente la lineal, es decir la distancia vertical desde el mar hasta el punto donde la presión es 500 hPa, aunque si muy parecida. El Geopotencial de 500 hPa en un punto de dicho mapa es, en física, el Trabajo necesario que habría que realizar para elevar la unidad de masa hasta el nivel de 500 hPa. Esa definición permite adoptar la altitud geopotencial como algo independiente de la aceleración de la gravedad. Al ser la Tierra achatada por los polos el valor de dicha aceleración no es constante en cada punto de la superficie y tampoco lo es por supuesto al elevarnos. Esa variación complicaba tremendamente los cálculos de los meteorólogos por lo cuando se empezaron a usar mapas de altura en los años veinte del siglo pasado, se adoptó la Altitud Geopotencial para ellos. Digamos, para liquidar el tema, que un Metro Geopotencial es igual que un metro ordinario a la latitud de 45 grados y al nivel del mar y en todos los demás casos es muy ligeramente más corto o más largo. El error que cometemos utilizando esos metros se restringe a la altitud que no es la “verdadera” por muy poco, pero para todas las demás variables meteorológicas los valores son los buscados. A partir de ahora, para simplificar hablaremos de metros, decámetros y en general altitud, entendiendo que en realidad son valores geopotenciales.

En el mapa anterior las isolíneas unen punto en los que la presión de 500 hPa se encuentra a la misma altitud y se llaman “Isohipsas” que significa “igual altura”. Por ejemplo, la isohipsa más gruesa que pasa casi por el centro de la península Ibérica está rotulada con el valor 560. Deben ser decámetros por lo que veremos enseguida, así que en todos los puntos de esa isolínea la altitud de 500 hPa se encuentra a 5600 metros sobre el nivel del mar. Puede comprobarse que las isohipsas de este mapa están rotuladas de 4 en 4 decámetros, o sea de 40 en 40 metros. El valor en rojo sobre el extremo Noroeste de la península corresponde a un mínimo de Altitud de 5480 metros y efectivamente está situado en el centro de una estructura cerrada, una “Baja de Altitud” (la denominación “Baja” se utiliza en estos mapas con preferencia a “depresión”). En cambio el valor en verde junto al límite Oeste del mapa es un máximo de 5880 metros dentro de un “Alta de altitudes” (se utiliza el término Alta en lugar de “Anticiclón”).

En resumen, en los mapas de niveles por encima del suelo la referencia básica no es la altitud como en los de superficie, en los que se tomaba como nivel de referencia 0 metros, sino la Presión. Por ese motivo se llaman “Mapas Isobáricos”; en todo el mapa la presión es la misma (me viene a la memoria una discusión en el foro de Meteored sobre la impropiedad de llamar “isobáricos” a los mapas de isobaras. Efectivamente aquellos no son isobáricos. Estos sí). También se llaman “Topografías” porque son muy semejantes a los mapas de nivel que utilizan los topógrafos para indicar las altitudes del terreno. El mapa del ejemplo, como todos los isobáricos, no es paralelo a la superficie de la Tierra. La Baja sobre Galicia corresponde a un “hundimiento”, a un hoyo circular. En cambio en la esquina Suroeste del mapa los 500 hPa están “levantados” en una especie de montaña. Si un avión vuela a la hora del mapa desde Canarias a Galicia manteniendo constante la presión de 500 hPa con su altímetro (y realmente los aviones comerciales utilizan ese procedimiento para fijar sus niveles de vuelo) estará continuamente descendiendo, desde unos 5800 metros a unos 5500 metros. Son unos 300 metros, que no es mucho en un vuelo de casi 3000 kilómetros, pero en la atmósfera significa un cambio importante. Si el avión vuela en sentido contrario estará ascendiendo esos 300 metros.

La altitud geopotencial marcada por las isohipsas ofrece también una medida de la presión atmosférica a la altitud media del mapa, pues lo único que hemos realizado es un cambio de variable. La distribución de altitudes, aparte del interés en si misma, está muy relacionada con la distribución de temperaturas pero podemos dejar eso para el próximo día.

