Ciencias de la Tierra

Objetivos de la lección

• Analice la diferencia entre el clima y el clima.
• Describir la relación entre la temperatura del aire y la humedad, incluido el concepto de punto de rocío.
• Enumere los conceptos básicos de los diferentes tipos de nubes y lo que indican sobre el clima actual y futuro.
• Explique cómo se forman los diferentes tipos de precipitación.

Vocabulario

• nube
• punto de rocío
• humedad relativa

Introducción

Si alguien en todo el país le pregunta cómo es el clima hoy, debe considerar varios factores. La temperatura del aire, la humedad, la velocidad del viento, la cantidad y los tipos de nubes y las precipitaciones forman parte de un informe meteorológico exhaustivo. En este capítulo, aprenderá sobre muchas de estas características con más detalle.

¿Qué es el tiempo y el Clima?

El clima es lo que está sucediendo en la atmósfera en un lugar en particular en un momento en particular. El clima puede cambiar rápidamente. El clima de una ubicación depende de:

• temperatura del aire
• presión de aire
• niebla
• humedad
• cubierta de nubes
• precipitación
• velocidad y dirección del viento

Todos estos están directamente relacionados con la cantidad de energía que hay en el sistema y dónde está esa energía. La fuente última de esta energía es el sol.

El clima es el promedio del tiempo de una región a lo largo del tiempo. El clima de un lugar en particular es estable y cambia muy lentamente. El clima está determinado por muchos factores, incluido el ángulo del Sol, la probabilidad de cobertura de nubes y la presión del aire. Todos estos factores están relacionados con la cantidad de energía que se encuentra en esa ubicación a lo largo del tiempo.

Humedad

La humedad es la cantidad de vapor de agua en el aire en un lugar en particular. Por lo general, usamos el término para referirse a la humedad relativa, el porcentaje de vapor de agua que un cierto volumen de aire mantiene en relación con la cantidad máxima que puede contener. Si la humedad actual es del 80%, significa que el aire contiene el 80% de la cantidad total de agua que puede contener a esa temperatura. ¿Qué pasará si la humedad aumenta a más del 100%? El exceso de agua se condensa y forma precipitaciones.

Dado que el aire caliente puede contener más vapor de agua que el aire frío, subir o bajar la temperatura puede cambiar la humedad relativa del aire (Figura a continuación). La temperatura a la que el aire se satura con agua se denomina punto de rocío del aire. Este término tiene sentido, porque el agua se condensa del aire como rocío, si el aire se enfría durante la noche y alcanza el 100% de humedad.

Nubes

Las nubes tienen una gran influencia en el clima:

• evitando que la radiación solar llegue al suelo.
• absorbiendo el calor que se vuelve a emitir desde el suelo.
• como fuente de precipitación.

Cuando no hay nubes, hay menos aislamiento. Como resultado, los días sin nubes pueden ser extremadamente calurosos, y las noches sin nubes pueden ser muy frías. Por esta razón, los días nublados tienden a tener un rango de temperaturas más bajo que los días claros.

Las nubes se forman cuando el aire alcanza su punto de rocío. Esto puede suceder de dos maneras: (1) La temperatura del aire permanece igual, pero la humedad aumenta. Esto es común en lugares cálidos y húmedos. (2) La humedad puede permanecer igual, pero la temperatura disminuye. Cuando el aire se enfría lo suficiente para alcanzar el 100% de humedad, se forman gotas de agua. El aire se enfría cuando entra en contacto con una superficie fría o cuando se eleva.

El aire ascendente crea nubes cuando se ha calentado en o cerca del nivel del suelo y luego es empujado hacia arriba sobre una montaña o cadena montañosa o es empujado sobre una masa de aire frío y denso.

El vapor de agua no es visible a menos que se condense para convertirse en una nube. El vapor de agua se condensa alrededor de un núcleo, como polvo, humo o un cristal de sal. Esto forma una pequeña gota de líquido. Miles de millones de estas gotas de agua juntas forman una nube.

Las nubes se clasifican de varias maneras. La clasificación más común que se usa hoy en día divide las nubes en cuatro grupos de nubes separados, que están determinados por su altitud (Figura a continuación).

Nubes altas

Las nubes altas (Figura a continuación) se forman a partir de cristales de hielo donde el aire es extremadamente frío y puede contener poco vapor de agua. Cirrus, cirrostratus y cirrocumulus son nombres de nubes altas.

Las nubes cirrocúmulo son pequeñas nubes blancas que ondulan por el cielo, a menudo en filas. Las nubes cirros pueden indicar que se acerca una tormenta.

Nubes medias

Las nubes medias, incluidas las nubes altocúmulos y altostratos, pueden estar hechas de gotas de agua, cristales de hielo o ambos, dependiendo de la temperatura del aire (Figura a continuación).

Las nubes altas gruesas y anchas son de color gris o gris azulado. A menudo cubren todo el cielo y por lo general significan que se avecina una gran tormenta, con mucha precipitación.

