Meteorología



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Meteorología
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ciencia , disciplina académica
Subclase de ciencia de la Tierra Editar
Nombre corto tiempo Editar
Practicado por meteorólogo Editar
Asunto de la disciplina clima , atmósfera de la tierra Editar
Historia Historia de la meteorología Editar
Intercambio de pila de etiquetas https://earthscience.stackexchange.com/tags/meteorology Editar

La meteorología es una ciencia cuyo propósito es el estudio de fenómenos meteorológicos como las nubes , la lluvia o el viento para comprender cómo se forman y evolucionan en función de parámetros medidos como la presión , la temperatura y la ' humedad . La palabra proviene del griego antiguo  / metéros ("  que está sobre la tierra  "), que se refiere a partículas suspendidas en la atmósfera y -  / -logia , "habla" o "conocimiento".

Es una disciplina que se ocupa principalmente de la mecánica de fluidos y la termodinámica, pero que utiliza otras ramas de la física , la química y las matemáticas . Originalmente puramente descriptiva, la meteorología se ha convertido en un lugar de aplicación de estas disciplinas. Para ello, debe basarse en una red coherente de observaciones: la primera de este tipo, que se refiere a un territorio multinacional extendido, apareció en 1854, bajo la dirección del francés Le Verrier, quien estableció una red europea de datos atmosféricos y operado desde operativo desde 1856.

La meteorología moderna hace posible pronosticar la evolución del clima basándose en modelos matemáticos a corto y largo plazo que asimilan datos de muchas fuentes, incluidas estaciones meteorológicas, satélites y radares. La meteorología tiene aplicaciones en campos muy diversos como necesidades militares, producción de energía, transporte (aéreo, marítimo y terrestre), agricultura , medicina , construcción , fotografía aérea y cine . También se aplica para pronosticar la calidad del aire .

Histórico

La historia de la meteorología conoce tres períodos. En primer lugar, muy temprano en la Antigüedad , la gente intenta interpretar los fenómenos meteorológicos que marcan su vida. Sin embargo, solo confían en sus sentidos y enfrentan la ira de la naturaleza. Durante este período, los chinos son los primeros en tener un enfoque riguroso de los fenómenos meteorológicos. Por lo tanto, es en China donde se han encontrado las observaciones meteorológicas más antiguas ya en 1216 a. C.

El término meteorología es creado por el filósofo griego Aristóteles para describir lo que llamaríamos Ciencias de la Tierra en general y no el campo exclusivo del estudio de la atmósfera . Anaximandro es el primero en explicar los fenómenos meteorológicos por la intervención de los elementos y no por causas divinas.

A partir del VI °  siglo , después de la caída del Imperio Romano de Occidente y los fenómenos meteorológicos extremos de 535-536 , comienza en Europa por segunda vez en la historia de la meteorología, mientras que estos acontecimientos conducen a una regresión brutal irá hasta que el renacimiento de la siglo XII . Este comienzo de la Edad Media supuso el abandono de gran parte del saber grecorromano, salvo en las bibliotecas de algunos monasterios . Solo quedan algunos dichos meteorológicos de recetas orales y observaciones más o menos rigurosas. Entonces, la meteorología es solo una pseudociencia . A pesar de todo, los dichos, lejos del rigor científico, no están todos desprovistos de significado. El mundo bizantino, por su parte, ha conservado la herencia grecorromana, pero está agotado en la defensa militar de sus territorios frente al imperio árabe-musulmán. Esto equivale más o menos visión herencia grecorromana (que es parcialmente retransmisión en Europa durante el Renacimiento del siglo XII ) y perpetúa o incluso se desarrolla, el conocimiento constante al XIV °  siglo . La llegada a la XV ª  siglo refugiados que huyen bizantino conquistas árabes que terminaron con un retorno de muchos textos griegos y romanos.

El tercer período en la historia de la meteorología comienza con el nacimiento de la meteorología moderna y, por tanto, el fin del empirismo y los dichos. La idea de hacer observaciones regulares como base para el trabajo en meteorología proviene de la XV ª  siglo. Se trata primero de una serie de instrumentos que se desarrollan como Galileo que construyó un termoscopio , antepasado del termómetro , Evangelista Torricelli que creó el primer vacío artificial y utilizó el concepto para imaginar el primer barómetro y Robert Hooke que redescubrió el principio del ' anemómetro para medir la velocidad del instrumento de viento esencial para la navegación.