OTROS MAPAS DE ALTURA ÚTILES

Se podrían emplear mapas isobáricos para cualquier nivel de presión, pero por convenio sólo se utilizan normalmente unos cuantos para medir con cierta aproximación la distribución de las variables en altura. Son los de la lista siguiente en la que añado el valor medio que tienen sus altitudes en números redondos:

850 hPa – Unos 1500 metros
700 hPa - Unos 3000 metros
500 hPa - Unos 5500 metros (como se ve en el ejemplo las isohipsas se mueven en torno a ese valor)
300 hPa – Unos 9000 metros
250 hPa – Unos 10300 metros
200 hPa – Unos 11800 metros

A veces se utiliza algún otro como el de 1000 hPa, un nivel que se sitúa muy próximo al del mar (recordemos que la presión atmosférica media a 0 metros de altitud está en torno a 1013 hPa). En niveles altos hay, como vemos, tres niveles isobáricos muy próximos en la lista: 300, 250 y 200 hPa. Eso se debe a que a esa altitud hay fenómenos interesantes como la tropopausa y los chorros pero que varían un poco de altitud media en función de la latitud geográfica, por lo que se intenta asegurar su localización. Además esas altitudes son a las que vuelan la mayoría de los aviones comerciales y la meteorología oficial sigue trabajando bastante en contacto con la aviación.

A efectos de disponer de una buena información sobre la situación atmosférica en nuestras latitudes es más que suficiente con manejar los mapas isobáricos de 850, 700, 500 y 300 hPa. Cada uno de ellos tiene algún uso más apropiado, aparte de que todos en conjunto ofrecen una “foto” bastante completa de la distribución vertical de la atmósfera. El mapa de 500 hPa, por ejemplo, se sitúa a un nivel en el que el peso de la columna de aire por encima es casi el mismo que por debajo (500 es casi la mitad de 1013) por lo que ofrece un valor medio de muchas variables. Aunque solo dispusiéramos del mapa de superficie con isobaras y del mapa de 500 hPa tendríamos ya una información bastante aceptable para evaluar la situación atmosférica

EL VIENTO EN LOS MAPAS ISOBARICOS

Otra información inmediata que ofrecen las isohipsas es la dirección y velocidad del viento. Se demuestra fácilmente que la Ley de Buyss-Ballot y las demás reglas sobre circulación del Viento Geostrófico (ver entrega nº 3 del cursillo) son igualmente válidas para los mapas isobáricos si cambiamos isobaras por isohipsas, depresiones por bajas y anticiclones por altas. En realidad la información es mucho mejor, porque a medida que nos elevamos sobre la superficie terrestre, en ausencia de las influencias del rozamiento, de las diferentes temperaturas del suelo y de la orografía, el viento Geostrófico se aproxima muchísimo más al real. En el mapa del ejemplo podemos garantizar que al nivel de 500 hPa existirá viento del Oeste bastante fuerte sobre Lisboa y del Suroeste, un poco menos intenso, sobre Barcelona.
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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 04:04 pm    Título del mensaje:

Fuente: Revista del Aficionado a la Meteorología (RAM) http://ram.meteored.com/numero16/cursomapas7.asp

MAPAS DE ALTURA. RELACION DE LA ALTITUD CON LA TEMPERATURA

Manuel Palomares Calderón

Predictor del Instituto Nacional de Meteorología
macalderon@mi.madritel.es


Cada vez que inicio un nuevo capítulo me siento un poco despistado. ¿Es mejor tratar las cosas desde un punto de vista absolutamente práctico o profundizar un poco? Si hablamos de temperatura en los mapas de altura, lo que mucha gente quiere saber son cosas como qué isoterma debe haber en el nivel de 850 hPa para que nieve, o cómo saber con el mapa de 500 hPa cuando se va a formar una “gota fría”. ¿Para qué intentar explicar un poco el significado atmosférico de las isohipsas o las vaguadas? Esto es un curso de mapas y para aprender meteorología teórica ya hay muchos y buenos libros que la explican mucho mejor. Pero al final hoy he acabado decidiéndome a tocar un poco más de la cuenta algunas cuestiones teóricas simples. Si entendemos lo que hay detrás de esas representaciones del aire que son los mapas seguramente también será más fácil contestar preguntas como las anteriores, para las que además, la respuesta casi nunca es una fórmula infalible. Por ese motivo ruego paciencia si hoy me enrollo un poco más de lo recomendable.

