PREGUNTAS

¿Cuál es la hora UTC? (Eugenio, 12/03/2001)

La hora UTC (Coordinated Universal Time) es una medida del tiempo que se utiliza como referencia universal, y que corresponde a la hora solar en el meridiano que pasa por un barrio de Londres (Greenwich). También se la conoce como hora GMT (Greenwich Mean Time). Las observaciones meteorológicas se especifican en este horario, particularmente las observaciones con radiosondas para medir la temperatura, humedad y viento en niveles superiores de la atmósfera. Así, en todo el mundo los radiosondeos se realizan simultáneamente a las 12 UTC (mediodía en Londres y 8 o 9 de la mañana en Chile, dependiendo de la época del año) y a las 00 UTC (medianoche en Londres y 8 o 9 de la noche en Chile, dependiendo de la época del año).

¿Por qué el desierto de Atacama es desierto ? (Carolina, 22/03/2001)

En toda la franja costera, desde el norte de Perú y hasta aproximadamente la III Región de Chile operan factores climáticos de escala regional que en conjunto favorecen la existencia de un clima particularmente árido. Los más significativos son los siguientes:
a) la presencia de la cordillera de los Andes que impide la llegada de masas de aire húmedas provenientes del Atlántico y que además, a través de mecanismos dinámicos favorece los movimientos descendentes (subsidencia) sobre el borde costero, los cuales inhiben el desarrollo de nubosidad de gran espesor vertical.

b) la presencia de una corriente de aguas frías que se mueve hacia el Norte junto a la costa (corriente de Humbolt) y el afloramiento de aguas profundas relativamente frías a lo largo de la costa (surgencia costera) estabilizan la capa inferior de la atmósfera inhibiendo el desarrollo de movimientos ascendentes, que son los se requieren para que se desarrolle la precipitación.

c) la presencia casi continua de una fuerte inversión térmica, que se desarrolla a partir de los 1000 sobre el nivel del mar, y que restringe las masas de aire húmedo sobre el océano por debajo de ese nivel. Por lo demás, la capa de inversión térmica (ver sub-sección Estructura y Composición de la Atmósfera en este sitio Web) se asocia a la existencia a movimientos descendentes en la atmósfera (subsidencia) que inhiben el desarrollo de la nubosidad.

d) la presencia de un gran centro de alta presión frente a la costa chilena (anticiclón del Pacífico suroriental) que bloquea el desplazamiento hacia el norte de los sistemas frontales.

¿Cómo se manifiesta el efecto de Coriolis en los fluidos y si es igual en los ciclones y anticiclones? (Tomas, 23/03/2001)
El efecto de Coriolis es un efecto mecánico que se manifiesta sobre cualquier elemento (sólido, líquido o gaseoso) que se mueve en la Tierra y es provocado por la rotación de ésta alrededor de su eje. Aunque en teoría este efecto actúa sobre cualquier cuerpo o fluido, en la práctica sólo tiene un impacto medible cuando la masa en movimiento tiene una gran dimensión y éste se extiende por cientos de kilómetros. Es el caso del viento y de las corrientes marinas. El efecto de Coriolis se manifiesta como una fuerza que actúa en dirección perpendicular a la dirección de movimiento, produciendo una continua desviación del mismo. En el caso de la atmósfera, en el Hemisferio Sur la desviación se produce hacia la izquierda de un observador colocado de espalda al viento y hacia la derecha en el Hemisferio Norte. El efecto de Coriolis es determinante en la forma como se mueve la atmósfera (y las corrientes oceánicas) en las latitudes alejadas del Ecuador (en el Ecuador este efecto no existe). Como resultado del efecto de Coriolis, en el Hemisferio Sur, el viento, en lugar de soplar directamente desde los centros de alta presión hacia los centros de baja presión, se mueve alrededor de los mismos, en la dirección como se mueven los punteros del reloj, alrededor de un centro de baja presión (ciclón) y en dirección opuesta, alrededor de un centro de alta presión (anticiclón). En el Hemisferio Norte las direcciones de giro alrededor de los ciclones y anticiclones son opuestas a las descritas para el Hemisferio Sur.
¿Qué es el Puelche? (Camilo, 23/03/2001)
El Puelche es el nombre que se da a un tipo de viento que sopla desde la Cordillera hacia el mar (Este a Oeste) en la zona comprendida desde la VIII Región al sur. En este sector, y en general en la región más austral de Sudamerica el viento tiene casi siempre una componente hacia el Este. Sin embargo, determinadas condiciones del campo de presión (por ejemplo un lento desplazamiento de un centro de alta presión en el extremo sur del continente) favorece el flujo en sentido inverso, desde Argentina hacia Chile, el cual se canaliza en los valles orientados con dirección E-W. Es un viento seco, que ocasionalmente alcanza una gran intensidad. Puede presentarse en cualquier época del año. Su presencia en el verano representa un alto riesgo para el desarrollo de incendios forestales y la navegación en los lagos y canales del sur del país. En promedio la intensidad del viento Puelche es mayor durante la noche, cuando se suma a la brisa que normalmente sopla valle abajo a esas horas. Por el contrario, el viento pierde fuerza en horas de la tarde debido a que la cordillera favorece un flujo de aire valle arriba durante el día. El viento Terral en el valle del río Elqui y el Raco, en la parte baja del Cajón del Maipo, son vientos secos y cálidos que descienden de la cordillera y que se producen por mecanismos similares a los del viento Puelche.
¿Qué es la vaguada costera ? (Andres y Camilo, 24/03/2001)
La vaguada costera o también identificada como "baja costera" es un centro de baja presión que se forma en la costa y que habitualmente se desplaza desde el Norte hacia el Sur, típicamente entre las regiones III y VII. Esta perturbación en el campo de presión sólo se manifiesta en la parte baja de la atmósfera, y no está asociada a un sistema frontal. Su origen y su dinámica son aún materia de estudio, aunque se lo reconoce como un fenómeno característico de las costas occidentales en ambos Hemisferios. Teniendo en cuenta que en el Hemisferio Sur el aire tiende a girar alrededor de un centro de baja presión en la dirección del movimiento de los punteros del reloj, en el sector sur de la baja el aire se mueve desde el continente hacia el mar. En ese sector los estratos costeros se disipan y/o se mueven mar adentro. Además se producen movimientos descendentes en la atmósfera que intensifican y hacen descender la inversión térmica, lo cual favorece la ocurrencia de una situación de alto potencial de contaminación atmosférica en toda la región, y especialmente en la cuenca de Santiago. Por el contrario, en sector norte de la baja costera, el viento sopla desde el océano hacia el interior del continente, lo cual en algunos casos empuja la nubosidad costera de tipo estratos hasta los contrafuertes andinos. De este modo el paso de una baja costera en la región central del país se asocia a una secuencia de algunos días de buen tiempo, con temperaturas máximas que aumentan progresivamente y durante los cuales se observa un bajo nivel de dispersión de la contaminación atmosférica. Esta secuencia es interrumpida por un cambio abrupto en las condiciones meteorológicas, cuando la baja se mueve hacia el sur, y que se manifiesta en la presencia de nieblas matinales en toda la cuenca central, un descenso de la temperatura y una disminución en los niveles de contaminación atmosférica. La vaguada costera se presentan durante todo el año, pero su impacto sobre la contaminación atmosférica es más significativa durante el otoño y el invierno, cuando las condiciones generales del clima son desfavorables para la dispersión de los contaminantes atmosféricos.
Quisiera saber si a través de los tiempos, la Tierra ha aumentado su velocidad de rotación. (Silvia O'Brien, 27/03/2001)