Luego está el estudio de los fenómenos meteorológicos. En Europa, Blaise Pascal descubre que la presión también disminuye con la altitud e infiere que hay un vacío más allá de la atmósfera y Edmund Halley mapea los vientos alisios y entiende que los cambios atmosféricos son causados por el calentamiento solar diurno. En Estados Unidos, Benjamin Franklin se da cuenta de que los sistemas meteorológicos van de oeste a este en América del Norte, publica el primer mapa científico de la Corriente del Golfo , muestra que los rayos son un fenómeno eléctrico , vincula las erupciones volcánicas y el comportamiento del clima, y especula sobre los efectos de la deforestación. sobre el clima .

Al principio del XIX °  siglo están surgiendo conceptos más generales. El británico Luke Howard escribe Sobre la modificación de las nubes en el que da los nombres que ahora conocemos a las nubes del latín . Francis Beaufort presenta su escala descriptiva de vientos destinada a los marineros, la escala de Beaufort , que relaciona los efectos del viento sobre las olas con su fuerza en nudos . En 1835, en un artículo sobre las ecuaciones del movimiento relativo de los sistemas de cuerpos , Gaspard-Gustave Coriolis describe matemáticamente la fuerza que lleva su nombre: la fuerza de Coriolis . Esta fuerza es esencial para describir el movimiento de los sistemas meteorológicos como Hadley había previsto un siglo antes. En 1838, William Reid publicó su controvertida Ley de las tormentas , describiendo el comportamiento de las depresiones , que dividió a la comunidad científica durante diez años.

Al mismo tiempo, se estaban desarrollando las primeras redes de observación. En 1654, por consejo del jesuita Luigi Antinori, Fernando II de Medici inauguró la primera red meteorológica mundial coordinada por la Sociedad Meteorológica de Florencia . En 1849, la Institución Smithsonian , bajo la dirección del físico Joseph Henry, comenzó a establecer una red de estaciones meteorológicas de observación en los Estados Unidos . Las observaciones se difundirán rápidamente gracias a la invención en 1837 por Samuel Morse del telégrafo . Urbain Le Verrier , director del Observatorio de París , y el vicealmirante Robert FitzRoy hicieron lo mismo en Europa en 1856 y 1860.

Todas las redes de avistamiento mencionadas hasta ahora eran independientes. Por tanto, no se pudo transmitir información meteorológica crucial. Esto fue particularmente importante en el mar. El principal impulsor del comercio internacional será el estadounidense Matthew Fontaine Maury . En 1853, una primera conferencia de representantes de diez países se reunió en Bruselas para formalizar un entendimiento y estandarizar la codificación de datos meteorológicos. En 1873, la Organización Meteorológica Internacional fue fundada en Viena por países con un servicio meteorológico.

En 1902, después de más de 200 lanzamientos de globos, a menudo realizados de noche para evitar el efecto de la radiación solar, Léon Teisserenc de Bort descubrió la troposfera , la tropopausa y la estratosfera , lo que puso en marcha la aerología aplicada a la meteorología. En 1919, la escuela de Bergen en Noruega, bajo la dirección de Vilhelm Bjerknes , desarrolló la idea de masas de aire que se encuentran a lo largo de áreas de discontinuidad que se denominan frentes . Al combinar la fuerza de Coriolis, estas nociones y la fuerza de presión, explicaron la generación, intensificación y declive de los sistemas meteorológicos de latitudes medias. Incluso hoy, las explicaciones meteorológicas simplificadas que vemos en los medios utilizan el vocabulario de la escuela noruega.

Durante la Segunda Guerra Mundial , la meteorología se convirtió en un instrumento esencial del esfuerzo bélico y pudo beneficiarse de un apoyo nunca antes visto. Se crearon escuelas para formar a un gran número de técnicos y meteorólogos porque desempeñaba un papel de liderazgo en la ruta de los barcos y convoyes de suministro, el despliegue de la aviación y la planificación de las operaciones militares. La Guerra del Clima del Atlántico Norte , entre otros, vio a los Aliados (Gran Bretaña en particular) y Alemania competir por el acceso a datos meteorológicos fiables en el Atlántico Norte y el Ártico. Después de la guerra, en 1951, la Organización Meteorológica Mundial (OMM) fue fundada por la ONU para reemplazar a la Organización Meteorológica Internacional creada en 1873 para la difusión de datos meteorológicos.