En el último capítulo veíamos que los mapas isobáricos de altura nos indicaban la altitud a la que se encuentra los niveles de presión en cada punto del mapa. Esa altitud no está simplemente relacionada con la presión en superficie, sino que a medida que nos elevamos tiene una relación cada vez mayor con la densidad de la columna de aire intermedia, es decir con su temperatura.

Para verlo podemos buscar un ejemplo examinando primeramente el Análisis de Superficie del lunes 28 de octubre a las 12 UTC del modelo HIRLAM.



Fijémonos en la isobara de 1016 hPa en este mapa de superficie. Esa isobara pasa por el estrecho de Gibraltar, después recorre dando vueltas el Mediterráneo pasando sobre la isla de Cerdeña y entra en el continente europeo llegando casi a tocar el Atlántico junto a otro estrecho, el Canal de La Mancha entre Inglaterra y Francia, donde está la ciudad de Boulogne. Así pues la presión a nivel del mar en Gibraltar, Cerdeña y Boulogne será casi idéntica, 1016 hPa.

Ahora examinemos la altitud del nivel de 500 hPa, para esos tres mismos puntos, en el Análisis de Altitud Geopotencial del mismo día y hora.



Tanto Gibraltar como Cerdeña se encuentran entre las isohipsas de 568 y 572 Dm, es decir, que la presión de 500 hPa se sitúa sobre Gibraltar y Cerdeña a una altitud en torno a los 5700 metros. Sin embargo, la isohipsa que pasa por Boulogne es la de 556, o sea que allí el nivel de 500 hPa se encuentra sólo a 5560 metros de altitud. Ya que las presiones a nivel del mar son casi iguales en los tres puntos, debe existir una diferencia. Esa diferencia consiste en que el aire sobre Boulogne es bastante más frío.

La densidad del aire depende de su temperatura (también de la humedad) y es más pesado cuanto más frío. Si dos puntos dados A y B tienen la misma presión a nivel del mar y el aire sobre ellos tiene una temperatura semejante, el nivel de presión de 500 hPa se encontrará a la misma altitud sobre A y B:



Pero si la columna de aire sobre A es más fría, el nivel de 500 hPa se encontrará más bajo sobre A:



En niveles isobáricos algo alejados de superficie, como el de 500 hPa las Bajas y Vaguadas de altitud se corresponden con zonas de aire frío y las Altas y Dorsales con zonas de aire cálido. En la figura siguiente se compara el mapa isobárico de 500 hPa anterior con el análisis de temperaturas observadas para el mismo nivel y hora:



El aire más frío (zona verde) sobre España y Francia se corresponde con la zona de bajas que marcan las isohipsas, y la zona cálida (color marrón) en el oeste del Atlántico con el Alta de altitudes que ocupa esa zona. También la dorsal que se prolonga hacia el Este de ese Alta atlántica se sitúa en la misma posición de la “isla” marrón más cálida en el centro del mapa y las temperaturas más frías (azul claro) sobre el Oeste de Francia se sitúan cerca del mínimo de altitudes en la misma zona. En resumen que las isohipsas nos están indicando también las temperaturas al nivel de 500 hPa, cuanto menos altitud menor temperatura y viceversa.

Al nivel de 500 hPa esa asociación entre altitud y temperaturas aparece muy clara (fijándose con atención parece existir un ligero “desfase” que tiene su razón de ser, ya lo comentaremos). En cambio en niveles isobáricos más bajos no hay tanta correspondencia entre altitud y temperatura como puede verse en el mapa de temperaturas observadas del nivel de 850 hPa



A este nivel la zona de temperaturas más frías no se encuentra entre España y Francia, sino más al norte, y también es diferente la distribución de temperaturas sobre el Atlántico, en comparación con el mapa de 500 hPa. Todo ello se debe a que el nivel de 850 hPa se encuentra mucho más cerca de superficie, su temperatura no están influidas por la densidad (temperatura) del aire intermedio, y su distribución es más parecida a la de las temperaturas de superficie.