Debido a un efecto mecánico de las mareas terrestres provocadas por la Luna, la Tierra está lentamente disminuyendo su velocidad de rotación alrededor de su eje. Se supone que cuando se formó la Tierra su periodo de rotación era entre 6 y 8 horas. En un futuro muy remoto, la Tierra dará una vuelta alrededor de su eje cada 48 días. Actualmente la velocidad de rotación de la Tierra disminuye a una tasa entre 6 y 8 x 10 elevado a menos 22 radianes/seg*seg. (la velocidad de rotación actual es 7.3 x 10 elevado a -5 rad/seg). De todos modos, la continua redistribución de momento angular de los diversos componentes de la Tierra (atmósfera, océanos, magma, etc) provoca continuas fluctuaciones (aumento y disminución) de la velocidad de rotación de la Tierra, de una magnitud superior al producido por el efecto de las mareas.

Ref.: Physics of the Earth, Stacey F.D., 1977, John Wiley, 414 pp.

¿A qué se llama masa de aire? ¿Cómo se clasifican? y ¿qué producen cuando chocan? (Leiza, 15/08/2001)
El término masa de aire se utiliza para identificar las características de una gran extensión de la atmósfera, que son adquiridas al moverse lentamente sobre una región que le impone condiciones específicas en cuanto a temperatura y humedad. Así por ejemplo se distinguen masas de aire oceánicas (relativamente húmedas) y continentales (relativamente secas). Dependiendo de la región donde se originan, se habla de masas de aire tropicales (cálidas y muy húmedas si se forman sobre el océano), subtropicales, sub-polares y polares (muy frías y secas). La zona de contacto entre dos masas de aire (éstas se desplazan arrastradas por los vientos) constituye un frente.
¿Cómo se mide la humedad? (Leiza, 15/08/2001)

La humedad relativa se mide mediante un higrómetro o un psicrómetro. En los higrómetros modernos, el sensor de humedad se basa en una propiedad especial de un cierto material cuya conductividad eléctrica es proporcional a la humedad ambiental. En los higrómetros antiguos, se utilizaba la propiedad higroscópica del cabello humano, que hace aumentar ligeramente su longitud con la humedad. Mediante un sistema de amplificación mecánica, los cambios de longitud de un haz de cabello se traducían en movimientos de la aguja inscriptora en una banda de registro.

El psicrómetro consiste en un par de termómetros que miden la temperatura del aire, en un flujo forzado mediante un ventilador. El bulbo de uno de los termómetros está cubierto por un tejido húmedecido. La evaporación de agua en el bulbo de este termómetro produce una disminución de la temperatura que mide. La diferencia de temperatura entre ambos termómetros es inversamente proporcional a la humedad de aire. Así, cuando el aire está saturado de vapor de agua, la evaporación en el tejido humedecido es nula, y también lo es la diferencia de temperatura entre ambos termómetros. En esas condiciones la humedad relativa es 100%.

¿Por qué el cielo es azul? (Flor, 19/08/2001)
La radiación solar está concentrada en el rango visible del espectro electromagnético, y por lo tanto incluye todos los colores, desde el violeta hasta el rojo. Si no hubiese atmósfera veriamos el cielo de color negro (como en la Luna), puesto que la radiación solar solo llegaría en forma directa. Sucede que una parte de la radiación solar que atraviesa la atmósfera es dispersada en todas direcciones por las moléculas de los gases que la componen, en un proceso que se denomina dispersión. Este proceso es mucho más eficiente para la componente azul del espectro visible, de modo que la radiación que recibimos desde una dirección distinta a la dirección al Sol, tiene ese color (cuando está despejado y no hay mucha contaminación...).
¿Por qué la Tierra tiene atmósfera y la Luna no? (Patricio, 20/08/2001)

La atmósfera terrestre se formó a partir de los gases emitidos por la actividad volcánica, que se supone que ha existido durante gran parte de la historia del Planeta en los últimos 5.000 millones de años. El vapor de agua emitido en estas erupciones, se fue acumulando en la atmósfera inicial, hasta alcanzar el punto de saturación. A partir de esa situación se produjo la condensación (formación de nubes) y la precipitación. La acumulación progresiva de agua líquida en la superficie formó los océanos y los lagos. En las zonas más frías de la tierra se formaron casquetes de hielo. Esta atmósfera original, que fue cambiando progresivamente de composición, se mantiene atrapada por la fuerza de atracción gravitacional de la Tierra.