Como la meteorología está relacionada con la mecánica de fluidos (ver la sección de ciencias meteorológicas ), ya en 1922 Lewis Fry Richardson publicó Predicción meteorológica por proceso numérico que describía cómo los términos menores en las ecuaciones del movimiento del aire podrían ignorarse para resolver más fácilmente las condiciones futuras de la atmósfera. Sin embargo, no fue hasta la llegada de las computadoras , después de la Segunda Guerra Mundial, que su idea se puso realmente en práctica a partir de la década de 1950. Fue el comienzo de la predicción meteorológica numérica , una formulación en forma de programas informáticos cada vez más completos para resolver ecuaciones meteorológicas.

Primera imagen de TIROS-1 de la Tierra desde el espacio.

Luego se desarrollan nuevos instrumentos:

  • Los primeros radares meteorológicos operativos gracias a varios investigadores, incluidos David Atlas y J. Stewart Marshall  ;
  • El primer satélite meteorológico se puso en órbita en 1960 ( TIROS-1 ). Esto marca el comienzo de la recopilación de datos meteorológicos desde el espacio con una resolución mucho más alta que la de las estaciones terrenas;
  • Ondas de radio de telecomunicaciones a principios del XX °  siglo y por satélite, y en la década de 2000, el Internet acaba de revolucionar la distribución de la información.

El desarrollo de computadoras más potentes en la década de 1970 y supercomputadoras en la década de 1980 condujo a una mejor resolución de los modelos numéricos de predicción del tiempo . La investigación sobre la atmósfera, los océanos y sus interrelaciones, los fenómenos a gran escala como El Niño y los ciclones tropicales o la escala fina como las tormentas eléctricas mejoran el conocimiento de los fenómenos meteorológicos. Sigue una mejor parametrización de las ecuaciones. Además, los instrumentos de recopilación de datos han evolucionado mucho desde 1960: la automatización de esta recopilación, la teledetección y la mejora de su resolución conducen a sondeos más precisos de la atmósfera.

Más recientemente, ha despegado el estudio de las tendencias de la temperatura y la concentración de CO 2 . Desde el final del XX °  siglo , la mayoría de los científicos han reconocido la existencia de calentamiento global desde el comienzo de la era industrial . Al principio del XXI °  siglo , un informe internacional de expertos reconoció la acción humana como el más probable responsable de dicho calentamiento y predijo una continuación de la misma.

Ciencia meteorológica

El objetivo de la meteorología es encontrar las leyes que gobiernan la dinámica del fluido que llamamos aire y poder predecir su comportamiento futuro. El aire es un fluido compresible, compuesto de diferentes gases y que se encuentra en una capa delgada en la superficie de un marco giratorio (la Tierra ). Como la meteorología es una rama de la física, la teoría de fluidos, el cálculo de fuerzas y la termodinámica se utilizan para explicar el comportamiento de la atmósfera.

Comportamiento a gran escala

Primero, para explicar el movimiento del aire a escala planetaria, la llamada escala sinóptica , nos encontramos con siete incógnitas:

  • Presión (P)
  • Temperatura (t)
  • Densidad del aire ( )
  • Contenido de agua (q)
  • Tres dimensiones x, y y z

Entonces necesitas siete ecuaciones:

donde g es la constante de gravedad;
  • la ecuación de continuidad de masa relaciona la variación de masa en un volumen de aire y su forma a lo largo del tiempo (véanse las ecuaciones de Navier-Stokes );
  • la ecuación de composición relaciona el contenido de agua del aire y su variación en el espacio.

Las ecuaciones de balance de energía de la termodinámica tienen en cuenta los cambios de fase de uno de los componentes importantes de la atmósfera: el agua.

Resolver estas ecuaciones no es fácil porque tienen muchos términos que no actúan todos en la misma escala. Por ejemplo, en las ecuaciones de momento, las ecuaciones calculan el movimiento del aire por la diferencia entre el gradiente de presión y la fuerza de Coriolis. Dado que las fuerzas involucradas son casi iguales, la diferencia será unos pocos órdenes de magnitud menor. Por tanto, un error de cálculo da lugar a grandes diferencias en el resultado.

Además, la atmósfera es un sistema donde las variables cambian de valor en cada punto. No es posible sondearlo con una resolución que nos permita definir perfectamente su estado inicial. Es por eso que los primeros meteorólogos desarrollaron por primera vez modelos conceptuales empíricos para explicar el comportamiento de la atmósfera. Los frentes , barométricos huecos y otras palabras tan bien conocidas en el vocabulario de los presentadores meteorológicos a partir de estas primeras explicaciones de la época . Fueron posibles gracias al desarrollo de medios para sondear la atmósfera mediante la aerología .

