Física de la Atmósfera - Optativa 2º Ciclo Física

Física de la Atmósfera - Optativa 2º Ciclo Física - Febrero 2009
ombre:
Cada pregunta acepta una única respuesta:
- Respuesta correcta = +0.25 puntos.
- Respuesta incorrecta o nula = -0.10 puntos.
- Respuesta vacía = 0 puntos
1.- La presión a nivel del mar en Palma y Tenerife es 1000 hPa. La superficie de 850
hPa se encuentra a 1400 y 1450 m de altura, respectivamente. Si la temperatura
media del estrato 1000-850 hPa es 294.3 K en Palma, ¿cuál será dicha temperatura en
Tenerife? (considérese el aire como seco)
a) 284.8 K
b) 304.8 K
c) La misma, en virtud de la ecuación hipsométrica
d) 300.3 K
2.- Un proceso reversible y adiabático en la atmósfera implica que:
a) La temperatura potencial no se conserva
b) Es isobárico
c) La partícula de aire no contiene vapor de agua
d) Es isentrópico
3.- Dos partículas, una húmeda y otra seca, están a la misma presión. La temperatura
virtual de la primera coincide con la temperatura de la segunda. ¿Cuán de las dos es
más densa?
a) La partícula seca
b) La partícula húmeda
c) Poseen la misma densidad
d) Dependerá de la proporción de mezcla de la partícula húmeda
4.- Considérese el sondeo de la Figura 1:
a) A 700 hPa, la proporción de mezcla saturante es inferior a 5 g/kg
b) La proporción de mezcla a 800 hPa es inferior a 5 g/kg
c) La humedad relativa a 600 hPa supera el 40%
d) En superficie, un enfriamiento durante la noche de hasta 5 grados no daría lugar a
saturación
5.- Supóngase una nube cuyo LCL está a 700 hPa y que está produciendo lluvia
intensa. En el mismo punto geográfico, a 800 hPa, se tiene que:
a) Presión de vapor y presión de vapor saturante varían, pudiendo llegar a igualarse
b) Nos encontramos dentro de la nube
c) El enfriamiento debido a la evaporación de la lluvia aleja a la partícula de la
saturación
d) La presión de vapor aumenta pero la presión de vapor saturante lo hace todavía
más
6.- La mezcla isobárica de dos partículas de aire húmedo subsaturadas puede dar
lugar a saturación, ya que:
a) La temperatura de la mezcla es inferior a la temperatura original de cualquiera de
las partículas
b) La humedad específica de la mezcla es superior a la humedad específica original
de cualquiera de las partículas
c) La humedad específica saturante es función no lineal y creciente de la temperatura
d) La humedad específica saturante es función lineal y decreciente de la temperatura
7.- El ascenso adiabático de una partícula húmeda y subsaturada implica, en la
atmósfera terrestre:
a) Compresión, calentamiento y alejamiento de la saturación
b) Que la presión de vapor saturante de la partícula disminuya a un ritmo mayor que
su presión de vapor
c) Que se alcance con toda seguridad el LFC si el ascenso es suficiente
d) Que la presión de vapor de la partícula disminuya a un ritmo mayor que su presión
de vapor saturante, acercándola por tanto a la saturación
8.- Supóngase una partícula subsaturada en un ambiente cuyo gradiente vertical de
temperatura es 7.5 K/km. Recordando que el coeficiente de enfriamiento adiabático
seco es 9.8 K/km, se tendrá que:
a) Si comunicamos un leve descenso a la partícula, tenderá a alejarse todavía más de
su posición inicial
b) Un leve descenso de la partícula hará que esta se encuentre más caliente que el
ambiente
c) Si comunicamos un leve ascenso a la partícula, tenderá a alejarse todavía más de
su posición inicial
d) Si la partícula ascendiera hasta alcanzar la saturación, a partir de ese punto se
enfriaría a un ritmo mayor que 9.8 K/km
9.- Considérese el sondeo de la Figura 1:
a) El estrato 800-700 hPa presenta inestabilidad estática
b) A 900 hPa la estabilidad estática es menor que a 600 hPa
c) La inestabilidad convectiva de este sondeo no es evaluable al no existir ninguna
capa saturada
d) El estrato 700-650 hPa presenta inestabilidad convectiva
10.- Considérese el sondeo de la Figura 1:
a) La partícula de 950 hPa presenta inestabilidad condicional
b) La partícula de 700 hPa posee CAPE
c) La partícula de superficie no posee CAPE
d) La inestabilidad condicional de este sondeo no se puede conocer al no existir
ninguna capa saturada
11.- Una propiedad atmosférica F es conservativa, es decir:
dF
= C , donde C es una constante del espacio y el tiempo
dt
∂F
b)
=0
∂t
a)
c) El cambio local de la propiedad se debe única y exclusivamente a la advección