A continuación podemos ver juntos en un panel los mapas para la misma hora de Superficie (arriba a la izquierda), 850 hPa (arriba la derecha), 500 hPa (abajo izquierda) y 300 hPa (abajo derecha):



La configuración es bastante semejante entre los dos primeros: la depresión sobre el Oeste de la Península Ibérica se corresponde con una baja de forma muy parecida en el nivel de 850 hPa, pero en los dos mapas de abajo, sobre todo en el 300, la baja sobre el Suroeste de Europa se prolonga en una vaguada que se extiende muy hacia el Oeste en el Atlántico. También hay diferencias entre los diferentes niveles en otras zonas del mapa

Otra diferencia importante se aprecia en que en el mapa de 500 las isohipsas están mucho más “apretadas” que en el de 850 y en el de 300 todavía más, lo que indica que la variación de las altitudes, es decir la pendiente o inclinación, es mayor en los mapas de niveles más altos. Claramente esto se debe a que según nos elevamos la diferente densidad de las columnas de aire provoca mayores diferencias de altitudes. Eso significará al mismo tiempo mayor diferencia de temperaturas entre puntos del mapa (mayor “gradiente horizontal” de temperaturas).

Existen pues diferencias entre los mapas de cada nivel, aunque con una mirada descuidada habrían parecido bastante semejantes. Esas diferencias pueden ser todavía más acusadas en otras situaciones diferentes a las del 28 de Octubre y puede haber mapas de altura con una configuración bastante distinta a los de superficie. Si la distribución vertical de temperaturas fuese la misma sobre todos los puntos del suelo, las superficies isobáricas como las representadas en los mapas de 850, 700, 500 hPa etc., serían todas paralelas. Las isohipsas tendrían la misma distribución a todos los niveles, idéntica a la distribución de las isobaras en superficie. Sería lo que los meteorólogos llaman una “atmósfera barotrópica”. Pero resulta que nunca es así, al menos en áreas suficientemente extensas y el aire tiene diferentes temperaturas a cada nivel para diferentes puntos, constituyendo una “atmósfera baroclina”.

LA VARIACION VERTICAL DEL VIENTO

Como la velocidad del viento en un mapa de altura es proporcional a la proximidad de las isohipsas (ver capítulos anteriores), se deduce que en los mapas de altura la velocidad del viento está muy asociada al gradiente o variación de temperaturas a lo largo del mapa: Cuanto mayor es el gradiente de temperaturas en un mapa isobárico más fuerte es el viento. Como dicho gradiente es, en general, más intenso en niveles altos, también es mayor allí la velocidad del viento.

Por otra parte, la variación del viento de un nivel a otro debe estar lógicamente compensada con movimientos verticales del aire y por tanto también con la diferente variación de temperaturas en la vertical. La diferencia vectorial del viento entre dos niveles isobáricos diferentes se llama por los meteorólogos “viento térmico” debido a su relación con las temperaturas.



Si la dirección y velocidad del viento en el nivel de 1000 hPa están representadas por la flecha verde y al nivel de 500 hPa por la azul, la flecha roja representa la diferencia Vectorial entre ambos vientos, es decir un viento teórico que sumado al de la flecha verde nos daría como resultante el viento de la flecha azul. Ese sería el “viento Térmico”

LOS MAPAS DE ESPESOR Y SU RELACION CON EL VIENTO TERMICO

En los mapas previstos de superficie de la Met Office (Servicio Británico) que pueden encontrarse en http://www.infomet.fcr.es/metoffice/ y en otros mapas aparecen isolíneas de Espesores (Thickness) rotuladas es decámetros o metros. Aquí debajo he copiado uno de los de la Met Office, el previsto para el 31 de Octubre a las 00 UTC, con la gran depresión que afecta a Europa occidental:



Las isolíneas de espesor aparecen a trazos para distinguirlas de las isobaras y las he resaltado en rojo en algunos tramos. Corresponden a la distancia vertical entre los niveles isobáricos dados, es decir al “espesor” de la capa de aire entre los mismos. En este mapa dichos niveles son los de 1000 y 500 hPa y las líneas de espesor están rotuladas de 18 en 18 decámetros (510, 528, 546, etc.)