Posteriormente, las teorías de la dinámica atmosférica y los datos obtenidos de las radiosondas permitieron el desarrollo de modelos matemáticos utilizando solo los términos más importantes en las ecuaciones y simplificando la estructura de la atmósfera. Con el advenimiento de la informática, es posible que los términos olvidados se hayan incorporado gradualmente, aunque todavía no se han incorporado por completo (consulte Predicción numérica del tiempo ).

Sin embargo, la meteorología todavía se ve obstaculizada por la muy baja densidad de datos disponibles. Las estaciones de sondeo se encuentran a varios cientos de kilómetros entre sí y aunque los sensores remotos como satélites y radares aumentan la definición del análisis, toda esta información contiene grandes imprecisiones. Por tanto, la previsión meteorológica sigue siendo una mezcla entre los cálculos procedentes de las ecuaciones y la experiencia del meteorólogo.

Comportamiento de escala fina

Las ecuaciones vistas arriba involucran ciertas suposiciones que asumen que el movimiento del aire y la condensación ocurren lo suficientemente lento como para que la presión, la temperatura y el contenido de agua se adapten gradualmente. Sin embargo, cuando bajamos a escalas más finas, del orden de unos pocos metros a unos pocos kilómetros, y cuando los movimientos son rápidos, algunas de estas ecuaciones son solo aproximaciones.

Por ejemplo, la ecuación hidrostática no se respeta en tormentas donde el agua contenida en los volúmenes de aire en ascenso , se condensa más lentamente de lo que se podría pensar. De hecho, las variaciones de presión y temperatura se producen de forma no lineal en este caso. El papel de varios investigadores meteorológicos es, por lo tanto, investigar fenómenos a pequeña escala como tormentas eléctricas, tornados e incluso en sistemas a mayor escala, como ciclones tropicales, que incluyen elementos de escala fina.

Capa límite

La mayor parte del intercambio de calor, humedad y partículas se produce en la fina capa de aire que se encuentra justo encima de la superficie terrestre. Estamos hablando aquí de la interacción océano-atmósfera, elevación orográfica , convergencia por relieve, área urbana versus rural, etc. La fricción está presente en todas partes, pero es muy variable en esta capa y provoca turbulencias que hacen que estos intercambios sean muy complejos. Esto da lugar a una parametrización de estos en el cálculo de las ecuaciones. El estudio de la capa límite es, por tanto, uno de los campos importantes de la investigación meteorológica.

Escala planetaria

Todas las escalas anteriores estaban relacionadas con el comportamiento de los sistemas meteorológicos desde unos pocos minutos hasta unos días. Sin embargo, hay ciclos que duran meses o incluso años. Este comportamiento planetario también se rige por las ecuaciones primitivas en forma de desarrollo de ondas, como las ondas de Rossby , que se propagarán en la atmósfera y darán oscilaciones de resonancia . El estudio de la escala planetaria también está vinculado a los intercambios de calor y humedad entre los trópicos y las regiones polares.

Un ejemplo conocido de esta escala es el fenómeno de El Niño , una anomalía de la temperatura de la superficie del mar en el Pacífico Sur que está relacionada con un cambio en los vientos alisios en esa región y que se repite a intervalos variables. Menos conocidas son la Oscilación Madden-Julian , la Oscilación del Atlántico Norte y otras que influyen en la trayectoria de la latitud media. Esta escala tiende a la de la climatología .

Especialidades

Instrumentación

La meteorología depende de recolectar el valor de las variables atmosféricas mencionadas anteriormente. Instrumentos como el termómetro y el anemómetro se usaron primero individualmente y luego a menudo se agruparon en estaciones meteorológicas terrestres y marinas. Estos datos fueron inicialmente muy dispersos y tomados por aficionados. El desarrollo de las comunicaciones y el transporte ha obligado a los gobiernos de todos los países a establecer redes de observación dentro de sus servicios meteorológicos y desarrollar nuevos instrumentos. En estas redes nacionales, los instrumentos y su instalación obedecen estrictos estándares, con el fin de sesgar lo mínimo posible la inicialización de los modelos.

El desarrollo de globos al final del XIX °  siglo , a continuación, aviones y cohetes XX XX  siglo permitido a los datos de elevación de cobro revertido. Finalmente, desde la segunda mitad de este siglo, los radares y satélites han hecho posible una cobertura completa de todo el planeta. Continúan las investigaciones para mejorar los instrumentos y desarrollar otros nuevos.