En la Luna, por su menor tamaño, la fuerza gravitacional no tiene una magnitud suficiente como para mantener una atmósfera alrededor de ella. De este modo, si en algún momento hubo emisiones de gases desde el interior de la Luna, éstos escaparon hacia el espacio exterior, en ausencia de una fuerza gravitacional suficientemente intensa que los mantuviera atrapados.

¿De donde viene el dicho: un vuelo de un mariposa en Japón puede causar una tormenta en un lugar lejano? (Francisco Javier, 26/08/2001)

La frase mencionada se ha transformado en un clásico para señalar que una pequeña perturbación en la atmósfera, causada por el vuelo de una mariposa, puede evolucionar y crecer debido al carácter no lineal y caótico de la atmósfera, hasta transformarse en una gran perturbación, capaz de alterar el tiempo en una región lejana.
No está claro el origen de la frase. En un trabajo clásico sobre predictabilidad del comportamiento de la atmósfera, Edward N. Lorentz (famoso por su contribución a los estudios sobre caos), cita a otro meteorólogo cuyo nombre no recuerda, que habría asegurado "que si la teoría de la inestabilidad atmosférica fuera correcta, la perturbación creada por un simple aleteo de una gaviota podría alterar para siempre la evolución del tiempo atmosférico". Es posible que la expresión haya derivado de esa frase original citada por Lorenz en un artículo escrito en 1963.

Ref. Lorentz, E.N., 1963: The predictability of Hydrodynamic flow. Trans. New York Acad. Sci., Ser. 2, 25, 409-432.

¿Qué es la sensación térmica? (Tomás, 05/09/2001)

La sensación térmica se refiere a la sensación que experimenta una persona expuesta a un ambiente con una cierta temperatura. Por encima de un cierto valor la mayoría de las personas experimenta una sensación inconfortable (calor). Lo mismo ocurre si el ambiente es demasiado frío.
Ocurre que en ambientes de mucho calor, la sensación térmica de incomodidad se agrava si la humedad relativa del aire es alta. En ese caso la persona experimenta una sensación equivalente a una temperatura mayor que la indicada por el termómetro. Esto ocurre porque una alta humedad inhibe el proceso de evaporación del sudor, que constituye un mecanismo natural de regulación de la temperatura corporal.
Así por ejemplo, si la temperatura del aire es 27 C, la sensación térmica es igual a esa temperatura si la humedad relativa es 40%. Sin embargo, si la humedad aumenta a 80% la persona se siente como si estuviera en un ambiente a 32 C. Existen tablas y gráficos que permiten calcular la sensación térmica que una persona experimenta para diversas combinaciones de temperatura y humedad relativa.
Por otra parte, en un ambiente frío y con mucho viento (por ejemplo en las regiones más australes del país), las personas (y los animales) experimentan una sensación térmica equivalente a una temperatura menor indicada por el termómetro. Esto se debe a que el viento acelera la pérdida de calor corporal a nivel de la piel, aumentando o acelerando el proceso de congelamiento de las zonas más expuestas (cara, orejas, manos).
En la tabla siguiente se indica la sensación térmica (en grados Celsius) para diversos valores de temperatura y de viento. Así por ejemplo, en un ambiente con una temperatura de 7 grados bajo cero y un viento de 40 km/h, la sensación térmica es de 26 grados bajo cero.

-1C..-7 C...-12 C...-18 C
24 km/h....-13....-21....-28....-35
32 km/h....-16....-23....-31....-39
40 km/h....-17....-26....-34....-42
48 km/h....-19....-28....-36....-45

¿Por qué cuando la temperatura real del aire es de unos, digamos 2C, y la sensación térmica es -2 C, el agua de los charcos no se congela? (Andrés, 26/08/2001)

La sensación térmica, como su nombre lo indica, no es una temperatura real, sino que mide la sensación que una persona experimenta en un ambiente con una determinada temperatura. Por ejemplo, la sensación de frío tiene que ver con la velocidad de pérdida de calor desde la piel expuesta al aire. De este modo, si la temperatura es baja y hay viento, éste aumenta la pérdida de calor del cuerpo, haciendo que la sensación sea la que se experimentaría en un ambiente con una temperatura menor. Asimismo, si hace calor y hay viento, éste contribuye a evaporar más rápidamente la transpiración, provocando una sensación de una temperatura menor que la real.

Otro ejemplo es la sensación de frío que se tiene al caminar sobre un piso de cerámica y otro de madera. Si ambos están en el mismo lugar, su temperatura será la misma. Sin embargo uno encuentra que el piso de cerámica es más frío. Esto se debe a que la conductividad térmica de la cerámica es mucho mayor que la de la madera. Por lo tanto, la planta del pie pierde mucho más rápidamente el calor, cuando está en contacto con la cerámica, dando así la sensación de una menor temperatura.

Quiero saber sobre la Atmósfera Prehistórica (Yoldey, 16/10/2001)

La atmósfera se formó a partir de los gases que escaparon desde la tierra sólida mucho antes de que existiera la vida sobre el planeta. Los principales componentes de esta atmósfera primitiva eran el dióxido de carbono (CO2), el vapor de agua (H20) y el Nitrógeno molecular (N2). Debido al gradual enfriamiento de la tierra, el vapor de agua se condensó formando los océanos que disolvieron gran parte del CO2. Este CO2 pasó a formar parte de las rocas sedimentarias. El N2 se acumuló sin mayor pérdida o transformación.

