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La meteorología es una rama de las ciencias atmosféricas que incluye la química atmosférica y la física atmosférica , con un enfoque principal en el pronóstico del tiempo . El estudio de la meteorología se remonta a milenios , aunque no se produjeron avances significativos en meteorología hasta el siglo XVIII. El siglo XIX vio un modesto progreso en el campo después de que se formaron redes de observación meteorológica en amplias regiones. Los intentos anteriores de predecir el clima dependían de datos históricos. No fue hasta después de la elucidación de las leyes de la física.y más particularmente, el desarrollo de la computadora, que permitió la solución automatizada de un gran número de ecuaciones que modelan el clima, en la segunda mitad del siglo XX se lograron avances significativos en la predicción del clima. Un dominio importante de la predicción meteorológica es la predicción meteorológica marina en lo que respecta a la seguridad marítima y costera, en la que los efectos meteorológicos también incluyen interacciones atmosféricas con grandes masas de agua.
Los fenómenos meteorológicos son eventos meteorológicos observables que se explican por la ciencia de la meteorología. Los fenómenos meteorológicos se describen y cuantifican mediante las variables de la atmósfera terrestre : temperatura , presión del aire , vapor de agua , flujo másico y las variaciones e interacciones de esas variables, y cómo cambian con el tiempo. Se utilizan diferentes escalas espaciales para describir y predecir el clima a nivel local, regional y global.
La meteorología, la climatología , la física atmosférica y la química atmosférica son subdisciplinas de las ciencias atmosféricas . La meteorología y la hidrología componen el campo interdisciplinario de la hidrometeorología . Las interacciones entre la atmósfera de la Tierra y sus océanos son parte de un sistema acoplado océano-atmósfera. La meteorología tiene aplicación en muchos campos diversos, como el militar , la producción de energía , el transporte , la agricultura y la construcción .
La palabra meteorología proviene del griego antiguo μετέωρος metéōros ( meteorito ) y -λογία -logia ( - (o) logy ), que significa "el estudio de las cosas en lo alto del aire".
Historia [ editar ]
La capacidad de predecir lluvias e inundaciones basada en ciclos anuales fue evidentemente utilizada por los seres humanos al menos desde el momento del asentamiento agrícola, si no antes. Los primeros enfoques para predecir el clima se basaban en la astrología y eran practicados por sacerdotes. Las inscripciones cuneiformes en tablillas babilónicas incluían asociaciones entre el trueno y la lluvia. Los caldeos diferenciaron los halos de 22 ° y 46 ° . [1]
Los antiguos Upanishads indios contienen menciones de nubes y estaciones . [2] El Samaveda menciona sacrificios que se deben realizar cuando se notan ciertos fenómenos. [1] Varahamihira trabajo clásico 's Brihat Samhita , escrito sobre 500 AD, [2] proporciona evidencia de observación del tiempo.
En 350 a. C., Aristóteles escribió Meteorología . [3] Aristóteles es considerado el fundador de la meteorología. [4] Uno de los logros más impresionantes descritos en Meteorología es la descripción de lo que ahora se conoce como ciclo hidrológico . [5]
El libro De Mundo (compuesto antes del 250 a. C. o entre el 350 y el 200 a. C.) señaló: [6]
- Si el cuerpo destellante se prende fuego y se precipita violentamente hacia la Tierra, se le llama rayo; si es sólo la mitad del fuego, pero también violento y masivo, se llama meteoro ; si está completamente libre de fuego, se llama rayo humeante. A todos se les llama 'pernos en picado' porque se abalanzan sobre la Tierra. A veces, los relámpagos son humeantes y luego se denominan "relámpagos humeantes"; a veces, se mueven rápidamente y luego se dice que son vívidos . En otras ocasiones, viajan en líneas torcidas y se denominan relámpagos bifurcados . Cuando desciende en picado sobre algunos objeto se llama 'relámpago en picada'.