Pronóstico del tiempo

La historia de la predicción meteorológica se remonta a tiempos inmemoriales con oráculos y adivinos . No siempre fue bien considerada. Así, una ley inglesa de 1677 condenó a la hoguera a los meteorólogos acusados de brujería . Esta ley no fue derogada hasta 1959, pero no siempre se aplicó al pie de la letra. Así, el capitán del grupo James Stagg , meteorólogo jefe, y los miembros de sus tres equipos de predicción, pudieron predecir una pausa para los desembarcos de Normandía en la mañana del, sin miedo a sufrir este destino.

La ciencia moderna en realidad data de finales del XIX °  siglo y principios del XX XX . La predicción meteorológica es una aplicación de los conocimientos meteorológicos y de técnicas modernas de toma de datos y de computadora para predecir el estado de la atmósfera en un momento posterior. Sin embargo, se ha afirmado desde la Segunda Guerra Mundial con la entrada en juego de medios técnicos como el radar , las comunicaciones modernas y el desarrollo de las computadoras . Hay varios campos de aplicación para los pronósticos, que incluyen:

Hidrometeorología Meteorología aeronáutica Meteorología agrícola o (agrometeorología) Meteorología costera Meteorología y carreteras
Meteorología forestal Meteorología marítima Meteorología militar Meteorología de montaña Meteorología tropical
Meteorología y contaminación Pronóstico de tormentas eléctricas severas Previsión meteorológica numérica Pronóstico de ciclones tropicales

Tecnologías de control del clima

No existe ningún mecanismo en la literatura científica para la modificación deliberada del clima o el clima que demuestre, teóricamente o en la práctica, la capacidad de afectar el clima a gran escala de manera controlada. Hasta ahora, sólo unos pocos métodos han podido dar resultados localizados en circunstancias favorables.

A continuación se muestran algunos ejemplos de tecnologías destinadas a obtener cierto control sobre determinadas condiciones atmosféricas  :

  • HAARP , tecnología para el estudio y modificación localizada de las propiedades radioeléctricas de la ionosfera  ;
  • Cañón anti-granizo  : para intentar interrumpir la formación del granizo mediante ondas de choque ( anecdótico );
  • Siembra de nubes  : liberando humo de yoduro de plata en las nubes para aumentar el número de núcleos de condensación disponibles y, por tanto, la lluvia. En el caso de tormentas eléctricas, esto tendría el efecto de incrementar el número de granizos a expensas de su tamaño individual;
  • Faros antiniebla para disipar la niebla mediante calentamiento localizado.

Investigar

Queda mucho por hacer para comprender y configurar los fenómenos meteorológicos. Como se mencionó anteriormente, las ecuaciones que gobiernan la atmósfera son complejas y los datos in situ son difíciles de obtener en algunos casos. Las interacciones de mesoescala y microescala en una tormenta o un ciclón tropical son difíciles de reproducir en el laboratorio. Los investigadores en temas como micrometeorología , microfísica de nubes e interacción aire-mar deben realizar un razonamiento físico fundamental y luego usar simulaciones matemáticas que comparan con las observaciones.

Fenómenos meteorológicos

Circulación atmosférica

La circulación atmosférica es el movimiento planetario de la capa de aire que rodea la Tierra y que redistribuye el calor del Sol junto con la circulación oceánica. De hecho, como la Tierra es un esferoide con un eje de rotación inclinado 23,5  grados con respecto a su plano de traslación alrededor de nuestra estrella, la radiación solar incidente en el suelo varía entre un máximo en las regiones directamente frente al Sol (ecuador) y un mínimo a los muy inclinados en relación a estos últimos (polacos). La radiación reemitida por el suelo está relacionada con la cantidad de energía recibida. Sigue un calentamiento diferencial entre las dos regiones que no puede persistir bajo pena de un aumento interminable de esta última y esto es lo que crea la circulación atmosférica.

La presión en la superficie y en la altitud se divide, por tanto, en zonas organizadas donde la presión es un máximo ( anticiclón ), un mínimo ( depresión ), un mínimo local ( valle barométrico ), un máximo local ( pico barométrico ). Las áreas donde las bajas temperaturas de los polos se encuentran con las cálidas de Ecuador designan frentes  : frente frío , frente cálido y frente ocluida . Algunos sistemas climáticos tienen nombres especiales: ciclones tropicales , monzón , haboob , El Niño , bloqueo de aire frío , etc.

