Meteorología e
Hidrológica
Meteorología
La meteorología es la ciencia interdisciplinaria, fundamentalmente
una rama de la Física de la atmósfera, que estudia el estado del
tiempo, el medio atmosférico, los fenómenos allí producidos y las
leyes que lo rigen.
La meteorología es una rama de la geofísica que tiene por objeto el
estudio detallado de la envoltura gaseosa (atmosfera) de la tierra y
sus fenómenos.
Se debe distinguir entre las condiciones actuales y su evolución
llamado tiempo atmosférico, y las condiciones medias durante un
largo periodo que se conoce como clima del lugar o región.
Mediante el estudio de los fenómenos que ocurren en la atmósfera la
meteorología trata de definir el clima, predecir el tiempo, comprender
la interacción de la atmósfera con otros subsistemas, etc. El
conocimiento de las variaciones climáticas ha sido siempre de suma
importancia para el desarrollo de la agricultura, la navegación, las
operaciones militares y la vida en general.
Símbolos Meteorológicos
Mapa Climático
Historia de la
Meteorología
Desde la más remota antigüedad se tiene constancia de la observación
de los cambios en el clima, asociando el movimiento de los astros con
las estaciones del año y con los fenómenos atmosféricos.
Los progresos posteriores en el campo meteorológico se centraron en
que nuevos instrumentos, más precisos, se desarrollaran y pusieran a
disposición. El primer descubrimiento de la dependencia de la presión
atmosférica en relación a la altitud fue realizado por Blaise Pascal y
René Descartes; la idea fue profundizada luego por Edmund Halley.
Otros progresos tecnológicos, fueron la investigación de la dependencia
del volumen del gas sobre la presión y el experimento de Benjamin
Franklin con el volantín y el rayo.
El primero en definir de modo correcto la circulación atmosférica global
fue George Hadley, con un estudio sobre los vientos alisios efectuado en
1735. En sus inicios, ésta fue una comprensión parcial de cómo la
rotación terrestre influye en la cinemática de los flujos de aire.
La observación sinóptica del tiempo atmosférico era aún compleja por
la dificultad de clasificar ciertas características climáticas como las
nubes y los vientos. Este problema fue resuelto cuando Luke Howard y
Francis Beaufort introdujeron un sistema de clasificación de las nubes
(1802) y de la fuerza del viento (1806), respectivamente. El verdadero
punto de cambio fue la invención del telégrafo en 1843 que permitía
intercambiar información sobre el clima a velocidades inigualables.
En los años 1950, los experimentos de cálculo numérico con
computador mostraron ser factibles. En 1960, el lanzamiento del
TIROS-1, primer satélite meteorológico en funcionar, significó el inicio
de una era de difusión global de las informaciones climáticas.
En los años recientes, se han estado desarrollando modelos climáticos a
alta resolución, usados para estudiar los cambios a largo plazo, sobre
todo el actual cambio climático.
Ramas de la
Meteorología
 Divisiones de la Meteorología
1) Meteorología sinóptica: estudia las variaciones diarias de las
condiciones atmosféricas a gran escala.
2) Meteorología dinámica: se encarga del estudio de los movimientos
en la atmósfera y su evolución temporal basada en los principios de
la mecánica de fluidos.
3) Meteorología física: su función es el estudio de la estructura y
composición de la atmósfera así como las propiedades eléctricas,
ópticas, termodinámicas, radiactivas, entre otras.
4) Micrometeorología: estudia la variación de los elementos
meteorológicos cerca de la tierra en un área pequeña y otros muchos
fenómenos.
El estudio de las capas más altas de la atmósfera (superiores a los 20 km
o 25 km) acostumbra a implicar el uso de técnicas y disciplinas
especiales, y recibe el nombre de aeronomía. El término aerología se
aplica al estudio de las condiciones atmosféricas a cualquier altura.
 Meteorología aplicada
La meteorología aplicada tiene por objeto acumular constantemente un
máximo de datos sobre el estado de la atmósfera y, a la luz de los
conocimientos y leyes de la meteorología teórica, analizarlos,
interpretarlos y obtener deducciones prácticas, especialmente para
prever el tiempo con la máxima antelación.
Como la atmósfera es una inmensa masa gaseosa sujeta a variaciones
constantes que, la mayoría de las veces se producen en el ámbito
regional, su estado en un momento dado sólo puede ser conocido si se
dispone de una red suficientemente densa de puestos de observación o
estaciones meteorológicas, distribuidas por todas las regiones del globo
terrestre, que a horas fijas efectúan las mismas mediciones (temperatura,
presión, humedad, viento, precipitaciones, nubosidad, etc.) y transmiten
los resultados a los centros encargados de utilizarlos.