El científico griego Theophrastus compiló un libro sobre pronóstico del tiempo, llamado Libro de los signos . El trabajo de Theophrastus siguió siendo una influencia dominante en el estudio del tiempo y en la predicción del tiempo durante casi 2000 años. [7] En el 25 d. C., Pomponius Mela , un geógrafo del Imperio Romano , formalizó el sistema de zonas climáticas. [8] Según Toufic Fahd, alrededor del siglo IX, Al-Dinawari escribió el Kitab al-Nabat ( Libro de las plantas ), en el que trata de la aplicación de la meteorología a la agricultura durante la Revolución Agrícola Árabe.. Describe el carácter meteorológico del cielo, los planetas y constelaciones , el sol y la luna , las fases lunares que indican estaciones y lluvias, los anwa ( cuerpos celestes de lluvia) y fenómenos atmosféricos como vientos, truenos, relámpagos, nieve, inundaciones. , valles, ríos, lagos. [9] [10] [ verificación necesaria ]
Los primeros intentos de predecir el clima a menudo estaban relacionados con la profecía y la adivinación, y a veces se basaban en ideas astrológicas. El almirante FitzRoy intentó separar los enfoques científicos de los proféticos. [11]
Investigación de fenómenos atmosféricos visuales [ editar ]
Ptolomeo escribió sobre la refracción atmosférica de la luz en el contexto de las observaciones astronómicas. [12] En 1021, Alhazen demostró que la refracción atmosférica también es responsable del crepúsculo ; estimó que el crepúsculo comienza cuando el sol está 19 grados por debajo del horizonte , y también usó una determinación geométrica basada en esto para estimar la altura máxima posible de la atmósfera de la Tierra en 52,000 passim (aproximadamente 49 millas o 79 km). [13]
San Alberto Magno fue el primero en proponer que cada gota de lluvia que caía tenía la forma de una pequeña esfera, y que esta forma significaba que el arco iris era producido por la luz que interactuaba con cada gota de lluvia. [14] Roger Bacon fue el primero en calcular el tamaño angular del arco iris. Afirmó que una cumbre de arco iris no puede aparecer a más de 42 grados sobre el horizonte. [15] A finales del siglo XIII y principios del XIV, Kamāl al-Dīn al-Fārisī y Theodoric de Freiberg fueron los primeros en dar las explicaciones correctas para el fenómeno del arco iris primario . Theoderic fue más allá y también explicó el arco iris secundario. [dieciséis]En 1716, Edmund Halley sugirió que las auroras son causadas por "efluvios magnéticos" que se mueven a lo largo de las líneas del campo magnético de la Tierra .
Instrumentos y escalas de clasificación [ editar ]
En 1441, el hijo del rey Sejong , el príncipe Munjong de Corea, inventó el primer pluviómetro estandarizado . [17] Estos se enviaron a lo largo de la dinastía Joseon de Corea como una herramienta oficial para evaluar los impuestos sobre la tierra en función de la cosecha potencial de un agricultor. En 1450, Leone Battista Alberti desarrolló un anemómetro de placa oscilante y fue conocido como el primer anemómetro . [18] En 1607, Galileo Galilei construyó un termoscopio . En 1611, Johannes Keplerescribió el primer tratado científico sobre cristales de nieve: "Strena Seu de Nive Sexangula (Un regalo de año nuevo de nieve hexagonal)". [19] En 1643, Evangelista Torricelli inventó el barómetro de mercurio . [18] En 1662, Sir Christopher Wren inventó el pluviómetro mecánico, de vaciado automático y de cubeta basculante. En 1714, Gabriel Fahrenheit creó una escala confiable para medir la temperatura con un termómetro de mercurio. [20] En 1742, Anders Celsius , un astrónomo sueco, propuso la escala de temperatura "centígrados", la predecesora de la actual escala Celsius . [21] En 1783, el primer cabelloEl higrómetro fue demostrado por Horace-Bénédict de Saussure . En 1802–1803, Luke Howard escribió Sobre la modificación de las nubes , en el que asigna nombres latinos a los tipos de nubes . [22] En 1806, Francis Beaufort introdujo su sistema para clasificar la velocidad del viento . [23] Cerca del final del siglo XIX se publicaron los primeros atlas de nubes , incluido el Atlas Internacional de Nubes , que se ha mantenido impreso desde entonces. El lanzamiento en abril de 1960 del primer satélite meteorológico exitoso , TIROS-1, marcó el comienzo de la era en la que la información meteorológica estuvo disponible a nivel mundial.
