..

ORGANIZACION METEOROLOGICA MUNDIAL

' ..-.. .

COMPENDIO 'DE APUNTES .'-PARA LA ~ORMACION DEL PERSONAL

. M-ET R~LOGICO DE LA CLASE IV,- ,.~ ,. .• ~. "

'\ .I . .preparado por

B. J. RETALLA~K

t>.

VOLUMEN II - METEOROLOGIA

\/Secretaria de la Organización Meteorológica Mundial • Ginebra • Suiza

1973

[

- III -

VOLUMEN 11 - METEOROLOGIAFascículo 11 N D 1 C E '..

Página

PARTE 1 - METEOROLOGIA GENERAL

Introducción 1

2233445

7789

101011

1313 '14151516

.17

191920212122222424

'125

25'26

".

•••••• ' •••• ti •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Capítulo 1 - Composición de la atmósfera ••.••••••••••••.•••.••••.••••••••••1.11.21.31.!l1.51.6

Composición del aire seco ••.••••••••••.••• '••••••••••••••Ozono atmosférico •.....• ~o ••••••••••••••••• o •• ~ •••••••••

Vapor de agua en la atmósfera ••••.•••••••••••••.•••••.••Anhidrido carbónico •••~••••••••••.••..•.•••••••••••••.••Composición de la termosfera ..•....................••..••....•Gas interplanetario .......................................................

Capítulo II - Las capas de la atmósfera2.12.22.32.42.52.6

Capas de la atmósfera ~••••••••••••••••.•.••••••••.••••••''''Troposfera ......•........... e •.•.• .i.•••••••••••••••••••••••••••••••••••

Estratosfera ••.••• :•••.~•••••••••.••••..•.•••.•••.••••••Meses fero •...............................................•. G •

Termosfera ~..............................•......•.Exosfera •..................................... 11 ••••••••••••••••••••••

Capitulo 111 - Intercambios de calor en la atmósfera ••~.:.~ ••••••••••••••••••Radiación solar •••••..••.••••••••••.••••••••••••••••••••Radiación terrestre r •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Otros procesos ~e intercambio de calor •••••••• :•••1•••••

Balance energético de la atm6sfera ••••••••••.••••••••••••Efecto de la radiación en la .superficie del globo •••••••Diferencias de temperaturas entre los continentes ylos mares •..........................................•.••

3.13.23.3;.,3.43.53.6

, .. .. .C1re ••.•. 4O ••••• , •••••••••••••••••••••••••••••••••••Capitulo IV Temperatura delPrincipios fundamentale~ de la m~dida de la temperatura •Escalas de temperatu;as Celsius y Fahr~nheit ••••••••••••Conversión de la tem~eratura de una escala a otra •••••••Escala KeLvin de temperatura •••••••••••••••••••••••••.••Procesos fisicos empleados en termometria •••••••••••••••Principales tipos de term6metros ••••••.•••••••••••••••••Medida de la temperatura del aire .~•••.•••.•••••••••••••Temperatura del aire en superficie ••••••••••••••••••••••Exposición de los term.ómetro~ ••••••• ~•••••••••••••••••••Variaci6n diurna ~e la temperatura del aire en

4.14.24.34.44.54.64.74.84.94.10

superficie •.............••••..........................••Variacipn de la temperatura con la altitud4.11

Capítulo V

- IV -

- Presión atmosférica5.15.25.35.45.5

5.65.75.85.95.105.115.125.135.14 '

.. " .." ." " " " ." " .." " " ." " " " .Naturaleza de la presión atf"?sf~ris-a••••• '~••••.•.••••.••Unidades de presión atmosféric¿ •..•.•.•.•••.•.••...•••••Medida de la presión atmosférica ••••••..••...•.••..•••.•Barómetros de mercurio •...•...•••..••.•.••..•.••••••• ..',~Reducción de las lecturas del barómetro a lascond ic í one s normales ....••....•....•.....•••...•....••.•Barómetros aneroides ••.•.•..••.......•...•.•..•..••...••Barógrafos ••.........••..•....... ,...•.•.•....••..•.••••Variación de la presión con la altitud ••.........••....•Reducción de la presión a los niveles normales ••..•.••..Al timetría •........••....••...•.. ,.......•...•.•.....•••Atmósfera tipo de la OACI •............•.•... :.........••Correccione~ altimétricas - ~juste del altímetro •.•....••Variación semidiurna de la presión •••.....•...•..••.•.••Gradiente de presión ••.•• ,..............•.•...•...••...•

Capítulo VI - Aire húmedo ••........................•...........•.....•.•••••6.16.26.36.4

6.56.66.76.86.96.106.116.126.136.146.156.166.176.18

Humedad del aire ••.....•..........••.............•.•...•Los tres estados del agua ••.......•..•.••..•.. : ...•.•.••Tensión de vapor de aire -húmedo ........•........••.•.• '••Variaciones del contenido d~·la atmósfera en vaporde agua •• "" .• "."" ••...• " •.. '. " " •.•...• """ " ".". " """. " ."" .••Tensión de vapor saturante del aire húmedo •..... ,....•..Proceso de condensación .••..•...i ••••••••••••••••••••••••

Precoso isobórico ••••.•••..••.....•..••. :....•...••...••Proceso adiabótico ••.•..•.••........•• ~."•...•..•...•••..Proceso de solidificación (o congela¿iónJ •..•.••..•..•••Procesos de condensación sólida (depósitos) ••.•..•••••••

.Calor latente •..•....".,,~'.•.•...•..• :•.••.•••.•..•.••.••••Jndicadores del cdntenido de vapor de agua en el aire o.'