Crítico para la aparición de la vida en el planeta es la presencia del llamado oxígeno "prebiológico", es decir, el formado a partir de reacciones fotoquímicas (ayudadas por la radiación solar) de estos compuestos primitivos. Esto debido a que la atmósfera primitiva no era capaz de filtrar la radiación ultravioleta (UV) que destruye las moléculas estructurales de la vida (ácidos nucleicos). Se cree que una cantidad pequeña de oxígeno molecular (O2) pudo ser generada a través de las reacciones fotoquímicas (unas 10E-9 veces el contenido actual de O2). La presencia de O2 permitió tambien la presencia de ozono (O3) a través de reacciones fotoquímicas con la radiación UV. Al principio las máximas concentraciones de O2 y de O3 se hallaban cerca de la superficie en una capa muy delgada, lo cual permitió que la vida se desarrollara al interior de los océanos. A medida que la actividad biológica bajo el agua fue en aumento, comenzó a acumularse en la atmósfera el O2 de los procesos metabólicos, llegando progresivamente a las concentraciones actuales de O2 y O3 simultáneamente a la aparición de los mamíferos, hace unos 250 millones de años.

¿Quién fue Koppen? (Juan, 19/12/2001)

Wladimir Peter Koppen fue un meteorólogo y climatólogo alemán, que se hizo famoso por la metodología que diseñó para clasificar los climas. Nació en San Petersburgo (Rusia) el 25 de septiembre de 1846. Luego de estudiar en Heidelberg y Leipzig trabajó en el Servicio Meteorológico de Rusia entre 1872 y 1873. En 1875 asumió como jefe de una nueva división del Servicio Meteorológico Alemán creada en Hamburgo, a cargo de iniciar los pronósticos meteorológicos para la región noroccidental de Alemania. A partir de 1879 se dedicó principalmente a la investigación científica, realizando importantes trabajos sobre el tiempo meteorológico y el clima sobre los océanos; trabajos experimentales con globos sondas y el estudio sistemático de los climas, que lo llevó a publicar en 1918 su ampliamente utilizada clasificación climática. Murió en Graz, Austria el 22 de junio de 1940.

Ref.: Enciclopedia Británica

¿Que relación existe entre humedad y temperatura del punto de rocío? (José Antonio, 12/01/2002)

La humedad es un parámetro que cuantifica el contenido de vapor de agua en la atmósfera. La importancia que esta variable tiene en el desarrollo de diversos procesos atmosféricos, se revela en las diversas formas que existen para cuantificarla. Las siguientes son algunas de ellas:
Presión de vapor de agua: Corresponde a la contribución del vapor de agua a la presión atmosférica en un cierto lugar. La presión total es la suma de los aportes que realizan todos los gases que componen la atmósfera, de los cuales el vapor de agua es uno de ellos. La presión de vapor de agua en la atmósfera tiene un máximo, que depende principalmente y en forma creciente, de la temperatura del aire. Cuando se alcanza este máximo (presión de vapor de saturación), se dice que la atmósfera está saturada de vapor de agua.
Humedad relativa: Es la forma más conocida de expresar la humedad atmosférica, y corresponde al cociente, expresado en porcentaje, entre la cantidad de vapor de agua que hay en el ambiente y el nivel de vapor de agua de saturacion. Como este último crece cuando aumenta la temperatura, si en un ambiente cerrado la humedad relativa es 100%, ésta disminuirá si se aumenta la temperatura del ambiente. Asimismo, si ésta disminuye, se producirá condensación en los puntos más fríos (vidrios de las ventanas, espejos, etc.) Existen sensores específicos que permiten medir directamente la HR.

Razón de mezcla: Se define como el cociente entre la masa de vapor de agua en un cierto volumen y la masa de aire seco contenido en el mismo volumen. Se dice que es una propiedad conservativa porque, a diferencia de la humedad relativa, cuando ese volumen de aire se mueve y cambia de altura (y de temperatura) la razón de mezcla se mantiene invariable.

Humedad específica: Se define como el cociente entre la masa de vapor de agua contenido en un cierto volumen de aire y la masa total de aire contenido en el mismo volumen.
Temperatura de bulbo húmedo: Es la temperatura que marca un termómetro cuando el sensor está recubierto con un paño húmedo, desde el cual se produce evaporación (y enfriamiento) debido a ventilación forzada. Mientras más seco es el aire, mayor es la evaporación y el enfriamiento asociado. Este es el principio básico de funcionamiento de un instrumento que se llama aspirosicrómetro, que tiene dos termómetros, uno con el bulbo de medición seco y el otro humedecido por un paño. La diferencia de temperatura que marcan ambos termómetros (nula si el aire está saturado) permite calcular la humedad relativa.
Temperatura del punto de rocío: Corresponde a la temperatura a la cual habría que enfriar el aire en un cierto ambiente, en un proceso a presión constante, de modo de alcanzar el nivel de saturación (o en otras palabras, una humedad relativa de 100%). Su nombre proviene del hecho que el rocío se produce cuando el enfriamiento nocturno del aire junto a la superficie alcanza el punto de saturación, a partir del cual se condensa el exceso de vapor de agua en forma de rocío. Constituye una de las formas más frecuentes de expresar la humedad del aire en el ambiente profesional asociado a la meteorología.