Los mapas de espesores eran muy usados por los meteorólogos antes de la utilización masiva de los modelos numéricos. También se conocen como “topografías relativas” porque ofrecen la diferencia de altitudes entre dos niveles isobáricos (topografías absolutas). Mariano Medina los llamaba “los mapas de la verdad”. Al medir la separación vertical de dichos niveles en cada punto las líneas de espesor nos ofrecen una medida muy ajustada de la temperatura media de la columna de aire entre dichos niveles (la llamaremos la temperatura intermedia para abreviar), ya que el espesor entre dos niveles isobáricos es independiente de la presión atmosférica en superficie. Cuanto menor sea el espesor más frío será ese aire intermedio y cuanto mayor más cálido. En este mapa el menor espesor se sitúa en la parte noroeste del mapa con una isolínea de 510 Dm.

Una propiedad interesante de los mapas de espesores es que sus isolíneas, las líneas de espesor, marcan la dirección del Viento Térmico que hemos mencionado antes. Es paralelo a las líneas de espesor dejando a la izquierda los valores más bajos (aire más frío). He señalado por ejemplo en el mapa el Viento Térmico aproximado sobre la península Ibérica. En la zona donde está la baja de superficie sería más complicado porque debe tener un giro (hay pocas isolíneas para poder verlo bien).

Tenemos en resumen que 1) el Viento Térmico viene indicado por las isolíneas de Espesor, 2) El Viento Térmico indica la variación del viento entre dos niveles diferentes y 3) las isolíneas de espesor ofrecen una medida de la temperatura intermedia entre los dos niveles. La consecuencia de 1), 2) y 3) es que la variación vertical del viento entre dos niveles depende de la temperatura intermedia.

Todo esto les parecerá a algunos algo teórico pero en los últimos capítulos veremos cómo sirve para entender y predecir un poco la evolución de las depresiones y los frentes en los mapas. El próximo día, para compensar abordaremos algunas cuestiones muy inmediatas y prácticas sobre el uso de los mapas de altura. Será hacia el lunes 10 de noviembre porque me he comido una semana con todo el morro. Saludos y que disfrutéis del “monstruo” que aparece en el último mapa, pero esperemos también que no haya causado desgracias.
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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 04:08 pm    Título del mensaje:

Fuente: Revista del Aficionado a la Meteorología (RAM) http://ram.meteored.com/numero15/cursomapas5.asp

UTILIDAD DEL MAPA DE SUPERFICIE

Manuel Palomares Calderón (“Arcimis”)

Predictor del Instituto Nacional de Meteorología
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De los mapas de superficie pueden deducirse bastantes características del tiempo asociado y hemos visto algunas relativas al viento, nubosidad asociada a un frente frío etc. pero siempre hay que tener en cuenta que un mapa por si sólo no describe automáticamente los fenómenos atmosféricos, porque estos dependen de varias variables y de su distribución en sentido vertical y no sólo en superficie. Y aunque sólo dependiesen del mapa de superficie tendríamos que considerar todas las variables conjuntamente. Por ejemplo, la nubosidad está relacionada con los diferentes sistemas de presión y con los frentes, pero también con la humedad y el viento.

Desde luego hay algunos tipos de tiempo bastante asociados a configuraciones típicas del mapa de superficie. Prácticamente todo el mundo tiene presente al menos dos conceptos básicos sobre los mapas de isobaras: asociar las depresiones con tiempo nuboso y precipitaciones y los anticiclones con “buen tiempo” (lo he puesto entre comillas porque es un concepto muy relativo; para un agricultor el “buen tiempo”es la lluvia en ciertas épocas del año). Sin embargo esas dos nociones sólo son ciertas en parte, al menos no son la verdad absoluta. Las depresiones son efectivamente zonas donde el aire predominantemente asciende con lo que se enfría, se condensa el vapor de agua que contiene y se forman nubes; y además el ascenso vertical del aire está relacionado con la precipitación. Pero el ascenso del aire no se produce por igual en toda el área de una depresión y dependiendo de la situación en niveles altos y las masas de aire presentes pueden existir zonas de escasa nubosidad. Por su parte, en los anticiclones el aire desciende y se calienta provocando la evaporación de las nubes, pero al mismo tiempo eso favorece la estabilidad del aire cerca del suelo y si hay suficiente humedad en las zonas anticiclónicas abundan las nieblas y la nubosidad baja. Hay además una infinita variedad de depresiones y anticiclones y es difícil encontrar dos sistemas de presión exactamente iguales en todas sus características.