Hum'edad relativa ••••••••••.•••.•..•••..••.•.•••..•.••.••Métodos para medir la humedad d~l aire •••.••.••••• _ •••••Principios del termómetro húmedo ••••••...•••.•••.•••••.•Tipos de psi~rómetros ••.••.•..••••.••...••.•••••.•••••••Tablas psicrométricas ••••• :~,••. r ••••••••••••••••••••••••

Densidad del aire húmedo "••#,i':' .: ••••••••••••••••••••••••••

CapItulo VII - Viento en superficie •.•••...•....•......•..•••.•.•••••••...•••7~1 Principios generales de la medida del viento en•superficie •..••••.•••..••••..•..• ,..•...••••..••..•••.••7.2 Exposición de los instrumentos para medir el viento

en superficie ••.•.•.••.••••.••..•. ,.•.•.•.••.....••..•••7.3 Dirección del viento en superficie - Unidades ••••.•.••••7.4 Medida de la dirección del viento en superficie •••••••. ,7.5 Velocidad del viento en superficie - Unidades .~••.••••••7.6 Medida de la velocidad d~l vien~o en superficie •••••••••

Página

2929303131

32343435353637383839

42424243

434344454546464747484849495050

52

52

5253

• 545456

"'-.j

J

- v -

Capítulo VII (continuación)7.77.8

7.97.107.117.127.137.14.7.15

Variación del viento en superficie •••.•••••.•••.••••.••Variacr~ ~iu~a de la velocidad del viento ensuperficie .•....................................•......Fuerzas que act6an sobre el aire en movimiento •••.••~ .•Viento geostrófico •••••.•.••.•••••.•.••.••••••••••• :••~Viento del gradiente ••••.•••••.•••••••••••••••.•••.•• ~.Ley de B'uys-Ballot ••••.•••••.•.•..•••••••••••••••••••••Viento en la capa límite •••••••••••••••••••••••.•••••••Convergencia y divergencia horizontales •••..•••••••••..•Advección del aire •••.•••.••.•...••...••...••••••••. :••

Página

57

5757585961616263

656566666769

Capítulo VIII - Clasificación de las nubes •••••.••••••••••.••••.•••••.••••••• 65

Capítulo IX

Capítulo X

8.18.28.38.48.58.6

Nombres de las nubes •••.• ,•.•.••..••••.••.••••••••••••••Géneros de nubes ••••••..••••...••.••.•..••••••••••.••••Al tura, altitud, d í mens íón vertical •.••••.•••••.•.•••••Pisos .Definición de los diez géneros de nubes ••.•.•.•••••••••Identificación de las nubes ••••••••..••••.•••••.•••••••

- Hidrometeoros •..•••.•.•.•••••.•.•.••...•...•..•.• :•••.•.•••••9.19.29.39.49.59.6

9.79.8

Definición de meteoro ••'-~'.•.•.•.••.•••••••.••••...••••Definición de los m~teor~s •..•....•.•......••.•.•..••.•Clasi ficación de los hidrometeoros ••.•.•••.•..•.•.•.•••Precipi tación .................•........................Definición y desGripción de los hidrom~teoros ••.•.•••.•Relaciones entre las precipitaciones y,los génerosde nubes •........... e.I •••.••••••••• "••• '.~ ••••••••••••••••••

Velocidad de caída de las gotas de agua •....••...••..••Deformaci6nde las.gotas de lluvia •...•••••.•.•••••••••

,- Est~<bilidad vertical de la atmósfera ••...•.•.•...•.•...•....•

10.110.210.310.410.510.610.710.810.910.1010.1110.1210.1310.1410.15

Procesos adiabáticos en la atm6sfera ••.•.••.•••.•...•••Gradiente vertical de temperatura ••.•.••.••.••••...••.•Estabilidad •.•.....•.............••..••.•.•.......•.•.•Método de la partícula ••~¡.••................•......•••Movimie~tos verticales-dei.~ire no saturado •.•••.•••••.Movimiento vertical del áir~ nuboso •••••...•.•......•••Inestabilidad condicional •••••• :•••..•••••.••..•••..••Resumen ••••••••••••••••••.••••••.•••• ; •••••••••••••••••Nivel de condensación de la partícula ••••••••••.••••.••Turbulencia atmosfética ••.•••••.•.•.•••..•••..•.•...•••Inversiones de temperatura ••.••••••.••••.••••.•••••.•••Inversi6n de radiación ••.•.••..•..••.•••••••••••.•..•••Inversi6n de turbulencia ••••.•••..••••.••••••.••...••••Inversi6n de subsidencia ••••••••••••..•••••.•.•••.••••••Inversiones frontales· ••••.•~ ••...••••••••••••••••••••.•

717171727374

808181

84

8485'86878790919193939595969798

'~

- VI -

Capítulo X (continuación)

Capítulo ·XI

10.1610.1710.18

Efectos de las inversiones ••••••••••••••••••••••••••••Gradientes superud.iobét icos" •• ,.~ •••••••.•••••••••••••Nivel de condensación de la copo convectiva •..•••.••••

- Formación y disipación de los nubes •...••.•.•••••.•..•.••••••11.111.211.311.411.511.611.7

11.8

Condensación, congelación y sublimoción ••.••...•••••••Causas generales de la formación de nubes •••.••..•••••Turbulencib mecánico •.....•.•.•.•..•..•••...•.••• ~ ••.•.-Conve c c i ón ••••••••••••••••••••••••..••••••....•••••••••••Ascendencias orográficas •...••••••.••..•..•••.•••.•.••Ascendencias lentos y de gran extensión horizontal ••••Nubes asociadas a una ascendencia de gran extensiónhorizontal a lo largo de una zona frontal ••.•... ~ •..••D~sipación de los nubes ••........•...•...•....•••••.••

Capítulo XII - Procesos de precipi t.ccí ón •••.•••••••••••••••••••••••••••••••••

12.112.212.312.412.512.612.712.8

Tamaño de los gotitas nubosas ••••.•.••...•.•.•.•...•••Crecimiento inicial de las gotitas nubosas •..•..•.••••Mecanismo de la coalescencia •..•••.•••.....•. :...•••..Formación de cristales de hielo •...•........•..•.....•Pr9ceso de Bergeron ••.••••.:~:.....•.....•..........•• ~••Crecimiento de.tos cristal~s de hielo por colisión ••••Resumen sobre lo formación de precipitaciones •....••••Característicos de diversos tipos de precipitación ••••

Capítulo XIII - La visibilidad •..•.•••...•.•...•••.••.• ~ ...•.. :•...••••.•.•.•

Capítulo XIV

13.113.213.313.413.513.613.713.813.913.1013.1113.12

Visib-ilidad meteorológica •••.••.•••.• :••¡.••••••••• : ••.