¿A qué se refiere el término sombra de lluvia, en meteorología ? (08/03/2002)

La sombra de lluvia se refiere a un particular efecto de la topografía sobre la distribución espacial de la lluvia. Así, cuando una masa de aire que está precipitando cruza una montaña o una cadena de montaña, se registra una intensificación de la lluvia en la pendiente de sotavento (debido al ascenso forzado), produciéndose un secamiento relativo de la atmósfera. Como resultado de este proceso, y asociado con el descenso del aire al otro lado de la montaña, la precipitación cesa o disminuye en la pendiente de barlovento y en el sector aledaño, configurando lo que a veces se denomina una zona de "sombra de lluvia". Esto explica el significativo contraste de humedad entre los dos lados de la cordillera de la costa en Chile central, que enfrenta las masas de aire que provienen del Pacífico. Lo mismo ocurre, a una escala mayor, en todo el sector andino al sur de 25°, donde la precipitación invernal (mayo-agosto) se asocia principalmente con un flujo de aire desde el Pacífico. Particularmente notorio es el efecto de sombra de lluvia en la zona patagónica argentina cercana a la cordillera, que es mucho más seca de la vertiente occidental que enfrenta a las masas de aire arrastradas por los vientos de Oeste provenientes del Pacífico.

¿Cómo se aplica la física en meteorología? (Marlene, 18/03/2002)

En muchas situaciones se utiliza el término "física de la atmósfera" en forma equivalente al de "meteorología". Eso lo dice todo. Sucede que la meteorología se asocia erróneamente sólo con el pronóstico del tiempo, realizado por un meteorólogo en base al análisis de cartas sinópticas. Sin embargo, la meteorología está llena de física. Los siguientes son algunos ejemplos.

Los modelos numéricos que permiten anticipar el comportamiento de la atmósfera en plazos de horas, hasta algunos días, deben ser capaces de simular el comportamiento de una gran variedad de fenómenos físicos, incluyendo la dinámica del movimiento, aspectos termodinámicos, procesos radiativos, procesos de interacción entre la atmósfera y la superficie, formación de nubosidad, procesos de cambios de fase (evaporación, condensación), etc. La representación adecuada de cada uno de estos procesos debe estar respaldada por una adecuada comprensión de la física involucrada.
Otros ejemplos de aplicación de la física se relacionan con estudios de fenómenos de propagación de ondas gravitacionales y electromagnéticas, fenómenos ópticos (por ejemplo halos y arco iris), eléctricos (rayos) y sonoros (truenos), así como fenómenos magnéticos.

¿Qué es la electricidad atmosférica? (Felipe, 25/04/2002)

Por debajo de algunas decenas de kilómetros sobre la superficie de la Tierra, existe en la atmósfera un campo eléctrico que apunta hacia la superficie. Más arriba y hasta la ionosfera (a unos 300 km sobre la superficie) la atmósfera presenta una conductividad eléctrica tan alta, que esencialmente se encuentra a un potencial eléctrico constante cercano a 300.000 voltios con respecto a la superficie de la Tierra. Esta capa se denomina electrosfera. La presencia de un campo eléctrico que apunta hacia abajo implica que la electrosfera tiene un carga eléctrica positiva, mientras que la superficie de la Tierra está cargada negativamente. De este modo, la Tierra y la electrosfera actúan como las placas de un condensador gigante, separados por un medio dieléctrico que es el aire. El campo eléctrico entre las placas de este "condensador" se mantiene casi constante. Esto, a pesar de la existencia de una corriente de descarga entre ambas "placas" (entre 1000 A y 2000 A, integrada sobre toda la Tierra) que es suficiente para descargar el "condensador" en pocos minutos. Entonces, deben existir necesariamente mecanismos de recarga del sistema para mantener constante la intensidad del campo eléctrico. Se estima que las grandes tormentas asociadas a nubosidad convectiva realizan parcialmente esta recarga, al separar las cargas electricas en el interior de la nube, quedando las cargas positivas en los niveles superiores y las cargas negativas en la base de la nubosidad. Como resultado de este proceso, se producen descargas puntuales de cargas eléctricas positivas desde la superficie de la Tierra hacia la base de la nube, y traspaso de carga eléctrica negativa desde la nube al suelo, a través de los rayos. Además, en el proceso de precipitación, las gotas de agua tienden a cargarse en forma positiva, arrastrando esta carga hacia la superficie.
El balance anual de la carga eléctrica en la superficie de la Tierra, expresada en Coulomb/km2/año es el resultado de los siguientes procesos:

a) carga positiva ganada por la corriente de descarga entre la electrosfera y la superficie: 90 unidades.

b) carga eléctrica positiva transferida desde la superficie hacia la base de la nubosidad convectiva,en descargas puntuales: 100 unidades.

c) cargas positivas arrastradas hacia la superficie por la precipitación: 30 unidades.

d) carga negativa transferida hacia la superficie por rayos: 20 unidades

Balance neto: (+90) - (+100) + (+30) + (-20) = 0

Ref.: Atmospheric Science. J.M. Wallace y P.V. Hobbs. Academic Press, 1977.

¿Cómo influye la presión atmosférica sobre el clima? (Maximiliano, 04/0572003)

Si todos los puntos de la superficie de la Tierra tuvieran la misma presión, entonces la atmósfera no se movería (no habría viento). Entonces, la fuerza que hace que la atmósfera se mueva de un lugar a otro, produciendo intercambios de calor, y generando tormentas o frentes de mal tiempo, es la diferencia de presión entre lugares. Por lo tanto, no es la presión absoluta lo que importa, sino que las diferencias de presión. Luego, si cambiara la distribución geográfica de los centros de altas y bajas presiones, eso implicaría un cambio radical en la forma como se mueve la atmósfera, alterando el clima local de cada lugar.

¿Por qué están presurizadas las cabinas de los aviones? (Martín, 07/07/2002)

En realidad, en las cabinas de los aviones se intenta reproducir un ambiente confortable para el hombre. Esto significa ajustar la temperatura, la humedad relativa y la presión. En los niveles que vuelan los aviones en vuelos intercontinentales (unos 10.000 metros sobre el nivel del mar) la temperatura del aire exterior es del orden de 50°C bajo cero, la humedad relativa es casi nula, y la presión del aire es aproximadamente la cuarta parte de la presión a nivel del mar. De este modo, la cabina debe ser completamente sellada para mantener una presión interior adecuada (confortable para los pasajeros), y con una muy buena aislamiento térmico, para atenuar el enfriamiento (que se compensa con sistemas de calefacción).