Objetos de Estudio
Lo concerniente a la climatología y la previsión del tiempo. Su
campo de estudio abarca, por ejemplo, las repercusiones en la
Tierra de los rayos solares, la radiación de energía calorífica por
el suelo terrestre, los fenómenos eléctricos que se producen en la
ionosfera, los de índole física, química y termodinámica que
afectan a la atmósfera, los efectos del tiempo sobre el organismo
humano, etc.
Los temas de la meteorología teórica se fundamentan, en primer
lugar, sobre un conocimiento preciso de las distintas capas de la
atmósfera y de los efectos que producen en ella los rayos solares.
En particular, los meteorólogos establecen el balance energético
que compara la energía solar absorbida por la Tierra con la
energía irradiada por ésta y disipada en el espacio interestelar.
Todo estudio subsiguiente implica, por lo demás, un
conocimiento de las repercusiones que tienen los movimientos de
la Tierra sobre el clima, la temperatura, la sucesión de las
estaciones, etc.
También dan lugar a profundos estudios teóricos los dos
parámetros principales relativos al aire atmosférico: la presión y
la temperatura, cuyos gradientes y variaciones han de ser
conocidos con la mayor precisión.
En lo concerniente a la evolución del tiempo, tiene especial
importancia el estudio del agua atmosférica en sus tres formas:
(gaseosa, líquida y sólida), así como las condiciones y
circunstancias que rigen sus cambios de estado.
Otra rama fundamental se esfuerza en determinar las leyes que
rigen la circulación general de la atmósfera, la formación y los
movimientos de las masas de aire, el viento y las corrientes en
general, la turbulencia del aire, las condiciones en que se forman
y mueven los frentes, anticiclones, ciclones y otras
perturbaciones, así como los procesos que dan lugar a los
meteoros.
Equipos e
Instrumentos
Meteorológicos
En general, cada ciencia tiene su propio conjunto de
equipamiento e instrumental de laboratorio. Sin embargo, la
meteorología es una disciplina corta en equipos de
laboratorio y amplia en los equipos de observación en
campo. En algunos aspectos esto puede parecer bueno, pero
en realidad puede hacer que simples observaciones se
desvíen hacia una afirmación errónea.
En la atmósfera, hay muchos objetos o cualidades que
pueden ser medidos. La lluvia, por ejemplo, ha sido
observada en cualquier lugar y desde siempre, siendo uno
de los primeros fenómenos en ser medidos históricamente.
 Estaciones meteorológicas
Una estación meteorológica es una instalación destinada a
medir y registrar regularmente diversas variables
meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la
elaboración de predicciones meteorológicas a partir de
modelos numéricos como para estudios climáticos. Está
equipada con los principales instrumentos de medición,
entre los que se encuentran los siguientes:
Anemómetro (mide la velocidad del viento)
Veleta (mide la dirección del viento)
Barómetro (mide la presión atmosférica)
Heliógrafo (mide la insolación del suelo)
Higrómetro (mide la humedad)
Pirómetro (mide la radiación solar)
Pluviómetro (mide el agua caída)
Termómetro (mide la temperatura)
 Satélites meteorológicos
Los satélites meteorológicos son un tipo de satélite artificial
utilizados para supervisar el tiempo atmosférico y el clima
de la Tierra, por ejemplo, el fenómeno de El Niño y sus
efectos son registrados diariamente en imágenes satelitales.
El agujero de ozono de la Antártida es dibujado a partir de
los datos obtenidos por los satélites meteorológicos.
De forma agrupada, los satélites meteorológicos de Estados
Unidos, Europa, China, Canadá, India, Japón y Rusia
proporcionan una observación casi continua del estado
global de la atmósfera.
La Previsión del
Tiempo
Varias veces por día, a horas fijas, los datos procedentes de
cada estación meteorológica, de los barcos y de los satélites
llegan a los servicios regionales encargados de
centralizarlos, analizarlos y explotarlos, tanto para hacer
progresar a la meteorología como para establecer
previsiones sobre el tiempo clave que hará en los días
venideros.
Como las observaciones se repiten cada 3 horas la sucesión
de los mapas y diagramas permite apreciar la evolución
sinóptica: donde se ve cómo las perturbaciones se forman o
se resuelven, si están subiendo o bajando la presión y la
temperatura, si aumenta o disminuye la fuerza del viento o
si cambia éste de dirección, si las masas de aire que se
dirigen hacia tal región son húmedas o secas, frías o cálidas,
etc.