De f inici ón de la visibilidad diurna ••.••••.•.•••••.•••.Visibilidad noc'turna.•';'•••••...•••....•...•••...•...• :;.•"-Jnstrumentosde m~dida de la visibilidad ••.•••.•.•.. :.

Factores que influyen en la visibilidad "'~"'~' ••5'"Efecto de los precipitaciones •.•••.•..•••...•..•..•".•••Niebla y neblina ~ ••••••.•••.•••••••••••.•••••••.• j ••••Rociones •..•.......•.••..............................••Partfculas de aceite •••••.•::.:,•...•...••••••••.•.•••.•••••Reducción de la visibilidad- :po:rlos humos ••••.••..•.••Reducción de la ~isibilida¿ por polvo o arena ••..•••••Efectos de partículas sblinas •...•~ •••••••..•••...•.••

- Vientos locales14.114.214.3'14.414.514.6

Brisa de mor ••••••••••••••.•••.•.•••.•.••...•....•••••Brisa de tierra ......................................•Brisa de montaña (viento catabático) ••.•••...•.•.•.•••Br í s'c de valle (viento anabático) ••.•• '.'•.••••••.•••.•Foehn ••.•••••••.•..••.•...•....•.•...........•.•.•..•••Variaciones de temperatura en el curso de lo formacióndel f oéhn ••••••••••••••••••••••••••••••••••••.••••••• e_e

'..

Página

989999

102102103103105106108

110111

114114115115116116117118119

123123123124124125125125127127128128129

131131133134135135

137

'-

Capítulo XV

Capítulo XVI

Capítulo XVII

- VII -

- Fenómenos locales violentos •....•.••..••....•...•••.•..••.•15.115.215.315.415.515.615.7

Importancia meteorológica de la noc i ón. de escala •••••T orme'<tuo .:=: ...............................•.........Formación y evolución de las células tormentosas •.•••Tipos de tormento ••••.•.••••••••.•..•••••••••..•• ,..••~Detección de los tormentos ••....••........•••..••.•• :Tarnados ••••....•••.••...•...•.••..•.....•.•.•.•.•• '.;Trombas •....•.......•.............•.................•

- Malas de aire y frentes •••.....••.•.•...•.•...•••.•.•.•. ~.•16.116.216.316.416.5'16.616.716.8

16.916.1016.11

16.1216.1316.1416.15

Definición de una masa de aire ••...•...•.....•...•.•.Regiones generadoras de masas de aire ••.•.•..•...•..•elasi ficación de las masas de aire ••.... '••.•.•..•••••Símbolos de los masas de aire •..•.....•...•• ;..;•..••Evolución de las masas de aire •.....•.•••••••••••••••Generalidades sobre los frentes ••.••.•.•••.•••••.•••••Clasificación de los frentes ••.•••.•.•••.•••••.•••••••Fenómenos asociados con los modelos teóricos defrentes ••••...•.•...•.•.....•.........•.....•.••..•••Modelo teórico del frente caliente ••.•...•_.••..•.••••Modelo teórico del frente frío ••.......•.•.•.••.....•Ciclones extrnt ropicclejr-y perturbaciones delfrente polar .La perturbación •~•••• :••••..•••.•••....•••••••.••••.•Fenómenos asociados -a las perturbaciones •..•••..•.•••Frentes ocluidos ••.•.••..•..••.•••...•.•••••••.•••••.•Fenómenos asociados con los frentes ?cluidos •••••••.•

Análisis sinóptico ••.•••.•.•....•••••.••.•..•.•..•...••••••17.117...•217.317.417.517.617.717.817.917.1017.11

Tipos de mopas sin6pticos ••.•. ~.••••••••••...•••.••.•Mapas sinóp t icos al nivel del mar ••...•.•.•.•...•.••.•Configuraciones isobáricas al nivel del mar ••.•••••••Anticiclones y dorsales •.~•••.•••..••••.•••••.•.•••••Depresiones y vaguadas •...•....••.....•.•. ,...•••..••Otras copfiguraciones isobáricas ••••.•••••.•.••..•..•Sistemas frontológicos éi"} el,mapa 01 nivel del mar •..Mapas de presión constQIJ:te.'••••••••.•...•.•.••.•.....•Análisis de las Lfnecs '(le'corriente •.••••••.•••••.•••Configuraciones de.las líneas de corriente ••.•••••.••Análisis de lo velocidad del viento •••••••••.••••••••

Página1391~9140141143143144145

147147147148149150151151

152152152

153153154155156

158158159159159-160162163165165166167

Capítulo XVIII - Relaciones entre las configuraciones sinópticas ycaracterísticas del tiempo •....•.•.•.•••.•.•..•.•....•.•.•• 17018.1 Circulación del aire en la proximidad de la

18.218.3

superficie ...................................•.......Anticiclones ~ .Dorsales ..............................................