Investigación de la composición atmosférica [ editar ]
En 1648, Blaise Pascal redescubrió que la presión atmosférica disminuye con la altura y dedujo que hay un vacío sobre la atmósfera. [24] En 1738, Daniel Bernoulli publicó Hydrodynamics , iniciando la teoría cinética de los gases y estableció las leyes básicas para la teoría de los gases. [25] En 1761, Joseph Black descubrió que el hielo absorbe calor sin cambiar su temperatura cuando se derrite. En 1772, el estudiante de Black, Daniel Rutherford, descubrió el nitrógeno , al que llamó aire flogisticado , y juntos desarrollaron la teoría del flogisto.. [26] En 1777, Antoine Lavoisier descubrió el oxígeno y desarrolló una explicación para la combustión. [27] En 1783, en el ensayo de Lavoisier "Reflexions sur le phlogistique", [28] desaprueba la teoría del flogisto y propone una teoría calórica . [29] [30] En 1804, Sir John Leslie observó que una superficie negra mate irradia calor con mayor eficacia que una superficie pulida, lo que sugiere la importancia de la radiación del cuerpo negro . En 1808, John Dalton defendió la teoría calórica en A New System of Chemistryy describió cómo se combina con la materia, especialmente los gases; propuso que la capacidad calorífica de los gases varía inversamente con el peso atómico . En 1824, Sadi Carnot analizó la eficiencia de las máquinas de vapor utilizando la teoría calórica; desarrolló la noción de un proceso reversible y, al postular que no existe tal cosa en la naturaleza, sentó las bases de la segunda ley de la termodinámica .
Investigación sobre ciclones y flujo de aire [ editar ]
En 1494, Cristóbal Colón experimentó un ciclón tropical, que condujo al primer relato europeo escrito de un huracán. [31] En 1686, Edmund Halley presentó un estudio sistemático de los vientos alisios y los monzones e identificó el calentamiento solar como la causa de los movimientos atmosféricos. [32] En 1735, George Hadley escribió una explicación ideal de la circulación global mediante el estudio de los vientos alisios . [33] En 1743, cuando un huracán le impidió a Benjamin Franklin ver un eclipse lunar, decidió que los ciclones se mueven de manera contraria a los vientos en su periferia. [34] Entender la cinemática de cómo exactamente la rotación de la Tierra afecta el flujo de aire fue parcial al principio. Gaspard-Gustave Coriolis publicó un artículo en 1835 sobre el rendimiento energético de las máquinas con piezas giratorias, como las ruedas hidráulicas. [35] En 1856, William Ferrel propuso la existencia de una celda de circulación en las latitudes medias, y el aire en su interior se desvía por la fuerza de Coriolis, lo que da como resultado los vientos predominantes del oeste. [36] A finales del siglo XIX, se entendía que el movimiento de las masas de aire a lo largo de las isobaras era el resultado de la interacción a gran escala de la fuerza del gradiente de presión.y la fuerza de desvío. En 1912, esta fuerza desviadora se denominó efecto Coriolis. [37] Justo después de la Primera Guerra Mundial, un grupo de meteorólogos en Noruega dirigido por Vilhelm Bjerknes desarrolló el modelo de ciclón noruego que explica la generación, intensificación y desintegración final (el ciclo de vida) de los ciclones de latitud media , e introdujo la idea de frentes. , es decir, límites claramente definidos entre masas de aire . [38] El grupo incluía a Carl-Gustaf Rossby (quien fue el primero en explicar el flujo atmosférico a gran escala en términos de dinámica de fluidos ), Tor Bergeron(quien determinó por primera vez cómo se forma la lluvia) y Jacob Bjerknes .