Nubes bajas

Las nubes bajas (Figura a continuación) son casi todas gotas de agua. Las nubes estrato, estratocúmulo y nimbostrato son nubes bajas comunes.

Las nubes Nimbostratus son gruesas y oscuras. Traen lluvia o nieve constantes.

Nubes verticales

Las nubes con el prefijo ‘cúmulo -‘ (Figura a continuación) crecen verticalmente en lugar de horizontalmente y tienen sus bases a baja altitud y sus cimas a altitud alta o media. Las nubes crecen verticalmente cuando las fuertes corrientes de aire se elevan hacia arriba.

Aquí encontrará una guía en línea sobre el desarrollo de la nube y los diferentes tipos de nube de la Universidad de Illinois: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/home.rxml.

Niebla

La niebla (Figura a continuación) es una nube ubicada en el suelo o cerca de él . Cuando el aire húmedo cerca del suelo se enfría por debajo de su punto de rocío, se forma niebla. Los varios tipos de niebla que se forman de una manera diferente.

• La niebla de radiación se forma por la noche cuando el cielo está despejado y la humedad relativa es alta. A medida que el suelo se enfría, la capa inferior de aire se enfría por debajo de su punto de rocío. La niebla Tule es una forma extrema de niebla de radiación que se encuentra en algunas regiones.
• San Francisco, California, es famosa por su niebla de advección de verano. El aire cálido y húmedo del Océano Pacífico sopla sobre la fría corriente de California y se enfría por debajo de su punto de rocío. Las brisas marinas traen la niebla a tierra.
• La niebla de vapor aparece en otoño cuando el aire frío se mueve sobre un lago cálido. El agua se evapora de la superficie del lago y se condensa a medida que se enfría, apareciendo como vapor.
• El aire cálido y húmedo sube por una ladera y se enfría por debajo de su punto de rocío para crear niebla en pendiente ascendente

KQED: Ciencia en el LUGAR: La Ciencia de la niebla

Los niveles de niebla están disminuyendo a lo largo de la costa de California a medida que el clima se calienta. El cambio en la niebla puede tener grandes cambios ecológicos para el estado. Obtenga más información en: http://science.kqed.org/quest/video/science-on-the-spot-science-of-fog/.

Precipitación

La precipitación (Figura a continuación) es una parte extremadamente importante del clima. Algunas formas de precipitación en su lugar .

La precipitación más común proviene de las nubes. Las gotas de lluvia o nieve crecen a medida que se mueven por las corrientes de aire en una nube y recogen otras gotas (Figura a continuación). Caen cuando se vuelven lo suficientemente pesados como para escapar de las corrientes de aire que los sostienen en la nube. ¡Un millón de gotas de nube se combinarán para hacer una sola gota de lluvia ! Si las temperaturas son frías, la gotita caerá al suelo como un copo de nieve.

Otros tipos de precipitación menos comunes son el aguanieve (Figura a continuación).

Una guía en línea de la Universidad de Illinois para diferentes tipos de precipitación se ve aquí: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/prcp/home.rxml.

Resumen de la lección

• Diferentes temperaturas del aire crean células de convección.
• El aire que se eleva en una celda de convección puede enfriarse lo suficiente como para alcanzar su punto de rocío y formar nubes o precipitaciones si la humedad es lo suficientemente alta.
• Se pueden formar nubes o niebla si el aire más cálido se encuentra con una superficie del suelo más fría. La temperatura y la humedad del aire también determinan qué tipo de nubes y precipitación se forman.
• Diferentes factores juegan un papel en la creación de un clima agradable o incómodo, como cuando puede ser cálido y seco o caluroso y húmedo.

Preguntas de revisión

1. ¿Qué factores deben incluirse en un informe meteorológico exhaustivo?

2. Si Phoenix, Arizona, experimenta un día fresco y húmedo en junio (cuando el clima suele ser cálido y seco), ¿significa eso que el clima de la región está cambiando?

3. ¿Qué sucede cuando un lote de aire alcanza su punto de rocío? ¿Cuál es la temperatura?

4. ¿Qué efecto tienen las nubes en el clima?

5. Usted está de pie en un lugar que está despejado por la mañana, pero por la tarde hay tormentas eléctricas. No hay viento durante el día, por lo que las tormentas eléctricas se acumulan directamente encima de ti. Describa cómo sucede esto.

6. ¿Cuáles son los cuatro grupos de nubes diferentes y cómo se clasifican?

7. ¿Cómo se forma el aguanieve? ¿Cómo se forma el esmalte?

8. ¿Qué circunstancias deben estar presentes para que enormes bolas de granizo crezcan y luego caigan al suelo?

Puntos a considerar

• Al pensar en el clima, ¿qué factores considera importantes?
• ¿Cómo las diferencias de temperatura, humedad y presión del aire crean un clima diferente?
• Piense en los tipos de clima descritos en esta lección. Imagine tipos de clima que no ha experimentado, mire fotos y pregunte a amigos y familiares que han vivido en otros lugares cómo es su clima.