170171171

- VIII -

CapItulo XVIII (continuación)

Capitulo XIX

Capítulo XX

18.418.518.618.718.8

Depresiones •..•...•..••......•.•..........................................Vaguadas (thalwegs) ••.•••~ .••...••..•• :.••••.•••••••Collados ~ o•• ~ ••••••••••••••••••••Tiempo ligado a los flujos de aire frío o cálidu .w •••Configuraciones de líneas de corriente y de isotacas ;"

- Meteorología tropical19.119.219.3

19.419.519.619.719.819.9

19.1019.1119.1219.13

..........................................................................Campo de la meteorología tropical ...•...••..........•

,Bajas presiones ecuatoriales •.••.•..•••••••..••••....Esquema simplificado de la circulación al niveldel mar •.••...•. 4! ••••••••••••••••••••••••••••••••••••

Alisios ~ .Monzones ••.•.••.•.••.•.••.........•..•..... ~...•••.••R~giones de monzón ••••.•. :...••...........•........••El tiempo en las regiones tropicales ••.•••••....•.•.•Zonas de convergencia ••.~ .••.....•.•.•. ~ .•..•.•.....•Caracteres del tiempo 'en el cinturón de bajaspresiones ecuatoriales ••..•.••.•••.•••.•••...••...•••Zona de convergencia intertropical ••••••.•.•••.••..•.Variación diurna y efectos locales ••.••.•••.• '••.....•Perturbaciones tropicales' •.•••.•.••...•...••••..•...•

""Ciclones tropicales •••.•.•• :'...•.....•..••.•.•..•.•••

20.1- La circulación general

20.220.3

El movimiento medio en la troposfera y e~ labaja estratosfera ••••.••••.•••••..•.•••.•••..••....••Corrientes en chorro (jet s t reoms ) ••.• :•.••.•••••.•••Modelos de la circulación general •••:••••••••••••••••

PARTE 11 - INSTRUMENTOS Y OBSERVACIONES'METEOROLOGICAS DE SUPERFICIE

Introducción

CapItulo 1

Ccp Lt ul,o II

- Naturaleza de las -observaciones ~eteorológicas ••.••••.•••••, ,

1.11.21.31.41.51.61.7

Clasi ficación de las es tnc iones ••••••••••••••••••••••a •• 0.

Las redes de estaciones ': .Los diferentes tipos d~ observaciones ••••••••••••••••Horas de las observaciones ••••••••••.•• ~ ••••••..•••••Medida de las distanc¡ps verticales ••••••••••••••••••Funciones de los observadores •••••.•••..•.•..••.•..•.Observaciones de superficie ••.•••.••••••••.••••••••••

Características generales de las observacionesinstrumentoles de superficie •••••••••.••.••...•..•.•••.••••2.i2.2

Emplazamiento y exposición de 'los instrumentos •••••.•Características generales que han de reunir losinstrumentos meteorológicos ••••••••••••.••• ,.••••••••

Página

171172172172

~173

17.4174175

175177177178179179

180180180181181

185

185187188

192

193'193194194197197198199

200200

/

201' .

/

- IX -

P6ginaCapítulo 11 (continuación)

2.3 Clases fundamentales de los instrumentos ,meteorológicos. 2022.4 Aparatos~ee}.shadores.................................. 2022.5 Tambores registradores y mecanismos de relojería •••••••• ' 2032.6 Bandas (diagramas de reqist ro) •••••••••••••••••••••• !,•• ~ 2032.7 Nonius •....................' : 2042.8 Lectura de los instrumentos meteorológicos •••••••••••• "., 205

Capítufo 111 - Clasificación de las nubes •••••.•••••••••.•.•••.••••.••••.•• ,. 2073.13.23.33.43.53~6

Capítulo IV

:Clasificaaión de los nubes •••.••••••••••••••••••••••• :••Resumen de lo clasificación de las nubes •••••••••••••.••Especies ••...........•.... ' '........•................••Variedades '. , 0

Particularidades suplementgrias y nubes aneias .~••••••••Nubes madres ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

- Medido de lo tempe~atura •••••••••••.••••••••••.••••••••.••••••4.14.24.34.44.54.64.74.84.94.104.11

.Escalas de temperatura ••••••••••••••••••.•••••••••.•••••Temperatura del aire en superficie ••••••••••••••••••••••Exposición de los termómetros •••••.••••.••••• "•••.•.•••••Termómetros de líquido en' tubo de vidrio •.••••..••••••••Lectura de los termómetros~e líquido en tubo de vidrio.Termómetro de máxima .•... ~.....•......•....•.•..........•Lectura y puesto en estación del termómetro de máximo •••Termómetro de mf n i.mo •.:•••••••~•••••••.•••••••••.••••••••Lectura y puesto en estación de un termó~etro de mínimo •Termógrafo de lámina bimetálica •••••.• ~••..••••.••••.•••Entretenimiento y calibrado del termógrdfo de lámina

207209209213,214216

218218218219219219220221221222222

bimetálica .............................................• 2234.12 C~~bio ~e los bahda~ ••••••••••••••••••••••••••••••••.••• 2244.13' Termógr'afo de tubo Bo~i-don •••••••••••.••.•••.••.••. •.•••• 225t-~ ,4.14 "Termografo de mercurio en tubo de acero ••••••••.••.••••• 2254.15 Termómetro de mínimo junto al suelo cubierto de c~~ped.. 2254.16 Temperatura del suelo ••••••••~.......................... 2264.17 Termómetros de suelo •••••••••• ~......................... 2264.18 Colocación de los termómetr-o~ en el suelo •••.•••••.•••.• 2284.19 Lectura de los termómetros del' suelo •••••••.•••.•••....• 228

e.o.". "