Redes de observación y pronóstico del tiempo [ editar ]
A finales del siglo XVI y la primera mitad del siglo XVII, se inventó una gama de instrumentos meteorológicos: el termómetro , el barómetro , el hidrómetro , así como los pluviómetros y el viento. En la década de 1650, los filósofos naturales comenzaron a utilizar estos instrumentos para registrar sistemáticamente las observaciones meteorológicas. Las academias científicas establecieron diarios meteorológicos y organizaron redes de observación. [39] En 1654, Fernando II de Medici estableció la primera red de observación meteorológica , que consistía en estaciones meteorológicas en Florencia , Cutigliano , Vallombrosa , Bolonia , Parma., Milán , Innsbruck , Osnabrück , París y Varsovia . Los datos recopilados se enviaron a Florencia a intervalos de tiempo regulares. [40] En la década de 1660, Robert Hooke, de la Royal Society de Londres, patrocinó redes de observadores meteorológicos. El tratado de Hipócrates Aires, aguas y lugares había relacionado el clima con la enfermedad. Por lo tanto, los primeros meteorólogos intentaron correlacionar los patrones climáticos con los brotes epidémicos y el clima con la salud pública. [39]
Durante la Era de la Ilustración, la meteorología trató de racionalizar la tradición meteorológica tradicional, incluida la meteorología astrológica. Pero también hubo intentos de establecer una comprensión teórica de los fenómenos meteorológicos. Edmond Halley y George Hadley intentaron explicar los vientos alisios . Razonaron que la masa creciente de aire caliente del ecuador es reemplazada por una entrada de aire más frío de latitudes altas. Un flujo de aire cálido a gran altitud desde el ecuador hacia los polos, a su vez, estableció una imagen temprana de la circulación. La frustración por la falta de disciplina entre los observadores meteorológicos y la mala calidad de los instrumentos llevó a los primeros estados nacionales modernospara organizar grandes redes de observación. Así, a finales del siglo XVIII, los meteorólogos tenían acceso a grandes cantidades de datos meteorológicos fiables. [39] En 1832, el barón Schilling creó un telégrafo electromagnético . [41] La llegada del telégrafo eléctrico en 1837 brindó, por primera vez, un método práctico para recopilar rápidamente observaciones meteorológicas de superficie de un área amplia. [42]
Estos datos podrían usarse para producir mapas del estado de la atmósfera para una región cercana a la superficie de la Tierra y para estudiar cómo estos estados evolucionaron a través del tiempo. Para hacer pronósticos meteorológicos frecuentes basados en estos datos se requería una red confiable de observaciones, pero no fue hasta 1849 que la Institución Smithsonian comenzó a establecer una red de observación en los Estados Unidos bajo el liderazgo de Joseph Henry . [43] En ese momento se establecieron redes de observación similares en Europa. El reverendo William Clement Ley fue clave en la comprensión de las nubes cirros y la comprensión temprana de las corrientes en chorro . [44] Charles Kenneth Mackinnon Douglas, conocido como 'CKM' Douglas leyó los artículos de Ley después de su muerte y continuó con el estudio inicial de los sistemas meteorológicos. [45] Los investigadores de meteorología del siglo XIX se extrajeron de antecedentes militares o médicos, en lugar de entrenarse como científicos dedicados. [46] En 1854, el gobierno del Reino Unido nombró a Robert FitzRoy para la nueva oficina de Estadista Meteorológico de la Junta de Comercio con la tarea de recopilar observaciones meteorológicas en el mar. La oficina de FitzRoy se convirtió en la Oficina Meteorológica del Reino Unido en 1854, el segundo servicio meteorológico nacional más antiguo del mundo (la Institución Central de Meteorología y Geodinámica(ZAMG) en Austria fue fundada en 1851 y es el servicio meteorológico más antiguo del mundo). Los primeros pronósticos meteorológicos diarios hechos por la Oficina de FitzRoy se publicaron en el periódico The Times en 1860. Al año siguiente se introdujo un sistema de izar conos de advertencia de tormenta en los puertos principales cuando se esperaba un vendaval.
Durante los siguientes 50 años, muchos países establecieron servicios meteorológicos nacionales. El Departamento Meteorológico de la India (1875) se estableció para seguir a los ciclones y monzones tropicales . [47] La Oficina Central Meteorológica de Finlandia (1881) se formó a partir de parte del Observatorio Magnético de la Universidad de Helsinki . [48] El Observatorio Meteorológico de Tokio de Japón, el precursor de la Agencia Meteorológica de Japón , comenzó a construir mapas meteorológicos de superficie en 1883. [49] La Oficina Meteorológica de los Estados Unidos (1890) se estableció bajo el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos . La Oficina Australiana de Meteorología(1906) fue establecido por una Ley de Meteorología para unificar los servicios meteorológicos estatales existentes. [50] [51]
Predicción numérica del tiempo [ editar ]
En 1904, el científico noruego Vilhelm Bjerknes argumentó por primera vez en su artículo Pronóstico del tiempo como problema en mecánica y física que debería ser posible pronosticar el tiempo a partir de cálculos basados en leyes naturales . [52] [53]
No fue hasta finales del siglo XX que los avances en la comprensión de la física atmosférica llevaron a la base de la predicción numérica del tiempo moderna . En 1922, Lewis Fry Richardson publicó "Predicción meteorológica por proceso numérico", [54]Después de encontrar notas y derivaciones, trabajó como conductor de ambulancia en la Primera Guerra Mundial. Describió cómo se podían ignorar los términos pequeños en las ecuaciones de dinámica de fluidos de pronóstico que gobiernan el flujo atmosférico, y un esquema de cálculo numérico que podría idearse para permitir predicciones. Richardson imaginó un gran auditorio de miles de personas realizando los cálculos. Sin embargo, la gran cantidad de cálculos requeridos era demasiado grande para completar sin computadoras electrónicas, y el tamaño de la cuadrícula y los pasos de tiempo utilizados en los cálculos llevaron a resultados poco realistas. Aunque el análisis numérico descubrió más tarde que esto se debía a la inestabilidad numérica .