Como ejemplo podemos examinar un poco el análisis de superficie del domingo 12 a las 18 UTC del Servicio Meteorológico británico tomado de Infomet (http://www.infomet.fcr.es/metoffice/)

Durante ese día se ha registrado muy “mal tiempo” sobre buena parte de la península Ibérica con cielo cubierto y abundantes chubascos, tormentas y actividad eléctrica. (creo incluso que han informado de algún pequeño tornado en el nordeste) aunque en la parte Oeste ha ido aclarando después de pasar el Frente Frío. ¿Están todos esos fenómenos y ese frente tan activo asociados a la pequeña depresión de 1014 hectopascales en el mar Cantábrico? Como puede verse ese centro de baja presión apenas si es una prolongación de la gran depresión que existe sobre el Atlántico, un centro secundario de la misma.



Si sólo nos fijamos en los valores de la presión habría que atribuir mucho “peor” tiempo a toda la gran depresión Atlántica con centros de 983 y 985 hPa, pero las imágenes de satélite mostraban zonas del Atlántico con bastante menos nubosidad que sobre la península. La clave hay que buscarla en la situación en niveles altos y la distribución de temperaturas en la vertical que explicará mucho mejor el “mal tiempo” en España.

Otro ejemplo de los factores que hay que tener en cuenta para interpretar el tiempo a partir de los mapas nos lo proporciona el Anticiclón centrado entre las islas británicas y Escandinavia. En su parte Sur, en la zona de la fecha roja, hay flujo del Este en niveles bajos que dirige aire cálido y seco de centro-Europa sobre el Canal de la Mancha. Allí probablemente tengamos sólo nubosidad alta o media con tiempo seco sobre el Sur de Inglaterra. Sin embargo en la zona de la flecha verde es aire marítimo y húmedo el que alcanza la costa Noruega y aunque el centro del anticiclón está mucho más cerca puede esperarse nubosidad baja y quizá precipitaciones, al menos en la franja costera.

Las masas de aire sufren la influencia del suelo y su orografía cuando llegan a los continentes. Los vientos marítimos ocasionan nubosidad en las costas pero la misma masa de aire va perdiendo su humedad al circular sobre tierra y montañas. Es poco frecuente por ejemplo que llueva en Madrid con vientos del Norte o Noroeste que deben atravesar primero varias barreras montañosas, pero el aire del Suroeste que circula por el valle del Tajo conserva su humedad marítima y ocasiona lluvias prolongadas con depresiones que circulan bastante más al Norte. Ejemplos similares se pueden citar de cualquier punto de la Tierra. De ahí la importancia de considerar los factores geográficos junto con los mapas.

LA ESCALA DE VIENTO GEOSTROFICO

Me han preguntado por el diagrama que aparece en el ángulo superior izquierdo de los mapas de la Met Office. Antes del uso de los modelos que calculan rápidamente el valor de muchas variables, los meteorólogos eran muy aficionados a usar ábacos, escalas y muchos otros métodos gráficos para simplificar su trabajo. La escala de viento Geostrófico es un ejemplo de aquellas herramientas que la Met Office ha conservado. Si queremos por ejemplo calcular la velocidad del viento geostrófico en Londres, medimos la distancia entre las dos isobaras más próximas que he marcado con el segmento rojo.



Ese mismo segmento lo trasladamos a la escala, situando un extremo en la parte izquierda de la escala y a la altura correspondiente a la latitud de Londres, unos 52 grados. El otro extremo del segmento marcará la velocidad del viento geostrófico por medio de las líneas curvas de la escala, leyendo el valor en la parte superior o inferior de la misma. En nuestro ejemplo “bajamos” por la línea curva casi inmediata al extremo derecho del segmento y leemos 25 Nudos, unos 46 Km/hora (1 Nudo = 1,85 Km/h). Pero no olvidemos que el viento Geostrófico es sólo una aproximación al viento real en superficie y éste puede tener a veces dirección y velocidad bastante distintas.