Capítulo V - Medido de lo presión ••••••••••••••••••• l' ••••••••••••••••••••••

5.1 Unidades de presión o tmos f é rico ••.•.•.•'•••.'•.•.•.••.•.••5.2 Bar6metro de mercurio ~ •....•..••••.•••..•..............•5.3 Condiciones normales ••....•.•.•...••......••..•.....•.••5.4 Escalas barométricas •••.•.•....•.•.••.•..•..•.•........•5.5 Reducción de los lecturas barom~tricas o condiciones

normales ••..............................................5.65.75.85.9

Emplazamiento de los barómetros •••••• ~•••••••••••.••••••Lectura de los barpmetros de mercurio ••••••••••••••.••••~ 'Bar6metros aneroides ••...~.~~ ....••.•.•....••..•••..•.•...•.Lectura de los barómetros aneroldes ••••••••••••••••• ~•••

231231232232233

23323423423~236

---------------------:----:-----------,------,-----------:---~~~~~~--¡:-~----- ~-

Capítulo V (continuación)5.105.115.125.135.14

Capítulo VI

- X -

Bor6grafo aneroide ••••••.•••...•...••• ~.~ ••••••• ~ •.••.••Entretenimiento y calibrad~declo~barógrafos aneroides •Cambios de bando •.............•. "•..........•...•.......•Variación barométrica ••..•••..••.•.•••.•••••••••.•.•• , .•Reducción de la presión a los niveles tipo •••••••••••~:¡

P6gina

236237237237237

- Medida de la humedad atmosférica ••••••••••••.•••••••••••••••.• 2402406.1

6.2

6 •.36.46.56.6

6.76.8

6.96.10

6.116.126.136.146.15

Definiciones y unidades •. ; •.•..••..•.•...•••.•••.•.•••• ~lnstrumentos de medida de la humedad atmosférica ensuperficie •.............................................Ventilación de los psicrómetros y tablas psicrométricas •Psicrómetro simple sin ventilación artificial •••••••••••Lectura del psicrómetro simple ••••••••••.••••.••.••••••••Pr.ocedimientos partic~lares para la lectura delpsicrómetro simple en los climas frIos ••.•••••••••• ~.•••Psicrómetros con venti¡ación artificial ••••••••••••••.••Métodos de obs ervcci ón aplicables a los psicrómetrosde ventilación artificial .Causas de error en psicrometría •••.•••••••••••••••••••••Característicos especiales para las regiones pólaresy tropicales ~.- '---..............................••Tablas psicrométricas ••••.....••••••••.•_••••.••.•••••••••••Principio del higrógrofo de cabello ••••••.••••••••••••••Higrógrafo de escala lineal •••••••••••••.••••••••••••••.Emplazamiento y ~mpleo del higrógrafo de cabello ••••••••Métgdos de observoci6n •••.•...•••..•••....•.•••••...•••.•

241241242243

244244

246247

248248248250251251

Capítulo VII - Medida del 'viento en superficie •••••••••••• :.................. 2537.1 Medido de lo d~recci~n del viento: qefinición y

7.27.3

7.47.57.67.77.87.97.107.117.127.137.l4'

~ unidades •....... }..... ",'................•....•.•.........•~ .......Veletas ,,' .................• ,. .Sistemas de lectura directa y sistemas de regiitro dela dirección del viento ••.••• :~•••:•••••••••••••••••••••Estimación de la dirección del viento •••••••••••••.••.••Medida de la'velocidad del viento: unidades •••••••••••••Sistemas de lectura directa y, sistemas de registro dela velocidad del viento ••:;'::'•...•••.•••••••••••••••.•••Anemómetros rototorios •. 0 ••••••••••••••••••••••••••••••••

Principio del anemómetro de tubo d~ presión ••••••••••.••Anemógrafo tubular de Rresión •••••••••• :•••••••••••.••••Entretenimiento del on;mógrafo tubular de presi6n •••••••Instalación de los instrumentos de medido del viento ••••Estimación de lo velocidad del viento •.••••••••.•.••••••Fluctuaciones del viento ••••••••••••••••••••••••••••••••Observaciones del viento en superficie ••••••••••••••••••

253253

25425.4254

255255256257260261261262262'

r :

Capítulo VIII

~-Capítulo IX

Capítulo X

Capítulo XI

- XI -

- Observación de las nubes •••.•••••.•.••••••••••••••••••••.••••"

8.18.2

Aspec 0 d:,) l~s nubes •.................•.....•...•..•..•Elementos observados en el transcurso de unaobservación de nubes ••..•••...•.•..••...•••.•••••. ~~.,••Nubosidad •......•....................................••Formas de las nubes ....•..•••••.•...••••••••.••...• ;,"."

Página265265

266267268-268279282283287

289290290290292

294296298

299299300

306306307307308308309310312313313314314315315

317317

318318

......~

!

8.38.48.58.68.7:8.8

8.9

Identificación de los géneros de nubes •••••••••••••••••Altura de la base de las nubes ••••••••••••••••••••••.••Movimienlo de las nubes ••........•................• .:.• Q •

La observación de las nubes durante la noche •••••••••••Influencias orogr6ficas ••..•..••.•••...••••.•••.••••..•

- Observación del tiempo en supe~ficie •••••••••••••••••••••••••9.1 ~Estaciones climatológicas •............................•9~2 Estaciones sinópticas r •••••••••••••• ~ ••••••••••••••••••

9.3 Términos empleados e~ la clave del tiempo presente ••.••9.4 Determinación de la intensidad de las precipitaciones ••9.5 Fenómenos meteorológicos incluidos en la clave del

tiempo presente I!.' •••••••••••

9.6 Definici6n y descripcLón de los litometeoros •••••••••••9.7 Definici6n y descripcIón~d'e los electrometeoros ••••••••9.8 Fenómenos meteorológicos que no figuran ~n la clave

del tiempo present~ •••~••••••••••••••••••••••••••••••••9.9 Observación de los fotometeoros ••••••••••••••••••••••••9.10 Definición y descripción de los fotom&teoros •••••••••••