A partir de la década de 1950, los pronósticos numéricos con computadoras se volvieron factibles. [55] Los primeros pronósticos meteorológicos derivados de esta manera utilizaron modelos barotrópicos (nivel vertical único) y pudieron predecir con éxito el movimiento a gran escala de las ondas de Rossby de latitudes medias , es decir, el patrón de máximos y mínimos atmosféricos . [56] En 1959, la Oficina Meteorológica del Reino Unido recibió su primera computadora, una Ferranti Mercury . [57]
En la década de 1960, la naturaleza caótica de la atmósfera fue observada por primera vez y descrita matemáticamente por Edward Lorenz , fundando el campo de la teoría del caos . [58] Estos avances han llevado al uso actual de la predicción por conjuntos en la mayoría de los principales centros de predicción, para tener en cuenta la incertidumbre que surge de la naturaleza caótica de la atmósfera. [59] Se han desarrollado modelos matemáticos utilizados para predecir el tiempo a largo plazo de la Tierra ( modelos climáticos ) que tienen una resolución hoy que es tan tosca como los modelos de predicción del tiempo más antiguos. Estos modelos climáticos se utilizan para investigar el clima a largo plazo.cambios, como los efectos que podrían causar las emisiones humanas de gases de efecto invernadero .
Meteorólogos [ editar ]
Los meteorólogos son científicos que estudian y trabajan en el campo de la meteorología. [60] La Sociedad Meteorológica Estadounidense publica y actualiza continuamente un glosario electrónico autorizado de meteorología . [61] Los meteorólogos trabajan en agencias gubernamentales , servicios privados de consultoría e investigación , empresas industriales, servicios públicos, estaciones de radio y televisión , y en educación . En los Estados Unidos, los meteorólogos ocuparon alrededor de 10,000 puestos de trabajo en 2018. [62]
Aunque los pronósticos y avisos meteorológicos son los productos más conocidos de los meteorólogos para el público, los presentadores meteorológicos de radio y televisión no son necesariamente meteorólogos profesionales. La mayoría de las veces son reporteros con poca formación meteorológica formal, que utilizan títulos no regulados como especialista en meteorología o meteorólogo . La Sociedad Meteorológica Estadounidense y la Asociación Meteorológica Nacional emiten "Sellos de Aprobación" para las emisoras meteorológicas que cumplen con ciertos requisitos, pero esto no es obligatorio para ser contratados por los medios.
Equipo [ editar ]
Cada ciencia tiene sus propios equipos de laboratorio únicos. En la atmósfera, hay muchas cosas o cualidades de la atmósfera que se pueden medir. La lluvia, que se puede observar o ver en cualquier lugar y en cualquier momento, fue una de las primeras cualidades atmosféricas medidas históricamente. Además, otras dos cualidades medidas con precisión son el viento y la humedad. Ninguno de estos se puede ver, pero se puede sentir. Los dispositivos para medir estos tres surgieron a mediados del siglo XV y fueron, respectivamente, el pluviómetro , el anemómetro y el higrómetro. Se habían realizado muchos intentos antes del siglo XV para construir equipos adecuados para medir las numerosas variables atmosféricas. Muchos eran defectuosos de alguna manera o simplemente no eran confiables. Incluso Aristóteles Señaló esto en algunos de sus trabajos como la dificultad para medir el aire.