EL MAPA DE SUPERFICIE EN EL HEMISFERIO SUR

Me ha resultado dificilísimo encontrar en Internet mapas de superficie con isobaras y frentes de la zona de América del Sur como quería (si alguien conoce una dirección que la cuente). Al final he recurrido al Servicio Meteorológico Australiano para ver un mapa del Hemisferio Sur, y me alegro, porque los australianos exponen una buena colección de ellos, análisis y previstos, para diferentes áreas y horas, en blanco y negro y colores, e incluso con “loops” de mapas a diferentes horas. Además hay una sección explicativa (“about the weather maps”) que hace la competencia a este curso. La dirección es:

http://www.bom.gov.au/weather/national/charts/

El análisis de las 12 UTC del domingo 12 era el siguiente:



Parece una imagen en el espejo de las configuraciones del hemisferio Norte. El viento circula (flechas blancas), en el sentido del reloj en las depresiones y contra el reloj en los anticiclones. Los sistemas frontales se extienden desde las depresiones hacia el norte (dirección con flechas negras). Pero el movimiento general de todos los sistemas es de Oeste a Este como en el Hemisferio Norte, también estamos en latitudes medias.

Volviendo a consideraciones como las de antes, el gran anticiclón centrado sobre la isla de Tasmania asegura “buen tiempo” sobre mitad oriental de Australia con vientos del continente, pero en la costa Este afectada por flujo marítimo puede haber nubosidad apreciable. Estamos en el principio de la primavera del Hemisferio Sur y una profunda vaguada alcanza todavía el Suroeste de Australia con un frente Frío penetrando en la costa con vientos del océano. Esa es la zona de mejor tiempo …. para los agricultores.
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez
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MensajePublicado: Mie 30 Ene 2008 04:18 pm    Título del mensaje:

Como interpretar las barbas de viento.

La barba de viento es un símbolo que nos informa acerca de la velocidad y dirección del viento. Esta diseñada para hacer fácil la interpretación de los mapas de tiempo y en este caso es muy útil cuando analizamos el perfil de viento. La punta de la barba , el cual puede ser un circulo, indica la localización de la estación o el lugar donde se realizaron las mediciones de viento .

La línea larga que parte del circulo representa la dirección del viento. Una barba que va hacia el norte (arriba) indica que el viento viene del norte. Una barba que parte hacia el este (derecha) indica que el viento viene del este, y así sucesivamente.



La línea pequeña que parte desde la larga indica la velocidad del viento. Una línea corta indica 5 nudos y una larga 10 nudos. Cuando no hay viento, inclusive la línea mas larga desaparece y se dibuja un circulo alrededor del punto que indica la posición de la estación. La figura muestra algunos ejemplos respecto a este tema .
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MensajePublicado: Sab 9 Feb 2008 02:10 pm    Título del mensaje:

Muy interesante la información The Chaser. Poco a poco la voy leyendo para digerirla.
Tengo una duda referente a las presiones atmosféricas. Se hacen mapas de superficie y también mapas topográficos a 700 hPa,850hPa,etc. En las altas latitudes la elaboración de estos mapas y su análisis permite hacer pronósticos del tiempo con gran certeza. En el trópico solemos tener menos variación barométrica y además muy regular. Es decir que diariamente en superficie hay 2 picos altos de presión y 2 picos bajos de presión. Entonces me surgen 2 interrogantes: La variación de la presión en la altura (isohipsas) sufre el mismo fenómeno que en superficie acerca de los picos diarios en el trópico? Que tan útil es para el clima tropical la elaboración de estos mapas topográficos?
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MensajePublicado: Sab 9 Feb 2008 10:49 pm    Título del mensaje:

Recuerda que las isohipsas representan la variación de la altura geopotencial a un nivel de presión es decir la presión se mantiene constante y lo que varia es la altura de la columna de aire por lo cual hablariamos de altura geopotencial.

El comportamiento de la presión a lo largo del día es una consecuencia de los cambios de temperatura y vapor de agua que a su vez alteran la densidad del aire en superficie. En los primeros niveles de la troposfera este comportamiento diurno va a afectar la columna de aire variando así la altura geopotencial igualmente de manera bimodal este efecto se va perdiendo en niveles superiores.