- Medida de las precipitaciones ••••••.•• '•• l'."•••••••••••••••••••

10.1 Unidades de medid~ •••••••••••••••••••••••••••••••••••••10.2 Medid? de las precipitaciones ••~•••••••••••••••••••••••1010.3Medición de la' lluvia ••••••••••••••••••••••••••••••••••10.~ Instalación ~e los pluviómetros ••••••.•••• L ••••••••••••

10.5 Observación de la lluvia •......•......................•10.6 Pluviómetros registradores ••.••••••••••••••••••.•••••••10.7 Pluviómetros registradores del tipo de flotador ••••••••10.8 Pluvi6metros registradoré~ d~l tipo de balancín •••••.••10.9 Pluvi6metros registraaote:s·.del tipo de peso ••••••••••••10.10 Pluviógrafos de intens~d~d· ••••.••••••••••••••••••.•••••10.11 Medida de la nieve caída •••••• ~••••••••••••••••••••••••10.12 Espesor de la capa de nieve caída ••• ,•••••••••.•••••.••10.13 Contenido en agua de la capa de nieve caída ••••••••••••10.14 Medida de la capa de nieve •.....•...•.•....•.........••

- Medida de la visibilidad ••••••.••••••••••••••••••••••••••••••11.1 Definición de la visibilidad meteorológica •••••••••••••11.2 Problemas relacionados con la determínación de la

• • • • o' .••

v i s i biLí dcd ••.•.•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11.3 Plano de los puntos de referencia de la visibilidad

- XII -

Capítulo XI (continuación)11.4 Elección de los puntos deÁefere~ia de la

visibilidad para la observacign dé día •..•••.•.•...••11.5 Elección de puntos de referencia de la

visibilidad para las ob~ervaciones nocturnas ••..•..• ~.11.6 Relacjón entre la visibilidad diurna y lo nocturna •••11.7 Estimación de la visibilidad •..•••.......•.••..•••..•11.8 Instrumentos para medir lo visibilidad •••••••••.•••••11.9 .Caso en que la visibilidad varío según,la dirección

observada .•...........................................11.10 Visibilidad oblicua •.....••••.••....••.•.•....••.•.••11.11 Visibilidad vertical •.......•..•..•••.••....•.••.•.•.

Capítulo XII - Medido de lo evaporación· •....... ~ •....•.....•...••.•.• ~ ...••12.112.212.312.412.512.612.7

Factores que influyen en lo evaporación ••••.••.•••••.Unidades de medido •.... :.•....••..•.•••.•••..••••.•••Tipos de me d.i do s •••••••••••••••••••••••••••••••••• o ••

M'todos de medida ••...........•..•••••.•••••.•••••.••Evaporación de la superficie del suelo •..•..••••.••••Evaporación de uno superficie porosa humedecida ••••..Evaporación a partir de-s·u..f;te.rficieslibres de agua,en depósitos o tanques ••..~•.•.••••.•••.•••••••••.•.••Tanque de evaporación, Clese'''A''•.••.••..••••••••••.•Modo de efectuar los observaciones ••.••..•.•.•••....•

12.812.912.10 Tanques registradores ~ •.•.•..••.•••.•. ~ .••.•••••••.••

Capítulo XIII - Medida de lQ duración de lo insolación ••.•••• ~•.•...•••....•. ."

13.1 Principio del heliógrafo Campbell-Stokes ••••.•.••.•••13.2 Descripción del heliógrafo Campbell-Stokes •.••.•..•••13.3· Instalación d~l ~el{ó~rafo •.••.•. :•.•.•.•••.•••.•.•••13.4 ~ Bandas registtadoras •.••.•.••••.•.•.•.••.•.•••.•.•• :.13.5 Ajustes necesarios •.•••..•.•.•.•....••...•.• : •••.• $ ••

13.6 Forma de efectuar los ajustes· ••••••.•••...•.•..•••.••13.7 Errores de ajuste ••.......•.....••....•..•••••.•....•13.8 Mantenimiento del heli6grafo •...•..••••.•...•••••••••13.9 Cambio de banda •...... ~ .. ::.~: ........•...•.........•13.10 An6lisis de las bandas ••;~:•.;.•.•.•.•.•.•••.••.•.•••.••

Capítulo XIV - Estado del terreno14.1 La superficie del suelo desnudo •.••••.•••••••••••••••14.2 La zona representativa del terreno que rodeo la

estación .14.3 Escala para el cifrado de las observaciones del

estado de I t.er.reno ••••.•••.•••••.•••••.•••••••...••.•14.4 Elección de la cifra de lo clave

\11,

Página

I- I

Capítulo XV

- XIII -

15.1- Observaciones en la mar ••••••••••••••.••.•••••••••••••••••••••

'.

15.215.3

15.415.515.615.715.8

15.9

Element~ q0e Geben ser observados tanto en lasestaciones de tierra como en las de mar ••.•••••••••••••Medida de la temperatura del mar ••••••••••••••••••••• ~.Descripción de los métodos empleados en la medidade la temperatura del mar ••••••••••••••• w ••••••••••••• ~·

Olas del océano: características generales •••••••••••••La velocidad de las olas oceánicas ••••••••.••••••••••••

:Las olas de aguas poco profundas ••••••••••••••••••••• ~.Observación de las olas oceánicas •..•.••.••••••.•••.•••Procedimientos que se aplican a la observación de las~aracterísticas de cada sistema de olas diferentes •••••Medida de la altura y del período medio de un sistemade olas .....••........... : .................•... '.......•

Página343

343348

.349350352352353

353

35415.1q Observaciones efectuadas a bordo de los buques

mercantes ordinarios ,.... 0••••••••••••••• '•••• ti........... 35415.11

15.1215.13

15.1415.15

Observacione~ efectuadas a bordD de buquesmeteorológicos o de barcos especiales ••••••••••••••••••Medida de olas desde estaciones costeras •••••••••••••••Especi ficaciones para las olas de mar de viento yde mar de fondo •....•.. ~".: .•~,! ••• ~•••••••••••••••••••••••

Observaciones de fenómenos especiales ••.•~•••••••••••••Observaciones de hielos marinos ••••••••••••••••••••••••

, .. .•••• °0

355355

355356356

- 1 -

'..