Los conjuntos de mediciones de superficie son datos importantes para los meteorólogos. Dan una instantánea de una variedad de condiciones climáticas en un solo lugar y generalmente se encuentran en una estación meteorológica , un barco o una boya meteorológica . Las medidas tomadas en una estación meteorológica pueden incluir cualquier número de observables atmosféricos. Por lo general, la temperatura, la presión , las mediciones del viento y la humedad son las variables que se miden con un termómetro, barómetro, anemómetro e higrómetro, respectivamente. [63] Las estaciones profesionales también pueden incluir sensores de calidad del aire ( monóxido de carbono , dióxido de carbono , metano , ozono , polvoY humo ), ceilómetro (techo de nubes), cayendo Sensor de precipitación, sensores de inundación , sensores de relámpagos , micrófono ( explosiones , bombas sónicas , trueno ), pyranometer / pirheliómetro / espectrorradiómetro (/ Vis / UV IR fotodiodos ), pluviómetro / nivómetro , contador de centelleo ( radiación de fondo , lluvia radiactiva , radón ), sismómetro ( terremotosy temblores), transmisómetro (visibilidad) y un reloj GPS para registro de datos . Los datos en altitud son de crucial importancia para la predicción meteorológica. La técnica más utilizada son los lanzamientos de radiosondas . Complementando las radiosondas, la Organización Meteorológica Mundial organiza una red de colección de aeronaves .
La teledetección , tal como se utiliza en meteorología, es el concepto de recopilar datos de eventos meteorológicos remotos y producir posteriormente información meteorológica. Los tipos comunes de teledetección son radar , Lidar y satélites (o fotogrametría ). Cada uno recopila datos sobre la atmósfera desde una ubicación remota y, por lo general, almacena los datos donde se encuentra el instrumento. El radar y el Lidar no son pasivos porque ambos usan radiación EM para iluminar una porción específica de la atmósfera. [64] Los satélites meteorológicos junto con los satélites de observación de la Tierra de uso más general que giran alrededor de la Tierra a diversas altitudes se han convertido en una herramienta indispensable para estudiar una amplia gama de fenómenos, desde los incendios forestales hasta El Niño .
Escalas espaciales [ editar ]
El estudio de la atmósfera se puede dividir en distintas áreas que dependen tanto de escalas temporales como espaciales. En un extremo de esta escala se encuentra la climatología. En escalas de tiempo de horas a días, la meteorología se divide en meteorología a escala micro, meso y sinóptica. Respectivamente, el tamaño geoespacial de cada una de estas tres escalas se relaciona directamente con la escala de tiempo apropiada.
Se utilizan otras subclasificaciones para describir los efectos únicos, locales o amplios dentro de esas subclases.
| Tipo de movimiento | Escala horizontal (metro) |
|---|---|
| Camino libre medio molecular | 10 −7 |
| Minutos remolinos turbulentos | 10 -2 - 10 -1 |
| Pequeños remolinos | 10 -1 - 1 |
| Demonios de polvo | 1-10 |
| Ráfagas | 10 - 10 2 |
| Tornados | 10 2 |
| Nubes de tormenta | 10 3 |
| Frentes, líneas de turbonada | 10 4 - 10 5 |
| Huracanes | 10 5 |
| Ciclones sinópticos | 10 6 |
| Ondas planetarias | 10 7 |
| Mareas atmosféricas | 10 7 |
| Viento zonal medio | 10 7 |
Microescala [ editar ]
La meteorología a microescala es el estudio de los fenómenos atmosféricos en una escala de aproximadamente 1 kilómetro (0,62 millas) o menos. Las tormentas eléctricas individuales, las nubes y las turbulencias locales causadas por edificios y otros obstáculos (como colinas individuales) se modelan en esta escala. [66]
Mesoescala [ editar ]
La meteorología de mesoescala es el estudio de los fenómenos atmosféricos que tiene escalas horizontales que van de 1 km a 1000 km y una escala vertical que comienza en la superficie de la Tierra e incluye la capa límite atmosférica, la troposfera, la tropopausa y la sección inferior de la estratosfera . Las escalas de tiempo de mesoescala duran desde menos de un día hasta varias semanas. Los eventos típicamente de interés son tormentas , líneas de turbonada , frentes , bandas de precipitación en ciclones tropicales y extratropicales y sistemas meteorológicos generados topográficamente, como olas de montaña y brisas marinas y terrestres . [67]
Escala sinóptica [ editar ]
La meteorología a escala sinóptica predice cambios atmosféricos a escalas de hasta 1000 km y 10 5 segundos (28 días), en el tiempo y el espacio. A escala sinóptica, la aceleración de Coriolis que actúa sobre masas de aire en movimiento (fuera de los trópicos) juega un papel dominante en las predicciones. Los fenómenos descritos típicamente por la meteorología sinóptica incluyen eventos tales como ciclones extratropicales, valles y cordilleras baroclínicas, zonas frontales y, en cierta medida , corrientes en chorro . Todos estos se dan típicamente en mapas meteorológicos para un tiempo específico. La escala horizontal mínima de los fenómenos sinópticos se limita al espacio entre las estaciones de observación de superficie . [68]
Escala global [ editar ]
La meteorología a escala global es el estudio de los patrones climáticos relacionados con el transporte de calor desde los trópicos a los polos . Las oscilaciones a gran escala son importantes a esta escala. Estas oscilaciones tienen períodos de tiempo típicamente del orden de meses, como la oscilación Madden-Julian , o años, como El Niño-Oscilación del Sur y la oscilación decenal del Pacífico . La meteorología a escala global se introduce en el rango de la climatología. La definición tradicional de clima se empuja a escalas de tiempo más grandes y, con la comprensión de las oscilaciones globales de escala de tiempo más larga, su efecto sobre el clima y las perturbaciones meteorológicas se pueden incluir en las predicciones de escalas de tiempo sinópticas y de mesoescala.