Los mapas de isohipsas son muy útilies como todos sabemos para la detección de sistemas meteorológicos pero puedo inferir que en realidad a lo que te refieres es a los mapas de isalobaras e isalohipsas que representan la variación de la presión y la altura geopotencial en peridos de 3, 12, 24 horas etc. Ciertamente estos mapas no son muy útiles en los trópicos y de hecho no son muy usadas. Sin embargo, las isalobaras pueden ser muy útiles a la hora de detectar en desarrollo de sistemas convectivos intensos y de gran tamaño.
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez
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MensajePublicado: Sab 9 Feb 2008 10:52 pm    Título del mensaje:

METROS GEOPOTENCIALES

Definición extraída de Climatología (Cuadrat y Pita):

Por definición, la energía de un cuerpo es su capacidad para desarrollar un trabajo y, en ese sentido, la cantidad total de energía almacenada en un objeto (su energía interna) determina la cantidad de trabajo que ese objeto puede realizar. En tanto esa energía no se pone en funcionamiento para la realización de trabajo constituye sólo lo que se denomina como energía potencial porque, en efecto, es sólo un potencial que en un momento determinado puede ponerse en movimiento.

Todos los cuerpos, en función de su posición en la Tierra, poseen una energía potencial gravitacional o energía geopotencial, porque su mera posición les otorga un potencial importante de realizar trabajo. Para comprender esta idea basta con imaginar la energía potencial que contiene un embalse; si la presa se rompe, el agua almacenada generaría un enorme trabajo destructivo solamente en virtud de su posición, siendo este trabajo tanto mayor cuanto mayor fuera la masa de agua almacenada y cuanto más elevada fuese la posición de la presa.

En el seno del aire, y por las mismas razones, cada volumen de aire contiene una energía geopotencial en virtud de su posición. Esta energía es mayor en el aire superior que en el aire en contacto con la superficie terrestre, siendo esto así porque el aire superior tiene el potencial de descender y calentarse a través de una capa más espesa de atmósfera.

Pues bien, se entiende por geopotencial "la energía potencial que posee un cuerpo en virtud de hallarse en el campo de gravitación terrestre, referido a un nivel arbitrario o cero, que se toma correspondiendo con el nivel medio del mar. Numéricamente es igual al trabajo que habría que realizar contra la gravedad para elevar la unidad de masa desde el nivel medio del mar hasta la cota en la que está situada la masa"

Si la fuerza de gravedad fuera idéntica para todos los lugares del planeta, la energía geopotencial sería idéntica para todos los puntos de una misma superficie de nivel: 1.000 m, 2.000 m, etc. Sin embargo, la aceleración de la gravedad varía con la latitud, de forma tal que una superficie geométrica no es al mismo tiempo una superficie equipotencial.

Desde el punto de vista dinámico y para los fines del análisis meteorológico, el geopotencial es una mejor medida de la altura del aire que la altura geométrica y ello es así porque cuando el aire se desplaza sobre una misma superficie geométrica generalmente pierde o gana energía. mientras que esto no sucede cuando los desplazamientos tienen lugar sobre una superficie equipotencial.

Para reflejar este hecho se ha creado el metro geopotencial (mgp) como unidad de altura geopotencial, siendo la relación entre la altura geopotencial (Z) y la altura geométrica (z): Z=(g.z)/9.8

Dado que la aceleración de la gravedad es siempre cercana a 9.8 m/s2, los metros geopotenciales y los geométricos son casi coincidentes, aunque en realidad sólo son estrictamente coincidentes en la banda latitudinal en la cual la aceleración de gravedad es exactamente 9.8. De todos modos, en cualquier punto del planeta las diferencias son tan reducidas que pueden hacerse coincidir los metros geopotenciales con lo geométricos sin que de ello se deriven errores. Por eso en la mayoría de los casos para aludir a las unidades de estos mapas se recurre indistintamente a metros o metros geopotenciales.

Pero, en uno y otro caso, lo importante es resaltar que el trazado de estos mapas lo que refleja con toda fidelidad es la distribución de las presiones en los distintos niveles de la atmósfera
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Estatio "The Chaser" Gutiérrez
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MensajePublicado: Sab 8 Mar 2008 09:08 pm    Título del mensaje:

Curso sobre interpretación de mapas meteorológicos: el CAPE (Convective Available Potencial Energy):

http://www.meteored.com/ram/800/curso-sobre-interpretacin-de-mapas-meteorolgicos-el-cape-convective-available-potencial-energy/
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