d) El flujo es geostrófico y estacionario
12.- Respecto a la componente vertical de la vorticidad relativa podemos decir:
a) En latitudes medias suele superar en magnitud a la vorticidad planetaria
b) Si es positiva se la denomina ciclónica en cualquier punto del globo
c) Representa el ritmo temporal de cambio relativo de área horizontal
d) En ambos hemisferios, si tiene signo opuesto al del parámetro de Coriolis se la
denomina anticiclónica
13.- Considerar un fuerte jet con curvatura ciclónica en el hemisferio norte:
a) En el flanco norte del jet, la vorticidad por cizalladura es positiva
b) En el flanco sur del jet, la vorticidad relativa es máxima
c) En el flanco norte del jet, la vorticidad relativa es mínima
d) En el flanco sur del jet, la vorticidad por cizalladura es positiva
14.- ¿Qué podemos decir acerca de las isohipsas?
a) Despreciando la velocidad vertical, en escala sinóptica y para un movimiento
estacionario, son las trayectorias de las partículas
b) Representan las líneas de igual tendencia de altura geopotencial
c) En los mapas sinópticos de la troposfera media, se cruzan significativamente con
las isobaras
d) Despreciando la velocidad vertical, en escala sinóptica y para un movimiento
adiabático, son las trayectorias de las partículas
15.- ¿Qué podemos decir acerca del número de Rossby?
a) El balance geostrófico exige un valor del número de Rossby aproximadamente 1
b) Los sistemas sinópticos de latitudes medias están caracterizados por un número de
Rossby pequeño, próximo a 0
c) Expresa la relación entre la fuerza de Coriolis y la fuerza bárica
d) Cuando el número de Rossby sea del orden 0.1 se podrá suponer que el viento es
ciclostrófico
16.- Una fuerte ciclogénesis está afectando a Galicia mientras que las altas presiones
se refuerzan rápidamente sobre Almería. En el centro de la Península:
a) El viento isalobárico apunta hacia el nordeste
b) El viento isalobárico apunta hacia el sudeste
c) El viento isalobárico apunta hacia el suroeste
d) El viento isalobárico apunta hacia el noroeste
17.- Considérese el perfil de viento –supuesto exactamente geostrófico– que se
muestra en el sondeo de la Figura 1:
a) En la troposfera baja hay advección fría
b) En el estrato 600-500 hPa hay advección cálida
c) En el estrato 500-300 hPa hay advección cálida
d) Sólo con el viento no se puede inferir el signo de la advección de temperatura
18.- Entre las ventajas de la presión como coordenada vertical de las ecuaciones
atmosféricas, encontramos:
a) La correspondiente velocidad vertical es nula cuando el movimiento es adiabático
b) La correspondiente ecuación de continuidad permite un diagnóstico preciso de la
velocidad vertical
c) La fuerza bárica se escribe en términos de la sencilla función de corriente de
Montgomery
d) Fuerza bárica y ecuación de continuidad son ambas lineales
19.- De la ecuación termodinámica para una atmósfera adiabática, se deduce que el
cambio local de temperatura será:
a) Si no hay advección horizontal de temperatura, positivo en zonas de ascenso
b) Debido fundamentalmente a la advección horizontal de temperatura en una
atmósfera barotrópica
c) De signo indeterminado allá donde se combine advección horizontal térmica
negativa con descensos
d) Si no hay movimiento vertical, negativo donde el viento sea paralelo a las
isotermas
20.- La aproximación del plano β consiste en que:
a) Se asume una dependencia lineal del parámetro de Coriolis con el arco del
meridiano terrestre
b) Se ignora la dependencia local y con la longitud terrestre del parámetro de Coriolis
c) Se supone un parámetro de Coriolis constante sobre toda la región de estudio
d) Se elimina el parámetro β de la ecuación de vorticidad
21.- En términos de la vorticidad relativa y en el hemisferio norte, la ecuación de
vorticidad barotrópica implica que:
a) Una partícula sin vorticidad que se mueva hacia el norte ganará vorticidad
anticiclónica
b) Una partícula con vorticidad anticiclónica que se mueva hacia el sur adquirirá
mayor vorticidad anticiclónica
c) Una partícula con vorticidad ciclónica que se mueva hacia el sur disminuirá dicha
vorticidad
d) Una partícula sin vorticidad que se mueva hacia el este adquirirá progresivamente
vorticidad ciclónica
22.- ¿Cuál de estas situaciones generaría vorticidad ciclónica según el mecanismo de
tilting?