La predicción numérica del tiempo es un enfoque principal para comprender la interacción aire-mar, la meteorología tropical, la predictibilidad atmosférica y los procesos troposféricos / estratosféricos. [69] El Laboratorio de Investigación Naval en Monterey, California, desarrolló un modelo atmosférico global llamado Sistema de Predicción Atmosférica Global Operacional de la Armada (NOGAPS). NOGAPS se ejecuta operativamente en el Centro de Oceanografía y Meteorología Numérica de la Flota para las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. Muchos otros modelos atmosféricos globales están a cargo de agencias meteorológicas nacionales.
Algunos principios meteorológicos [ editar ]
Meteorología de la capa límite [ editar ]
La meteorología de la capa límite es el estudio de los procesos en la capa de aire directamente sobre la superficie de la Tierra, conocida como capa límite atmosférica (ABL). Los efectos de la superficie (calentamiento, enfriamiento y fricción ) provocan una mezcla turbulenta dentro de la capa de aire. El movimiento significativo de calor , materia o impulso en escalas de tiempo de menos de un día es causado por movimientos turbulentos. [70] La meteorología de la capa límite incluye el estudio de todos los tipos de límites entre la superficie y la atmósfera, incluidos los océanos, lagos, terrenos urbanos y no urbanos para el estudio de la meteorología.
Meteorología dinámica [ editar ]
La meteorología dinámica generalmente se centra en la dinámica de fluidos de la atmósfera. La idea de paquete de aire se utiliza para definir el elemento más pequeño de la atmósfera, ignorando la naturaleza química y molecular discreta de la atmósfera. Una parcela de aire se define como un punto en el continuo fluido de la atmósfera. Las leyes fundamentales de la dinámica de fluidos, la termodinámica y el movimiento se utilizan para estudiar la atmósfera. Las magnitudes físicas que caracterizan el estado de la atmósfera son temperatura, densidad, presión, etc. Estas variables tienen valores únicos en el continuo. [71]
Aplicaciones [ editar ]
Pronóstico del tiempo [ editar ]
La previsión meteorológica es la aplicación de la ciencia y la tecnología para predecir el estado de la atmósfera en un momento futuro y una ubicación determinada. Los seres humanos han intentado predecir el clima de manera informal durante milenios y formalmente desde al menos el siglo XIX. [72] [73] Los pronósticos meteorológicos se realizan mediante la recopilación de datos cuantitativos sobre el estado actual de la atmósfera y el uso de la comprensión científica de los procesos atmosféricos para proyectar cómo evolucionará la atmósfera. [74]
Una vez que un esfuerzo totalmente humano basado principalmente en cambios en la presión barométrica , las condiciones climáticas actuales y las condiciones del cielo, [75] [76] los modelos de pronóstico ahora se utilizan para determinar las condiciones futuras. Aún se requiere la participación humana para elegir el mejor modelo de pronóstico posible en el que basar el pronóstico, lo que implica habilidades de reconocimiento de patrones, teleconexiones , conocimiento del rendimiento del modelo y conocimiento de los sesgos del modelo. El caóticonaturaleza de la atmósfera, la enorme potencia computacional requerida para resolver las ecuaciones que describen la atmósfera, el error involucrado en la medición de las condiciones iniciales y una comprensión incompleta de los procesos atmosféricos significan que los pronósticos se vuelven menos precisos a medida que la diferencia entre el tiempo actual y el tiempo para que se está haciendo el pronóstico (el rango del pronóstico) aumenta. El uso de conjuntos y consenso de modelos ayuda a reducir el error y elegir el resultado más probable. [77] [78] [79]
Hay una variedad de usos finales para los pronósticos meteorológicos. Las advertencias meteorológicas son pronósticos importantes porque se utilizan para proteger la vida y la propiedad. [80] Los pronósticos basados en la temperatura y las precipitaciones son importantes para la agricultura, [81] [82] [83] [84] y, por lo tanto, para los comerciantes de productos básicos en los mercados de valores. Las empresas de servicios públicos utilizan los pronósticos de temperatura para estimar la demanda en los próximos días. [85] [86] [87] A diario, la gente usa los pronósticos meteorológicos para determinar qué ponerse. Dado que las actividades al aire libre se ven severamente restringidas por las fuertes lluvias, la nieve y el viento helado, los pronósticos se pueden utilizar para planificar actividades en torno a estos eventos y para planificar con anticipación y sobrevivir a ellos.