El Niño, La Niña

El Niño y la Oscilación del Sur (OA) son los dos polos del mismo fenómeno denominado ENOS que afecta al Pacífico Sur. Los ciclos de este último perturban el equilibrio termodinámico del par océano (El Niño) - atmósfera (oscilación sur). Es responsable de cambios importantes en la circulación atmosférica y oceánica con impactos globales.

Lo opuesto a El Niño es La Niña, que trae temperaturas oceánicas anormalmente frías al Pacífico oriental alrededor del ecuador . La actividad de las tormentas eléctricas se refuerza en la cuenca del Pacífico occidental a medida que los vientos alisios aumentan en intensidad. Los efectos de La Niña son aproximadamente los opuestos a los de El Niño. La Niña y El Niño no siempre se suceden, solo en promedio una de cada tres, pero la rápida sucesión de condiciones climáticas muy diferentes de un régimen a otro puede causar un estrés significativo en la vegetación.

Viento

El viento es un movimiento de la atmósfera. Aparece en todos los planetas con atmósfera. Estos movimientos de masas de aire son causados por dos fenómenos que ocurren simultáneamente: un calentamiento distribuido de manera desigual de la superficie del planeta por la energía solar y la rotación del planeta. En los sectores de una rosa de los vientos se puede hacer una representación de las variaciones en la fuerza media de los vientos según su orientación y, por tanto, la identificación de los vientos dominantes .

En la Tierra, varias regiones tienen vientos característicos a los que las poblaciones locales les han dado nombres particulares. Los vientos son una fuente de energía renovable, y se han utilizado a lo largo de los siglos para diversos fines, desde molinos de viento hasta navegar o simplemente secarse. En la montaña, el deslizamiento aprovecha en parte el viento (vuelo en pendiente) y en general (montañas y llanuras) las corrientes ascendentes generadas por el calentamiento de las partículas de aire. La velocidad del viento se mide con un anemómetro, pero se puede estimar con una manga de viento, una bandera, etc.

Los vientos pueden ser regulares o racheados . Hay corredores de viento muy fuertes a lo largo de las zonas de contraste de temperatura llamadas corrientes en chorro . Bajo tormentas eléctricas, la transformación de la cizalladura del viento horizontal en un vórtice vertical resulta en un tornado o tromba marina . El mismo fenómeno puede ocurrir sin una nube y da como resultado un vórtice de polvo . El descenso del aire hacia el suelo con la precipitación en una tormenta da una ráfaga descendente . En el mar, los frentes de ráfagas se denominan granos . El relieve también es la causa de los vientos catabáticos o anabáticos .

Nubes y precipitaciones

La atmósfera de la Tierra está compuesta principalmente de nitrógeno (casi un 80%), oxígeno y vapor de agua . Sus movimientos verticales permiten la compresión o expansión de este gas según la ley de los gases ideales en un proceso generalmente adiabático . La cantidad máxima de vapor de agua que puede contener el aire depende de su temperatura. A medida que el aire se eleva, se expande y su temperatura disminuye, lo que permite que el vapor de agua se condense, en saturación , en gotas. Entonces se forma una nube.

Por tanto, una nube es un conjunto de gotas de agua (o cristales de hielo) suspendidas en el aire. La apariencia de la nube depende de la luz que recibe, la naturaleza, tamaño, número y distribución de las partículas que la constituyen. Cuanto más cálido está el aire, más vapor de agua puede contener y más grande es la nube. Cuanto más fuertes sean los movimientos verticales del aire, mayor será la extensión vertical significativa de la nube .

Hay dos tipos principales de nubes: nubes estratiformes, que surgen del movimiento a gran escala de la atmósfera, y nubes convectivas, que se forman localmente cuando el aire es inestable . Estos dos tipos de nubes se pueden encontrar en todos los niveles de la troposfera y se subdividen según su altura (baja, media, alta).

Si el movimiento vertical es suficiente, las gotas o los cristales de hielo se fusionan para dar precipitaciones líquidas o sólidas: lluvia , llovizna , nieve , granizo , aguanieve , hielo y gránulos de hielo . Estarán en forma continua con nubes estratiformes y en forma de chubascos o tormentas en las convectivas. Otros hidrometeoros se forman en el suelo, como la bruma y la niebla .