a) El viento converge desde todas direcciones hacia un mismo punto geográfico
b) Se tiene un viento del sur que aumenta con la altura, con ascensos al oeste y
descensos al este
c) Se tiene un viento del norte que aumenta con la altura, con descensos crecientes
hacia el este
d) Siendo el viento geostrófico y en ausencia de viento térmico, hay descensos al
oeste y ascensos al este
23.- Se tiene una partícula sin vorticidad relativa ¿Cuál de estas situaciones podría
dotar de vorticidad ciclónica a la partícula según el mecanismo de divergencia?
a) Estamos en el hemisferio sur y el viento converge desde todas direcciones hacia un
mismo punto geográfico
b) Estamos en el ecuador y el viento converge desde todas direcciones hacia un
mismo punto geográfico
c) Estamos en el hemisferio norte y el viento no presenta divergencia pero sí
confluencia
d) Estamos en el hemisferio sur y el viento diverge desde un punto geográfico hacia
todas direcciones
24.- Una capa de fricción según el perfil de Ekman, implica lo siguiente:
a) Divergencia sobre las bajas presiones y convergencia sobre las altas presiones en la
capa de fricción, significando la disipación progresiva de bajas y altas
b) Disipación de los sistemas de altas y bajas presiones únicamente en aquellos
niveles que estén por debajo de la cima de la capa de Ekman
c) Ageostrofía del viento, excepto en la atmósfera libre
d) Convergencia sobre las bajas presiones y divergencia sobre las altas presiones en
la atmósfera libre, significando la disipación progresiva de bajas y altas
25.- ¿Qué podemos decir acerca de la vorticidad potencial en una atmósfera
adiabática y libre de fricción?
a) Se comportará como una propiedad conservativa cuando sea aceptable el balance
del viento térmico
b) Una anomalía positiva en niveles altos está asociada a aire relativamente frío por
debajo y cálido por encima y a un máximo de vorticidad (ciclónica o anticiclónica,
según cual sea el grado de estabilidad estática) al nivel de la anomalía
c) Es una propiedad que aumenta con la latitud y, verticalmente, suele presentar los
valores más altos en la troposfera media
d) Una anomalía negativa en niveles altos está asociada a poca estabilidad estática y a
un máximo de vorticidad anticiclónica al nivel de la anomalía
26.- Un análisis de escala de las ecuaciones atmosféricas para los sistemas sinópticos
extratropicales determina que:
a) La contribución de la velocidad vertical ω al cambio local de temperatura se puede
despreciar
b) La advección vertical de vorticidad es un término dominante para el cambio local
de dicha propiedad
c) A través de f, el efecto de la divergencia sobre el cambio local de vorticidad es tan
importante como el que tiene la advección horizonal
d) El término de tilting debe retenerse en las ecuaciones
27.- Una ventaja de la ecuación ω QG clásica frente al método cinemático de
determinar la velocidad vertical, es:
a) Se puede implementar utilizando únicamente dos análisis meteorológicos
(típicamente espaciados 6 o 12 horas) en lugar de tres
b) El forzamiento de la ecuación puede escribirse en términos del campo de altura
geopotencial
c) Los términos no lineales de la ecuación pueden controlarse mediante condiciones
de contorno apropiadas
d) Es una ecuación de pronóstico que no requiere el cálculo de la divergencia, poco
fiable
28.- El balance del viento térmico característico del marco cuasigeostrófico permite
deducir el hecho físico siguiente:
a) Si la advección de vorticidad anticiclónica disminuye con la altura, el estrato debe
enfriarse, lo que implica ascensos en dicho estrato
b) Si la advección de vorticidad ciclónica aumenta con la altura, el estrato debe
calentarse, lo que implica ascensos en dicho estrato
c) Si la advección de vorticidad ciclónica disminuye con la altura, el estrato debe
enfriarse, lo que implica descensos en dicho estrato
d) Si la advección de vorticidad anticiclónica aumenta con la altura, el estrato debe