¿Cuáles son los mecanismos que actúan en la destrucción del ozono estratosférico por la presencia de los compuestos CFC y qué relación tiene con el ozono que se produce en la troposfera ? (Daniela, 29/04/2002)

La consulta es difícil de responder en términos simples: Los CFCs y otros compuestos halogenados (que contienen moléculas del grupo VIIA de la tabla periódica) son transportados desde la tropósfera en donde son emitidos, hacia la estratósfera. Estos compuestos no tienen sumideros (procesos químicos o físicos que destruyan las moléculas o que las saquen de la atmósfera) significativos en los niveles bajos (primeros 10 km). Sus sumideros se encuentran en la estratósfera en donde la radiación ultravioleta es capaz de romper los enlaces de estos compuestos (reacción fotoquímica) y de esta forma liberar átomos de Cl (o de otro halógeno) entrando en los llamados "ciclos catalíticos de destrucción". En estos ciclos, una molécula de Cl da lugar a la destrucción de varias moléculas de ozono. Sin embargo el hecho de que el agujero de ozono se forme en el hemisferio Sur y no en el norte tiene que ver con que la estratósfera del hemisferio sur es más fría que la del hemisferio norte durante el invierno. Esto debido a la mayor intensidad de la diferencia de temperatura entre las latitudes polares y las latitudes medias del hemisferio sur. Esto produce el llamado vórtice polar antártico que actúa aislando el aire polar en su interior y permitiendo que con mayor frecuencia se observe la formación de "nubes polares estratosféricas" durante el invierno. En estas nubes se producen gran cantidad de moléculas de Cloro las cuales al llegar a la primavera reaccionan con el ozono destruyéndolo casi por completo en la capa que va entre los 12 y los 25 km. El ozono estratosférico se recupera a fines de la primavera cuando el vórtice polar se debilita y el agujero de ozono (que en la práctica no es un agujero sino una capa en donde las concentraciones de ozono son pequeñas relativas a lo observado normalmente) se "rellena". Una buena referencia a nivel técnico es el siguiente artículo:

Solomon, S. Stratospheric ozone depletion: A review of concepts and history, Review of Geophysics, 37, pag 275-316.

¿Cuáles son los tipos de lluvia en Chile? (David, 06/05/2002)

Lluvias frontales: Ocurren desde Copiapó hacia el sur, y se asocian preferentemente al paso de frentes fríos que vienen desde el Pacífico.

Lluvia convectiva: se asocia a nubosidad de tipo convectivo (nubes de gran desarrollo vertical, en cuyo interior se producen fuertes corrientes ascendentes). Puede ocurrir en la mayor parte del territorio, pero constituye la forma más habitual en la región altiplánica de las regiones I y II y sobre la cordillera de los andes durante el verano.

Lluvia orográfica: Se produce por ascenso, enfriamiento, condensación y precipitación de una masa de aire que cruza una barrera de montañas. Suele observarse sobre la cordillera de los Andes, asociada a sistemas frontales débiles que no producen precipitación en las partes bajas. De todos modos, cuando la precipitación es generalizada, el factor orográfico produce siempre una intensificación de la precipitación a sotavento de las montañas. Esto se aprecia tanto en la cordillera de los Andes como en la cordillera de la costa.

¿Qué es la corriente en chorro y cuál es su relación con los sistemas frontales? (JB, 28/05/2002)

No existe "la" corriente en chorro. Corriente en chorro es un término general que se refiere a cualquier zona en la atmósfera en donde la velocidad del viento es máxima y cuya forma semeja un chorro.Es como si tuvieras una manguera dentro de una piscina.

La dinámica de la atmósfera indica que en las zonas en donde el gradiente horizontal de temperatura es grande (frentes) el viento aumenta con la altura. Entonces en donde tengas un frente o una diferencia de temperatura horizontal marcada tendrás una corriente en chorro.

La corriente en chorro subtropical, por ejemplo, se ubica cerca de los 30° de latitud en cada hemisferio con un máximo de velocidad del viento cerca de los 10000 m de altura y es un rasgo climatológico que está relacionado con la diferencia de temperatura que se observa entre el ecuador y los polos (y que es máxima durante el invierno y por lo tanto la corriente en chorro es más intensa en esa época del año).

Otra relación entre la corriente en chorro y los sistemas frontales tiene que ver con la génesis de estos últimos. La teoría indica que pequeñas perturbaciones en el flujo cerca de la corriente en chorro pueden amplificarse (inestabilidad dinámica) formando los conocidos sistemas frontales.

¿Qué es un anticiclón en general, y cuales son las características específicas del anticiclón del Pacífico suroriental? (Luis, 08/06/2002)

Un anticiclón es una región donde la presión de la atmósfera es relativamente más alta que en las zonas circundantes. Hay muchos tipos de anticlones. Algunos son de carácter transitorio, como los que normalmente se observan en el sur de Chile luego de un paso de un frente frío, y que se asocian a la irrupción de una masa de aire frío desde latitudes más altas. Por otra parte, están los anticiclones de carácter más permanente. Entre estos están los anticiclones que se localizan sobre los océanos en latitudes subtropicales. Uno de estos es el anticiclón subtropical del Pacífico, y que es un rasgo dominante de la atmósfera frente a la costa central y norte de Chile. De este mismo tipo son los anticiclones subtropicales en el Pacífico norte (frente a la costa de California) y en el Atlántico sur y el Atlántico norte. Las regiones dominadas por estos anticiclones se caracterizan por un clima muy estable y relativamente seco. Esto se explica porque el aire sobre estos anticiclones desciende lentamente (para que llueva se requiere que el aire ascienda..).