PARTE 1 - METEOROLOGIA GENERAL

INTRODUCCION

Esta parte, que es lo primero de los que estón consagradas espeéíficamenteo lo meteorología, troto de diferentes aspectos de lo ciencia meteorológica que per-miten que el observador ~omprenda cuóles son los objetivds de los trabajos que se leencomiendan. De esta forma estaró en mejores condiciones poro efectuar buenas obser-vaciones.

Este curso de meteorología general. troto en primer lugar,en el Cap~tulo 1,de lo composición de lo atmósfe~a y luego, en el Capítulo ll,de las diferentes coposde lo misma. Los diversos aspectos de lo meteorología física y dinómica se exponenen los Capítulos 111 al XIII.

Los Capítulos XIV y XV trotan respectivamente de los vientos locales y delos fenómenos locales violentos. Lo meteoróioglra sinóptico se .estudia en los Capítu-los XVI a XIX. Finalmente, el Capítulo XX es una introducción o los diferentes as-pectos de lo circulación general.

Lógicamente, el estudiante que empiezo el estudio·de este curso debe cono-cer yo las diferentes cuestiones tratadas en el Volumen 1" "Ciencias de lo tierra"Sin embargo, algunas veces, seró muy difícil volver o -le~r determinados capítulosopropiodos de dicho volumen, en el coso de que el estudiante no hoyo adquirido todoslos conocimientos bósicos necesarios para asimilar un 1ema particular.

, .. ..... -,

- 2 -

CAPITULO·I ~

COMPOSICION DE LA ATMOSFERA

Nuestro globo está ro~eado por un gran océano de aire en cuyo fondo Vlvenla mayoría de los hombres. Este aire está constituido por diferentes gases ~ue sonatraídos hacia la ti~rra por efecto de la gravedad.

De manera convencional, se establece el límite superior de la atmósfera auno al turaaproximada de 1.000 kilómetros sobre el nivel medio del' mar. Pero la ma-yoría de. los científic~s prefieren considerar que el aire atmosférico llega hasta con-fundirse con los gases raros y el polvo del espacio interplanetario. En este caso, noexiste un límite precLso entre la atmósfera y éste espacio.

La simple consideración de la dimensión vertical de la atmósfera puede al-gunas veces inducir a error, ya que en el límite convencional de 1.000 kilómetros laatm6sfera está tan enrarecida que su densidad es menor que la del vecío que pueda ob-tener el hombre. De hecho, la parte de la atmósfera que se extiende más allá de 30 km

"de altitud, tiene una masa del 1 por ciento sol~<nte de su masa total.

Para entender bien los procesos físicos que se producen en la atmósfera, esnecesario primeram~nte conocer su composición. En este capítulo se tratará de loscomponentes de la atmósfera y de su distribución en el espació.

1.1 Composición del aire seco

El aire atmosférico es esencialmente una mezcla de gases diferentes. Perotambién se encuentro;~ en la atmósfera .parti'culas sólidas - algunas veces myy peque-ffas - polvo y humo. Además, el agua en la atmósfera no está sólamente en estado devapor, sino también en estado sólido y líquido.

En el Cuadro 1.1 se indica la composición del aire seco, por unidad de vo-lumen y al nivel del mar. '.. .. " ".Los datos de este cuadro corresponden'oi'aire seco en un lugar alejado delas ciudades y de los incendios forestales. .

jJ

--------------------~~

- 3 -

Cuadro 1.1

Composicion del aire seco~ .')

Gas Proporci6n volumétricaen la atm6sfera

'"

Ni tr6geno . \1\l \l.............. 78,084

Oxígeno ti........ 20,946

Arg6n .•...........•.....•••.•..• 0,934

Anhídrido corbén rco ••••••••••••• 0,033Ne6n ....•............ ti........... 0,00182

Hé I io 0/00052

Kript6n, hidr6geno, xe,n6n;} 0,00066ozonp, radón; etc. ••••••

En general, estos gases s,,",encuentran en .laatm6sfera en,proporciones cons-tantes hasta una altitud de 80 km ~proximadamente. Sin embargo, hay dos excepc~onesimportantes: el ozono (03) y el vapor de agua'iH20). También, en las capas bajases variable la proporci6n de anhídrico c~rb6n~co {C02)'

1.2 Ozono atmosférico

Las moléculas de ozono (03) están constituidas po~ tres átomos de oxígeno.La concentraci6n de ozono varía con la altitud, la latitud,'yla hora.

La mayor.parte del ozono que s& tormo en la a~ta estratosfera es el resul-tado de un cierto n6mero de proces~sh prlricipalmente la absorci6n de las radiacion~sultravioletas. Lai~moléculas de ozono tienden a caer en la atmósfera y se acumulanen la estratosfera inferior, entre 15 km y 25 km de altitud.

También puede formarse ozono, en pequ~ñas cantidades, cerca de la supe~fi-cie terrestre, debido a descargds eléctricas. , ,. '

Sin embargo, la concentraci6n de ozo~'il una altitud dada, varía considera-blemente a causa de la circulaci6n general de la ~tmósfera.

La presencia de ozono en la atm6sfera es indispensable para nuestro bien-estar, ya que al absorber este .gas una gro·ncantidad de las.mortíferas radiacionesultravioletas emitidas por el sol, permite al hombX\evivir !lobrela superficie de,latierra.