enfriarse, lo que implica ascensos en dicho estrato
29.- Considérese el mapa sinóptico de la Figura 2, el cual muestra el campo de altura
geopotencial (línea continua), el campo de vorticidad absoluta (línea discontinua) y el
jet streak (flecha), todos ellos a 500 hPa, así como la baja de superficie según
símbolos convencionales:
a) La advección diferencial de vorticidad entre 1000 y 500 hPa será grande y positiva
en el punto “x”, derivándose de dicho forzamiento ascensos importantes
b) Al este de “L”, la notable advección cálida en la troposfera baja no se ve
acompañada por advección significativa de vorticidad a 500 hPa, por lo que no está
claro si habrá ascensos o descensos
c) Al oeste de “x” existe apreciable advección negativa de vorticidad a 500 hPa y,
muy probablemente, advección fría en niveles bajos, por lo que habría que esperar
descensos significativos
d) La alineación del jet streak con el frente frío implica que la advección de
temperatura en niveles bajos ha cesado
30.- Considérese el mapa sinóptico de la Figura 3, el cual muestra las líneas de
espesor 1000-500 hPa (línea continua) y el campo de vorticidad absoluta a 700 hPa
(línea discontinua). Según la formulación de Tremberth para la ecuación ω QG, a 700
hPa cabe esperar:
a) Descensos importantes en el punto (100W,35N)
b) Ascensos importantes en el punto (90W,50N)
c) Descensos en el punto (90W,40N)
d) Descensos en el punto (110W,40N)
31.- Considérese el mapa sinóptico de la Figura 4, el cual muestra la circulación
(línea continua) y temperatura (línea discontinua) en niveles bajos. ¿Qué podemos
decir acerca del vector Q?
a) En la costa noroccidental del Mar Negro apunta hacia el oeste
b) En el centro de la baja mediterránea apunta hacia el sur
c) Es tangente a las isotermas en todo el dominio
d) En el centro de la baja mediterránea apunta hacia el este
32.- El modelo de los 4 cuadrantes para un jet streak permite establecer que:
a) Hay ascensos en los cuadrantes salida-izquierda y salida-derecha del jet, y
descensos en sus cuadrantes entrada-izquierda y entrada-derecha
b) La superposición de los cuadrantes entrada-izquierda de dos jets situados a alturas
diferentes, conllevará importantes ascensos
c) Hay ascensos en los cuadrantes salida-derecha y entrada-izquierda del jet, y
descensos en sus cuadrantes salida-izquierda y entrada-derecha
d) Hay ascensos en los cuadrantes salida-izquierda y entrada-derecha del jet, y
descensos en sus cuadrantes salida-derecha y entrada-izquierda
33.- En virtud de la ecuación QG para la tendencia de altura, puede hacerse el
razonamiento físico siguiente:
a) La advección negativa de vorticidad conlleva una depresión local del campo de
altura geopotencial
b) Una advección de temperatura que cambia con la altura puede explicar la
traslación de los sistemas de baja presión, pero no su intensificación o disipación
c) La advección de vorticidad puede explicar la intensificación o disipación de los
sistemas de baja presión, pero no su traslación
d) La advección negativa de vorticidad conlleva un aumento local del campo de
altura geopotencial
34.- Considérese de nuevo el mapa sinóptico de la Figura 2, que ya fue descrito en la
pregunta 29. Según la ecuación QG para la tendencia de altura tendremos que:
a) A 500 hPa, la advección de vorticidad implicará el reforzamiento de la dorsal que
aparece sobre el punto “L”
b) A 500 hPa, la advección de vorticidad es máxima en el punto “x”, significando una
intensificación de la vaguada en ese punto
c) La importante advección fría que ocurre a lo largo del frente frío impedirá a la
vaguada de altura avanzar hacia el este
d) La importante advección cálida que ocurre a lo largo del frente cálido supondrá el
reforzamiento de la dorsal de niveles altos
35.- De una atmósfera cuasigeostrófica conocemos la distribución tridimensional de
vorticidad potencial. ¿Podremos realizar un pronóstico del viento geostrófico?