Fenómenos auxiliares

Los fenómenos meteorológicos a menudo van acompañados de fenómenos secundarios o los producen. El viento levanta sólidos no acuosos, litometeoros , del suelo , que permanecen suspendidos en la atmósfera. La neblina es así una suspensión en el aire de partículas invisibles a simple vista y secas, lo suficientemente numerosas como para dar al aire un aspecto opalescente. En las regiones secas, la niebla de arena es una suspensión de polvo o pequeños granos de arena que permanecen en el aire después de una tormenta de viento. El repelente de polvo o repelente de arena es polvo o arena levantada del suelo a alturas bajas o moderadas por un viento suficientemente fuerte y turbulento. Cuando aumenta el viento, hay tormentas de arena o de polvo que alcanzan grandes alturas. Cuando se forma un vórtice muy local en las regiones desérticas, a menudo hay vórtices de polvo , una especie de tornado sin nubes.

Algunos fenómenos lumínicos se deben a la reflexión , refracción , difracción o interferencia de la luz sobre las partículas presentes en la atmósfera. Son fotometeoros . Así, el halo y las parhelias , que pueden aparecer alrededor del Sol o la Luna, se deben a la refracción o reflexión de la luz sobre los cristales de hielo de la atmósfera. Estos fenómenos toman la forma de anillos, arcos, columnas o focos luminosos. Alrededor del Sol, los halos pueden tener ciertos colores mientras que alrededor de la Luna, siempre aparecen blancos. Asimismo, la corona está formada por uno o más anillos de colores observables alrededor del Sol o la Luna cuando está detrás de nubes delgadas como nubes altocúmulos . Se debe a la difracción de la luz en las partículas de las nubes.

Otros fenómenos se deben a la difracción de la luz. La iridiscencia , generalmente azul y / o luz verde, es la presencia de color en los bordes de las nubes debido a la difracción de la luz. Una gloria está formada por anillos de colores que aparecen alrededor de la sombra del espectador en una nube o niebla debajo. El arcoíris , cuyos colores van del púrpura al rojo, aparece cuando la luz de un claro atraviesa una atmósfera llena de gotas de lluvia. Los anillos de Bishop son un fenómeno luminoso que ocurre en las partículas sólidas después de una erupción volcánica, por ejemplo, formando anillos azulados en el interior y rojos en el exterior, provocados por la difracción de los rayos de luz sobre estas partículas.

El espejismo se debe a las diferentes densidades de las capas de aire por las que pasa el rayo de luz. Pueden darse dos casos: en un suelo sobrecalentado se hace visible un objeto distante, pero en imagen invertida, como si se reflejara en un cuerpo de agua. Es el espejismo de los desiertos (el mismo fenómeno ocurre en las carreteras asfaltadas). En un terreno más frío que el aire, la imagen del objeto aparece sobre el objeto visto directamente. Estos espejismos se observan a menudo en las montañas o sobre el mar, así es como se pueden ver los objetos ubicados debajo del horizonte. Los pied-de-vents son rayos solares que pasan entre las nubes y se ven a contraluz, rayos que luego se perciben como un rayo de luz en el cielo o como una "lluvia de luz".

También existen diversas manifestaciones de la electricidad atmosférica en forma de luces o ruidos, llamados electrometeoros . La mayoría están asociados con tormentas eléctricas donde hay descargas repentinas de electricidad. Son relámpagos , relámpagos y truenos . El fuego de San Telmo es un tipo específico de rayo.

Finalmente, aunque no asociado a la meteorología, las luces polares son fenómenos luminosos que aparecen en las capas superiores de la atmósfera en forma de arcos, bandas o cortinas. Las auroras son frecuentes en latitudes altas donde las partículas ionizadas del viento solar son desviadas por los polos magnéticos y golpean la atmósfera.

Medio ambiente

Calentamiento global

El calentamiento global es un fenómeno de aumento de la temperatura media de los océanos y la atmósfera , a escala planetaria y durante varios años. En su sentido común, el término se aplica al cambio climático observado durante cerca de 25 años, es decir desde el final del XX °  siglo . La mayoría de los científicos atribuyen la mayor parte de estas emisiones de calentamiento a las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de origen humano. La probabilidad de que el calentamiento global desde 1950 sea de origen humano es superior al 90% según el cuarto informe del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) encargado de establecer una síntesis del conocimiento científico actual sobre el tema. Esta tesis solo es impugnada por una minoría de personalidades.

La Sociedad Meteorológica Estadounidense dice que el cambio climático está agravando los eventos climáticos extremos.