El anticiclón del Pacifico suroriental es uno de los factores más importante del clima de las regiones norte y central de Chile. Por factores estacionales, este anticiclón se desplaza hacia el sur durante el verano. Esto explica porque en la región central del país las lluvias se concentran durante el invierno. Más al norte, las regiones I, II y III se encuentran todo el año bajo su influencia, lo que da cuenta en gran medida las condiciones permanentemente áridas que las caracteriza.

¿Cuáles son las características de la capa de smog en Santiago? (Paula, 17/07/2002)

En meteorología se habla más bien del concepto "capa de mezcla" para referirse a la capa atmosférica medida desde el suelo donde se produce una mezcla y dispersión activa de los contaminantes que se liberan en la atmósfera. Frecuentemente se habla de la altura de la capa de mezcla, para referirse al espesor de esta capa. En Santiago la altura de la capa de mezcla varía significativamente día a día y de estación a estación. En verano esta capa tiene su altura máxima y durante esta época es cuando la contaminación tiene un mayor volumen para ser disuelta (del orden de 1000 metros). Durante el invierno existen días en que la capa de mezcla simplemente no existe y teóricamente, todos los contaminantes permanecen en el nivel vertical en donde fueron emitidos. Esto se asocia generalmente a condiciones de inversión térmica, es decir en donde la temperatura aumenta con la altura (atmósfera estable).

Más información sobre esta consulta en al sección Temas.

¿Por qué los habitantes del sector oriente de Santiago, en particular, se quejan de la mala calidad del aire durante las tardes? (Diego, 29/07/2002)

En general la zona oriente de Santiago presenta bajos índices de contaminación durante el Invierno, respecto de otras zonas de Santiago (durante todo el día).Sin embargo,durante los días despejados, particularmente en Verano, la circulación atmosférica al interior de la cuenca de Santiago transporta las emisiones desde el centro de la ciudad hacia la zona oriente durante la tarde. Estas emisiones, producidas principalmente por el transporte, se transforman durante su recorrido desde óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles a ozono. Esta sensación de contaminación a la que tu te refieres, estaría en concordancia con las mayores concentraciones de ozono medidas durante la tarde en la estación de monitoreo ubicada en Las Condes.

¿Cuál es el pH de las aguas lluvia? (Claudia, 20/08/2002)

El pH de las aguas lluvias es levemente ácido. Esto es naturalmente así pues el agua lluvia se encuentra en equilibrio con una serie de gases atmosféricos. En particular el agua lluvia en equilibrio con una concentración de CO2 de 350 ppm tiene un pH=5.6 lo que se considera normal. Debido a la contaminación del aire con anhídridos y otros compuestos, el agua de lluvia puede presentar pH menores aún, fenómeno conocido como lluvia ácida.

Ref.: Seinfeld y Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics, pag. 1031.

¿Cómo se produce el viento Raco? ¿Sólo se produce en Puente Alto? (Carlos, 04/09/2002)

Los episodios de viento Raco ocurren asociados a una situación meteorológica relativamente poco frecuente, que favorece un flujo de aire desde Argentina, por sobre la cordillera de los Andes en Chile central. Esta situación se produce, por ejemplo, cuando se combina un centro de alta presión al otro lado de la cordillera, y un núcleo de baja presión en el lado chileno. El aire que desciende se canaliza en el valle del Maipo y se calienta por compresión, al alcanzar niveles más bajos donde la presión atmosférica es mayor. El fenómeno, que normalmente es más intenso durante la noche (cuando por regla general el aire desciende por el valle), se siente con especial fuerza en la parte baja del Cajón del Maipo (sector Puente Alto - Casas Viejas - Las Vizcachas - La Obra), pero también en sectores más altos donde los valles se orientan en dirección Este-Oeste (por ejemplo en el sector del Alfalfal del valle del río Colorado). En algunas ocasiones el flujo de aire seco y relativamente cálido sólo se advierte en niveles altos, sin que el fenómeno se manifieste a nivel de superficie. Por otra parte, el viento Raco desaparece rápidamente en el valle central, de modo que a poca distancia de Puente Alto, en dirección a San Bernardo, ya los habitantes manifiestan su desconocimiento sobre este fenómeno.

Es interesante destacar que la mayoría de los habitantes de Santiago no conoce este interesante fenómeno ni siquiera de nombre. Su presencia es particularmente notable en noches muy frías de invierno, en las cuales las fuertes rachas de viento Raco pueden hacer subir a mas de 20°C la temperatura del aire... a medianoche! . Esto, combinado con una humedad relativa tan baja como 10%, lo hacen particularmente atractivo para... secar ropa. Claro que a veces su intensidad supera la resistencia de techos no bien construidos, cables eléctricos y telefónicos y árboles.

¿Serviría una chimenea gigante para obligar a ascender los contaminantes en el atmósfera? (Antonio, 05/09/2002)

En todos estos temas ambientales, es necesario considerar los aspectos de escala, aparte de los mecanismos físicos. Los siguientes, son algunos ejemplos:

A alguien se le podría ocurrir que una forma de resolver los casos más críticos de contaminación atmosférica, sería producir una lluvia en forma artificial, dejando caer agua pulverizada desde aviones. Suponiendo que una pequeña lluvia de unos 5 mm sería suficiente para hacer esta tarea, y si el experimento se concentrara sobre la ciudad de Santiago, en una región de 20 x 20 kilómetros, entonces la cantidad de agua que habría que elevar equivale a un peso de 2 MILLONES DE TONELADAS ! ! Evidentemente, desde el punto de vista físico la solución tiene sentido, pero en la práctica es imposible su realización.

