Introducción a las Ciencias de la Atmósfera y los...
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Introducción a las Ciencias de la Atmósfera y los Océanos Temperatura M. Elizabeth Castañeda 2011
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Introducción a las Ciencias de la
Atmósfera y los Océanos
Temperatura
M. Elizabeth Castañeda 2011
Temperatura del aire
•Medida de la energenergíía cina cinééticatica de las moléculas y los átomos.
•Medida de la velocidad promediovelocidad promedio de las moléculas y los átomos.
Variaciones diarias de la temperatura
• Cada día como una pequeña estación con un ciclo de
calentamiento y enfriamiento
• Calentamiento diurno
• Aire pobre conductor, entonces el calentamiento
inicial solamente afecta al aire cerca del suelo.
• Como la energia se acumula comienza la
convección y calienta grandes porciones del aire.
• Aire se calienta por convección, altas
temperaturas.
En un día soleado, en calma, el aire cerca de la superficie puede ser
considerablemente más caliente que el aire de un metro o menos sobre
la superficie.
Perfiles verticales de temperatura por encima de una superficie de
asfalto para una tarde de verano en calma y ventosa.
La temperatura mínima
ocurre cuando cambia
el signo en el balance
de energía: esto es en el
momento en que se
comienza a recibir más
energía de OC que la
OL que emite la
superficie terrestre.
Variación diaria de la temperatura
En general, la temperatura mínima ocurre cerca del amanecer como
resultado del enfriamiento radiativo nocturno de la superficie terrestre. La
temperatura máxima ocurre usualmente en la tarde, algunas horas después
del mediodía.
Factores que controlan la temperatura
Variaciones diarias de la temperatura
•Las propiedades del suelo afectan la tasa de
conducción de la Tierra a la atmósfera:
•Tipo
•Contenido de humedad
•Cobertura vegetal
•Viento mezcla energía en la columna de aire y puede
forzar la convección.
El defasaje entre temperatura y radiación a lo largo del
día es consecuencia principalmente del proceso de
calentamiento de la atmósfera:
El aire absorbe poca radiación solar y es calentado principalmente
por la energía proveniente de la superficie terrestre: la tasa a la
cual la superficie entrega energía a la atmósfera no está
balanceada con la tasa a la cual la atmósfera irradia calor.
Generalmente, durante unas pocas horas después del período de
máxima radiación solar, el calor entregado por la superficie a la
atmósfera es mayor que el emitido por la atmósfera hacia el
espacio. En consecuencia, en general la temperatura del aire es
máxima durante la tarde.
Variaciones diarias de la temperatura
Enfriamiento nocturno
Cuando baja el sol, el ángulo solar menor provoca
que la insolación se disperse en un área más grande.
•Enfriamiento radiativo, energía infrarroja es
emitida por la superficie de la Tierra.
•Inversión radiativa: el aire cerca de tierra es mucho
más frío que el aire por encima.
Factores que controlan la temperatura
En una noche clara y tranquila, el aire cerca de la superficie puede ser mucho
más frío que el aire por encima. El aumento de la temperatura del aire al
aumentar la altura por encima de la superficie se denomina inversión radiativa de temperatura.
InversiInversióón radiativan radiativa
� temperaturas nocturnas muy bajas
� condiciones de calma
� longitud de la noche
� aire seco
� libre de nubes
Perfiles verticales de temperatura apenas por encima del suelo en una
noche ventosa y en una noche serena. Tenga en cuenta que la inversión
radiativa se desarrolla mejor en la noche en calma.
En las noches frías y claras, el asentamiento de aire frío en los valles los hace
más fríos que las laderas circundantes. La región ubicada a lo largo del lado de
la colina donde la temperatura del aire está por encima de la congelación es
conocido como un cinturón térmico.
Distribución idealizada de la temperatura del aire por encima del suelo
durante las 24 hs del día. Las curvas de temperatura representan las
variaciones en la temperatura media del aire por encima de una superficie
con pasto para una ciudad en latitudes medias, durante el verano, bajo
condiciones de calma y cielos despejados.
