Presentación de PowerPoint - U

Universidad de Chile
Departamento de Geofísica
GF45A-GF3003
Introducción a la Meteorología y Oceanografía
Semestre Otoño 2009
CLASE 10: Sistemas de Latitudes Medias
Prof. René Garreaud
www.dgf.uchile.cl/rene
GF45A-GF3003 Introducción a la Meteorología – Clase 10
Semestre Otoño 2009 – R. Garreaud
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Semestre Otoño 2009 – R. Garreaud
El Planeta Tierra es (aprox) esférico e inclinado
respecto al plano orbital (23.5º actualmente)
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Alternancia de estaciones produce cambios en la energía solar (al tope
de la atmósfera) que reciben distintas latitudes a lo largo del año
30S
60S
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Semestre Otoño 2009 – R. Garreaud
Claramente, zonas tropicales reciben mas energía solar que latitudes altas.
Consecuentemente zonas tropicales son mas cálidas.
Sin embargo, su temperatura NO esta aumentando en forma permanente →
equilibrio térmico del planeta
Notar que Rad. Infraroja Emergente NO compensa dif. ecuador polo de Rad. Solar
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PN
ecuador terrestre
Exceso
radiativo
Déficit radiativo
PS
Radiación solar incidente
Radiación terrestre emergente
La circulación de la atmósfera y océano distribuye el
exceso de energía que reciben las zonas tropicales
hacia latitudes altas, manteniendo así el equilibrio
térmico del planeta
Transporte de calor
en la atmósfera y océano
Déficit radiativo
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Celda de circulación térmica directa
Modelo simple de circulación de un fluido sometido a una diferencia de
temperatura en sus paredes mantenida en el tiempo.
t
F
C
t+Δt
F
C
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Vientos a 1000 hPa
Climatología PLASIM
Ω = Ω0 /100
Ω = Ω0 = 2π/24 hrs-1
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Vientos a 1000 hPa
Ω = Ω0 = 2π/24 hrs-1
W
E
W
Reanalisis (obs.)
PLASIM
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Altura Geopotencial 500 hPa
Climatología
Mayo
28-05-2009
D
V
4500
6000 m
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Promedio Zonal (0-360°) Climatológico (30 años) de Temperatura
10 m/s
20 m/s
-2 m/s
Presión [hPa]
E
12 Km
W
W
6 Km
0 Km
Latitud
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Isosuperficie U>40 m/s
Climatología
Mayo
28-05-2009
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Z(500 hPa) y PNM, 30-05-2009
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Experimento de Fultz
Fotografías con exposición prolongada de trazadores superficiales en un cilindro rotatorio
Pared Fría
Pared Cálida
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
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
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
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
Cambios de tiempo en Santiago
Condición:
Frontal
Post - Frontal
http://met.dgf.uchile.cl/tiempo/
Pre - Frontal
Frontal ....