Pronóstico del tiempo
Parece bastante fácil prever la trayectoria que seguirán las
perturbaciones y saber el tiempo que hará en determinado
lugar al cabo de uno o varios días. Pero en realidad, la
atmósfera es una gigantesca masa gaseosa tridimensional,
turbulenta y en cuya evolución influyen tantos factores que
uno de éstos puede ejercer de modo imprevisible una acción
preponderante que trastorne la evolución prevista en toda
una región.
Las previsiones son formuladas en forma de boletines,
algunos de los cuales se destinan a la ciudadanía en general
y otros a determinadas ramas de la actividad humana entre
ellas la construcción.
Fenómenos
Atmosféricos
Huracán: Término meteorológico usado para referirse a un sistema de tormentas caracterizado
por una circulación cerrada alrededor de un centro de baja presión y que produce
fuertes vientos y abundante lluvia.
Tornado: Fenómeno climatológico que se manifiesta como una columna de aire que rota de
forma violenta y potencialmente peligrosa, estando en contacto tanto con la superficie de
la Tierra como con una nube cumulonimbus o, excepcionalmente, con la base de una nube
cúmulus.
Precipitación: Es cualquier forma de hidrometeoro que cae del cielo y llega a la superficie
terrestre. Este fenómeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero no la virga,
la neblina ni el rocío que son formas de condensación y no de precipitación.
Virga: Es el hidrometeoro que cae de una nube pero que se evapora antes de alcanzar el suelo. A
grandes altitudes la precipitación cae mayormente como cristales de hielo antes que se funda y
finalmente se evapore; se debe fundamentalmente al calor de compresión debido al incremento de
la presión atmosférica acercándose al suelo; es más común en el desierto.
Neblina: Es un fenómeno meteorológico, concretamente un hidrometeoro, que consiste en la
suspensión de muy pequeñas gotas de agua en la atmósfera, de un tamaño entre 50 y 200
micrómetros de diámetro, o de partículas higroscópicas húmedas, que reducen la visibilidad
horizontal a una distancia de un kilómetro o más.
Rocío: Es un fenómeno físico-meteorológico en el que la humedad del aire se condensa en forma
de gotas por la disminución brusca de la temperatura, o el contacto con superficies frías.
Rayo: Es una poderosa descarga electrostática natural, producida durante una tormenta eléctrica.
La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago),
causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido
del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a
través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico
del rayo; es decir, el trueno.
Calima: Es un fenómeno meteorológico consistente en la presencia en la atmósfera de partículas
muy pequeñas de polvo, cenizas, arcilla o arena en suspensión.
Viento: Es el flujo de gases a gran escala. Es el movimiento en masa del aire en la atmósfera.
Tromba: Es un embudo conteniendo un intenso vórtice o torbellino que ocurre sobre un cuerpo
de agua, usualmente conectado a una nube cumuliforme.
Tormenta: Es un fenómeno caracterizado por la coexistencia próxima de dos o más masas de
aire de diferentes temperaturas.
Aurora: Meteoro luminoso que se observa cerca de los polos magnéticos, producido por
partículas cargadas eléctricamente que proceden de las erupciones solares. Es un fenómeno en
forma de brillo o luminiscencia que aparece en el cielo nocturno, usualmente en zonas polares,
aunque puede aparecer en otras partes del mundo por cortos periodos de tiempo.
Arcoíris: Es un fenómeno óptico y meteorológico que produce la aparición de un espectro
de luz continuo en el cielo cuando los rayos del sol atraviesan pequeñas gotas de agua contenidas
en la atmósfera terrestre.
*Nota:
Meteoro: Es un fenómeno que tiene lugar en
la atmósfera o en la superficie del globo. Este
fenómeno puede consistir en una precipitación,
suspensión o depósito de partículas líquidas o sólidas,
acuosas o no, o puede consistir en una manifestación de
naturaleza óptica o eléctrica.
Importancia de la
Meteorología en la
Ingeniería Civil
Muchas obras de ingeniería civil son profundamente
influenciadas por factores climáticos, entre los que se destaca por
su regularidad las precipitaciones pluviales. Debido a esto, un
correcto dimensionamiento del drenaje garantizaría la vida útil de
una carretera, una vía férrea, un aeropuerto, etc. El conocimiento
de las precipitaciones pluviales extremas tambien garantizará la
seguridad de las represas y la seguridad de las poblaciones y
demás estructuras que se sitúan aguas abajo de la misma.
Así mismo, el conocimiento de las lluvias intensas, de corta
duración, y de otros fenómenos meteorológicos comunes en
determinada zona o región es muy importante para la
implementación de ciertas técnicas de construcción, para
dimensionar el drenaje urbano, las señalizaciones, tomar las
medidas preventivas necesarias, y así evitar inundaciones y otras
catástrofes en los centros poblados.
Descargar

Fenómenos Atmosféricos