•LATITUD
•DISTRIBUCION DE TIERRA Y AGUA
•CORRIENTES OCEANICAS
•ALTURA
Factores que controlan la temperatura
Variación de la temperatura por latitud
ENERO
JULIO
Variación de la temperatura por latitud
La disminución vertical de la
temperatura en la troposfera es en
promedio de de 6.5°C/km. Sin
embargo cuando se mide la
temperatura en lugares elevados y se
los compara con otros en la misma
latitud pero a menor altura se
encuentran diferencias con esta tasa
de enfriamiento debido a la
absorción y re-radiación de la
energía por parte del suelo.
Factores que controlan la temperatura:
Altura
Rango diario (diurno) de la temperatura.
El rango diario de la temperatura decrece a medida que ascendemos
desde las superficie. Por lo tanto hay menor variacion de-noche en la
temperatura del aire cerca del tope de un edificio de departamentos
que cerca del nivel del suelo.
Efecto de la nubosidad sobre el balance
energético en superficie
Las nubes tienden a mantener las temperaturas diarias más bajas y las
temperaturas nocturnas más altas, produciendo una amplitud diaria de
temperatura pequeña.
En ausencia de nubosidad, los días tienden a ser más cálidos y las noches
más frías, produciendo una amplitud térmica diaria mayor.
Es el calentamiento diferencial que se registra en áreas urbanas en
comparación con las zonas rurales próximas a la ciudad.
Efecto ciudad: Isla urbana de calor
Factores que controlan la temperatura:
Tipo de suelo
Factores que controlan la temperatura:
cuerpo de agua
Factores que controlan la temperatura:
Latitud
Factores que controlan la temperatura:
Altura
Medición de la temperatura
Termómetro: registra la temperatura. Se basa en el principio de que un
líquido (en gral. mercurio o alcohol) cambia de volumen en función de la
temperatura.
Instalación: Se coloca en el
interior del abrigo
meteorológico con su bulbo
a una altura entre 1.5 y 2
metros de altura.
Otros tipos:
•Bimetálico (dilatación)
•Electrónico (resistencia eléctrica)
Termómetro de máxima: registra la temperatura más alta del día.
Es un termómetro de mercurio
que tiene un estrechamiento
del capilar cerca del bulbo o
depósito. Cuando la
temperatura sube, la
dilatación de todo el mercurio
del bulbo vence la resistencia
opuesta por el estrechamiento,
mientras que cuando la
temperatura baja y la masa de
mercurio se contrae, la
columna se rompe por el
estrechamiento y su extremo
libre queda marcando la
temperatura máxima.
Instalación y medición: Se
coloca dentro del abrigo
meteorológico en un soporte
adecuado, con su bulbo
inclinado hacia abajo formando
un ángulo de 2º con la
horizontal. Luego de la lectura,
para volver a ponerlo a punto
se debe sujetar firmemente por
la parte contraria al depósito y
sacudirlo con el brazo
extendido.
Termómetro de mínima: registra la temperatura más baja del día.
Está compuesto de alcohol y
llevan un índice coloreado de
marfil sumergido en el líquido.
El bulbo tiene forma de
horquilla (para aumentar la
superficie de contacto del
elemento sensible). Cuando
desciende la temperatura, el
líquido arrastra el índice.
Cuando la temperatura
asciende, el líquido pasa entre
la pared del tubo y el índice y
éste queda marcando la
temperatura más baja por el
extremo más alejado del bulbo.
Instalación y medición: Se
coloca dentro del abrigo
meteorológico en un soporte
adecuado en forma horizontal.
Luego de la lectura se debe
poner nuevamente el índice en
contacto con la superficie libre
del alcohol.
Termógrafo (grafica la temperatura a través del tiempo). El sensor de este
instrumento está constituido por un elemento bimetálico circular. Es decir
dos metales de diferente coeficiente de dilatación (ínvar y bronce o ínvar y
acero).
Cuando varía la temperatura se produce un cambio en el radio del elemento
medidor que se transmite a un sistema de palancas que accionan un brazo
registrador. La banda de registro va colocada sobre un tambor cilíndrico
que contiene un mecanismo de relojería. Este gira una vuelta en 24 horas o
en una semana según se seleccione. La escala está dividida de a 1ºC. La
amplitud es de -35 a 45ºC y la precisión es de +-0,5ºC.