Algo similar sucede con la propuesta planteada en la consulta. Desde el punto de vista físico, tiene lógica una solución que fuerce el aire que se encuentra por debajo de la capa de inversión, a moverse a un nivel superior. Sin embargo si se evalúa la energía requerida, se advierte que la solución es impracticable. Cada metro cúbico de aire cerca de la superficie, en Santiago (550 m sobre el nivel del mar) debe pesar algo así como 950 gramos. El objetivo es acarrear los primeros 300 metros de atmósfera contaminada para colocarla a un nivel por encima de la capa de inversión (digamos que es preciso subir esa capa en 300 metros). Si consideramos un área de 20 x 20 km, el peso de la capa de aire contaminado que es necesario mover hacia arriba es de 114 MILLONES DE TONELADAS ! !

Lo interesante y fascinante, es advertir con qué facilidad la naturaleza hace este trabajo, con apoyo de abundante radiación solar y una leve brisa de primavera...

¿Cómo se producen las heladas? (11/09/2002)

Las heladas se producen cuando se alcanza el punto de congelamiento del agua condensada en la superficie o sobre las hojas de las plantas, debido al enfriamiento nocturno de la superficie. Normalmente en Chile central, el enfriamiento nocturno se produce por pérdida de energía desde la superficie, asociada a emisión de radiación infrarroja. Esta emisión es parcialmente compensada por la radiación infrarroja que la atmósfera y las nubes emiten hacia la superficie. De este modo, en una noche nublada, el aporte de energía radiativa que llega a la superficie puede compensar en forma total el flujo de radiación infrarroja emitido desde ella. En esos casos, el suelo se enfría poco, y la posibilidad de una helada es muy baja.

Por otra parte, en una noche despejada, el aporte de energía radiativa infrarroja hacia la superficie es proporcional a la concentración de vapor de agua en la atmósfera. De este modo, las noches con más riesgo de heladas son aquellas que se inician con una temperatura relativamente baja (por ejemplo cuando ha entrado una masa de aire de origen polar detrás de un frente frío), y cuando el aire tiene un bajo contenido de vapor de agua. Un psicrómetro (instrumento para medir humedad del aire) permite detectar ambas condiciones.

¿Dónde se origina el sonido que se produce asociado a la ocurrencia de un rayo? (Alberto, 16/09/2002)

El trueno se produce localmente, como resultado del calentamiento y violenta expansión del aire a lo largo de la trayectoria del rayo. De este modo, la fuente de emisión del sonido del trueno está distribuida en toda la extensión del rayo, ya sea entre una nube y la superficie, o entre dos nubes.

¿Cómo afectan las condiciones climáticas al inicio y propagación de un incendio forestal en Chile? (Carol, 25/09/2002)

Hay muchos factores que inciden sobre el inicio y desarrollo de los incendios forestales. Entre los de origen meteorológico están los siguientes:

Temperatura: la ocurrencia de altas temperaturas contribuye a secar el material combustible, lo cual favorece una rápida expansión el fuego.

Humedad: Mientras más seco es el ambiente, más evaporación se produce desde el suelo y las ramas, contribuyendo a secar el material combustible (ramas y hierba)cerca del suelo, lo cual favorece una rápida expansión del fuego.

Viento: Es el factor dominante en la propagación del incendio, determinando la velocidad y dirección de avance. La presencia de viento de gran intensidad, y relativamente seco (como por ejemplo El Puelche) se asocia con un alto riesgo de incendio.
Rayos: los rayos constituyen un factor natural en el inicio de incendios forestales. En Chile se estima que los incendios forestales iniciados por un rayo, son relativamente infrecuentes.

Física en la formación y desarrollo de huracanes (Gaby, 24/10/2002)

Un huracán es un fenómeno físico natural, y por lo tanto está regulado por leyes básicas de la física que explican el movimiento (aspectos dinámicos); el proceso de evaporación desde la superficie del océano; la condensación del vapor de agua en la medida que el aire sube y se enfría (formación de nubes); la formación y crecimiento de las gotas de agua hasta producir la precipitación. En este sentido un huracán es "pura física" que involucra una serie de procesos dinámicos y termodinámicos.

Desde una perspectiva global un huracán se puede visualizar como una gigantesca máquina térmica, que extrae calor desde el océano (los huracanes y tifones ocurren en regiones donde la temperatura del agua es del orden de 28°C) a través de la evaporación, liberándolo a la atmósfera en el proceso de condensación (formación de nubosidad). Como resultado de este traspaso de calor desde el océano, se forma un núcleo de baja presión que a su vez condiciona el movimiento de la atmósfera en forma circular y a gran velocidad a su alrededor. La máquina pierde fuerza cuando no es capaz de seguir extrayendo calor (evaporando agua) desde la superficie, lo cual ocurre cuando el huracán entra en el continente, o se mueve hacia latitudes altas donde el agua es relativamente más fría.

En el análisis del comportamiento de un huracán se utilizan modelos que simulan los procesos físicos anteriormente descritos mediante ecuaciones. Estas se resuelven en forma numérica con ayuda de computadores (ordenadores) de gran capacidad.

¿Qué son las nubes estratos? (Sebastián, 29/11/2002)

La nubosidad estratiforme se caracteriza por su organización en forma de una capa o banda horizontal, con un escaso desarrollo vertical. Se produce a distintos niveles en la atmósfera, y normalmente el borde superior de la nubosidad corresponde al límite inferior de una capa atmosférica de gran estabilidad, donde se inhiben los movimientos verticales.

En Chile, la nubosidad de tipo estratos es característica en toda la costa norte y central del país, como parte de un dominio mucho más amplio en el Pacífico suroriental donde esta nubosidad baja prevalece. En este caso las nube se forma en el borde superior de la capa límite marina, y el tope de la capa nubosa corresponde al límite inferior de la inversión térmica que domina toda esta región.