Climatología aplicada

Como disciplina que mide diferentes fuentes de energía o recursos renovables ( sol , viento , precipitaciones , etc.), la meteorología permite medir las cantidades de energía renovable y agua disponibles y predecir su disponibilidad en el tiempo. Mejora la identificación de las situaciones más favorables para las fuentes alternativas de energía, que pueden ayudar a limitar el calentamiento global y permitir que el hábitat bioclimático y la eficiencia energética se adapten mejor a cada contexto climático.

Los angloparlantes también hablan de biometeorología, y en Francia se imparten cursos de formación especializada en el ámbito medioambiental, entre otros, a cargo de Météo-France que ofrece módulos como "Meteorología medioambiental", "Meteorología del potencial eólico  " y "Medio ambiente".

La epidemiología y la epidemiología del paisaje también atraen a la ciencia del clima.

Fenómenos relacionados con las condiciones climáticas

Notas y referencias

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  18. (en) IPCC (IPCC en inglés), Climate Change 2001: Synthesis Report  " ,(consultado el 9 de enero de 2010 )
  19. El cambio climático exacerba los fenómenos meteorológicos extremos  " , en Reporterre (consultado el 12 de diciembre de 2018 )
  20. Tromp, SW (1980), Biometeorología: el impacto del tiempo y el clima en los seres humanos y su entorno . Heyden and Sons, Londres, Inglaterra
  21. Escuela Nacional de Meteorología , Pasantía en meteorología modular  " , Météo-France ,(consultado el 12 de octubre de 2009 )

Ver también

Bibliografía

"Obra en honor a Jean Mounier"

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  • Reinhardt Hess , Meteorología a lo largo de los meses: elementos de seguimiento, proyecto de observación, asesoramiento , imágenes, coll.  "Observa y descubre",, 128  p.
    (Traducción de Hobby Natur Wetterbeobachtung durch das Jahr, Mosaik Verlag Gmbh Munich, 1993. ( ISBN  2 908136 70 8 ) )
  • Richard Leduc y Raymond Gervais , conocedores de la meteorología , University of Quebec Press ,, 299  p. ( ISBN  978-2-7605-0365-6 y 2-7605-0365-8 , lea en línea )
  • Fabien Locher , El sabio y la tempestad. Para el estudio de la atmósfera y predecir el tiempo en el XIX °  siglo , Rennes, Prensas universitarias de Rennes , coll.  "Carnot",
    (con, en particular, un análisis completo de Le Verrier y los inicios de la predicción meteorológica científica, y un capítulo sobre la historia de los meteorólogos "aficionados")
  • Michel Magny , Une histoire du Climat, desde los últimos mamuts hasta la era del automóvil , París, Errance, coll.  "Colección de las Hespérides",, 176  p. ( ISBN  978-2-87772-100-4 )
  • Gavin Pretor-Pinney ( traducción  del inglés), Le guide du chasseur de ciel , París, Éditions Jean-Claude Lattès , coll.  "Las aventuras del conocimiento",, 378  p. ( ISBN  978-2-7096-2847-1 )
    (Traducción de Judith Coppel-Grozdanovitch de la guía de The Cloudspotter, Hodder & Stoughton, Londres, 2006)
  • Sylvie Malardel , Fundamentos de la meteorología, 2 ª edición , Toulouse, Cépaduès ,, 711  p. ( ISBN  978-2-85428-851-3 )
  • Joël Collado y Jean-Christophe Vincendon , Profesiones meteorológicas, historia y patrimonio , Carbonne, Nouvelles Éditions Loubatières,, 176  p. ( ISBN  978-2-86266-706-5 )

Artículos relacionados

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Beatriz Aguirre Castillo

A veces cuando buscas información en internet sobre algo encuentras artículos demasiado largos que se empeñan en hablar de cosas que no te interesan. Este artículo sobre Meteorología me ha gustado porque va al grano y habla justo de lo que yo quiero, sin perderse en información inútil.

Anna Camacho Rivas

¡Por fin! Hoy en día parece que si no te escriben artículos de diez mil palabras no están contentos. Señores redactores de contenidos, este SÍ es un buen artículo sobre Meteorología.

Juan Francisco Carrillo Vallejo

Siempre es bueno aprender. Gracias por el artículo sobre Meteorología.

Benito Padilla Valverde

Me resulta muy interesante el modo en que esta entrada sobre Meteorología está redactada, me recuerda a mis años de colegio. Qué tiempos tan bonitos, gracias por devolverme a ellos.