1.3 Vapor de agua en la atm6sfera

Lo atm6,fera no está nunca completamente seca, pues ~ontiene siempre vaporde agua en'proporciones variables. En las regiones tropicales marítimas qué son

.J

- 4 -

cálidos y húmedos, lo cantidad de vapor de agua contenido en uno muestro dado de airepuede alcanzar lo proporci6n del 3 por ciento de lo masa total de lo muestro. Por elcontrario, en ciertos regiones continentales, la proporci6n de'vapor de agua es tondébil que el> di fícil medirla. ~ r-: /'

Es de indicar que cantidades de vapor de agua relativamente pequeñb~ pue-den provocar importantes cambios de tiempo. Esto es debido sobre todo a las varia-ciones de la concentraci6n del vapor de agua en la troposfera, particularmente' ~n lascapas situadas por debajo de los 6 km, que son ias que contienen la mayor parte delvapor de agua de la atm6sfera. Este vapor de agua contenido en la atm6sfera provie-ne de la superficie terrestre por evaporaci6n del agua de las superficies Lfqu í dcs ypor la transpiraci6n de los vegetales. Después, el vapor pasa al estado líquido oal estado s61ido para volver finalmente a la tierra en forma de rocío, cencellada,llovizna, lluvia, nieve o granizo.

Por término medio, la concentraci6n de vapor de agua en la atm6sfera decre-ce con la altitud, ·pero algunas veces sucede q~e esta distribuci6n se invierte en de-terminadas capas de la atm6sfera.

1.4 Anhídrido carb6nico

El anhídrido carb6nico {C02) contenido en la atm6sfera es'debido a.rie de procesos tales como la respiraci6n humo~~ animal, la descomposici6ncombusti6n de materias que contengan carbono y a'19s erupciones volcánicas.mayor parte del gas así producido es absorbido 'por los vegetales.

una se-y laPero la

Aproximadamente el 99 por ciento del anhídrido carbónico de la tierra estádisuelto en los océanos. ,Dado que la solubilidad varía con la temperatura, el aguade los océanos absorberá o desprenderá este gas como resu.ltado de los cambios de tem-peratura de la mismo. Esto afecta o lo concentraci6n del anhídrido carb6nico delaire.

Lamuy variable.dustriales y acifra indicadaes todavía mal

concen~raci6n de anhídrido carb6nico en las proximidades del ~uelo esEn los ciudades es elevado. En las regiones alejadas de las zonas in-algunos metros solamente sobre el suelo, su valor es muy pr6ximo a laen el Cuadro 1.1. Sin embargo, su repartici6n en la alta atm6sferaconocida.

1.5 Composici6n de la termosfera, .. .

••.• 0.

A altitudes superiores a 80 km, lb mezcla de los gases de la atm6sfera noes constante. las mol~culas y los átomos más pesados tienen tendencia a separarsede los otros por efecto de lo gravedad.

Los 6tomos de un gran número de gases no están agrupados en moléculas, yaque los separan los rayos ultravioleta y los rayos X emitidos por el sol. Así, porencima de los 80 km, el número de átomos de oxígeno (O) crece con la altitud en de-trimento de las mol~culas diat6micas de oxígeno (02)' A 130 km de altitud, aproxi-madamente, dos tercios de las moléculas:de oiígeno ~stán separadas en átomos de oxí-geno.

- 5 -

El resultado de estos procesos es que, a niveles muy elevados, las molécu-las de nitrógeno ceden ;,u sitio a los átomos de oxígeno que, a su vez, son remplaza-dos ppr átomos de hidrógeno, más ligero en las capas aún más elevadas.

-..... 1') ,,-...

Las radiaciones solares de onda corta provocan también la ionizaci6n. Yah~mos in¿icado en el párrafo 1.8 del Volumen 1 "Ciencias de la tierra" que un átomoeléctricamente neutro se convertía en un i6n positivo cuando perdía un elec-tr6n y enun i6n negativo cuando lo ganaba. Este proceso se llama ionizaci6n.

La ionizaci6n puede producirse a altitudes inferiores a 80 km, pero es enla termosfera donde se observa la mayor concentraci6n de iones. En la parte infe-rior de esta regi6n se encuentran iones negativos, iones positivos, electrones li-bres, así como átomos y moléculas neutras. Mientras que en la parte superior, pre-dominan sobre todo los protones (átomos de hidrógeno ion izado) y los electrones. Des-pués llega~os o un nivel en el que la atm6sfera terrestre comienza a confundirse conlos gases muy enrarecidos del espacio interplanetario.

1.6 Gas interplanetario

te vacío.lientes y

El espacioAunque la

partículas

entre los planetas de nuestro sistema solar no está completamen-densidad de la materia sea muy baja, contiene ciertos gases ca-s61idas.

Los moteriale~ que existen en estad~gaseoso en estas regiones constituyenel gas interplanetario, puesto que se encuentra "entre los planetas", y está compues-to sobre todo de protones y electrones. . .

El movimiento orbital de la tierra alrededor del sol se efectúa en el gasinterplanetario. Por eso, los límites de la atm6sfera se pueden considerar confun-didos con esta materia muy enrarecida.

Teniendo en cuento su composici6n, las reacc¡ones químicas, la ionizaci6n,la temperatura, etc. se puede divid~r la 'atm6sfera en diferentes capas. En el si-guiente capítulo s~ estudiarán las características de algunas de estas regiones.

, .EJERCICIe~ .-,

1. Indíquese brevemente cuál es la'composici6n'del aire seco en los 80 km dealtitud.

2. La mayor parte de los gases atmosféricos se encuentran en proporcionesconstantes hasta una altitud de 80 km aproximadamente. Sin embargo, tresgases son una excepción, ¿cuáles? Indíquese para uno de ellos cuáles sonlos factores que pueden modificar su concentración.

3. ¿Cuál es la composición de ~a termosfera?

,7

4.

5.

- 6 -

¿Por qué procesos se produce o se extrae de la atm6sfera el anhídrido car-b6nico?

Descr!base brevemente:

a) el límite superior de la atm6sfera¡'..

b) la ionizaci6n.

, .. .•••• °0

"-