a) Sí, siempre que dicha atmósfera sea además adiabática y sin fricción
b) Solamente en aquellas zonas donde la liberación de calor latente sea un factor
dominante (p.e. sobre los océanos tropicales)
c) Sí, aplicando iterativamente el principio de invertibilidad
d) No, sería necesario conocer también la distribución de altura geopotencial
36.- Una anomalía positiva de PV a niveles altos (300 hPa) irrumpe desde el oeste
sobre un frente de temperatura superficial de eje oeste-este situado sobre la Península
Ibérica. Aplicando el PV thinking a dicha situación, se puede deducir que:
a) El frente de temperatura permanecerá insensible, por encontrarse a más de 5 km
por debajo de la anomalía de PV
b) El frente de temperatura se deformará, generando una anomalía superficial de
temperatura que actuará debilitando la anomalía de PV
c) El frente de temperatura se deformará, generando una anomalía superficial de
temperatura que actuará reforzando la anomalía de PV
d) Anomalía de PV y frente de temperatura cooperarán para generar e intensificar una
depresión solamente si el ambiente posee inestabilidad estática
37.- La historia de la predicción numérica del tiempo nos enseña que:
a) A pesar de que el pionero L. F. Richardson empleó un modelo filtrado, su ejercicio
de predicción fracasó por la falta absoluta de radiosondeos en aquella época
b) Existen modelos filtrados que no se basan en las ecuaciones cuasigeostróficas
c) Los modelos filtrados son los que no incluyen parametrizaciones de los procesos
físicos
d) Los modelos de ecuaciones primitivas eliminan, como posibles soluciones, las
ondas sonoras y gravitatorias
38.- ¿Qué podemos decir acerca del modelo barotrópico?
a) Es simple, pero funciona razonablemente bien para la troposfera media por ser éste
un nivel de ω nula
b) Se demuestra inadecuado para la alta y baja troposfera porque en esos niveles los
efectos de la convergencia/divergencia sobre la vorticidad son destacables
c) Al ser un modelo multinivel, si se aplica en dominios grandes o con resoluciones
muy altas, resulta computacionalmente muy costoso
d) Implementa el hecho físico de que la vorticidad puede cambian localmente
mediante el mecanismo de advección y divergencia
39.- El modelo barotrópico equivalente se formula para una atmósfera:
a) Sin viento térmico
b) Con viento térmico pero sin advección térmica
c) Sin viento térmico ni advección térmica
d) En reposo
40.- ¿Qué podemos decir acerca del modelo baroclino?
a) Al basarse en una ecuación de vorticidad sin el término de divergencia, solo es
adecuado para la escala sinóptica en latitudes medias
b) Al incorporar parametrizaciones físicas y fricción, los desarrollos baroclinos son
bastante más realistas que en otros modelos filtrados
c) Es computacionalmente asequible al basarse en un único nivel
d) Incorpora la ecuación ω QG entre sus ecuaciones
Figura 1
Figura 2
Figura 3
Figura 4
(d) SLP and T925
11 Nov 00 UTC