Meteorología de la aviación [ editar ]
La meteorología de la aviación se ocupa del impacto del clima en la gestión del tráfico aéreo . Es importante que las tripulaciones aéreas comprendan las implicaciones del clima en su plan de vuelo, así como en sus aeronaves, como se indica en el Manual de información aeronáutica : [88]
Los efectos del hielo en la aeronave son acumulativos: se reduce el empuje, aumenta la resistencia, disminuye la sustentación y aumenta el peso. Los resultados son un aumento de la velocidad de pérdida y un deterioro del rendimiento de la aeronave. En casos extremos, se pueden formar de 2 a 3 pulgadas de hielo en el borde de ataque del perfil aerodinámico en menos de 5 minutos. Solo se necesitan 1/2 pulgada de hielo para reducir la potencia de elevación de algunas aeronaves en un 50 por ciento y aumenta la resistencia por fricción en un porcentaje igual. [89]
Meteorología agrícola [ editar ]
Los meteorólogos, científicos del suelo , hidrólogos agrícolas y agrónomos son personas interesadas en estudiar los efectos del tiempo y el clima en la distribución de las plantas, el rendimiento de los cultivos , la eficiencia del uso del agua, la fenología del desarrollo de las plantas y los animales y el equilibrio energético de los ecosistemas naturales y gestionados. Por el contrario, están interesados en el papel de la vegetación en el clima y el tiempo. [90]
Hidrometeorología [ editar ]
La hidrometeorología es la rama de la meteorología que se ocupa del ciclo hidrológico , el balance hídrico y las estadísticas de precipitaciones de las tormentas . [91] Un hidrometeorólogo prepara y emite pronósticos de precipitación acumulada (cuantitativa), lluvias intensas, nevadas intensas y resalta áreas con potencial de inundaciones repentinas. Normalmente, la gama de conocimientos que se requiere se superpone con la climatología, la meteorología de mesoescala y sinóptica, y otras geociencias. [92]
La naturaleza multidisciplinaria de la rama puede resultar en desafíos técnicos, ya que las herramientas y soluciones de cada una de las disciplinas individuales involucradas pueden comportarse de manera ligeramente diferente, optimizarse para diferentes plataformas de hardware y software y utilizar diferentes formatos de datos. Hay algunas iniciativas, como el proyecto DRIHM [93] , que están tratando de abordar este problema. [94]
Meteorología nuclear [ editar ]
La meteorología nuclear investiga la distribución de aerosoles y gases radiactivos en la atmósfera. [95]
Meteorología marítima [ editar ]
La meteorología marítima se ocupa de los pronósticos aéreos y de oleaje para los buques que operan en el mar. Organizaciones como el Centro de Predicción Oceánica , la oficina de pronóstico del Servicio Meteorológico Nacional de Honolulu , la Oficina Meteorológica del Reino Unido y la JMA preparan pronósticos de alta mar para los océanos del mundo.
Meteorología militar [ editar ]
La meteorología militar es la investigación y aplicación de la meteorología con fines militares . En los Estados Unidos, la Marina de los Estados Unidos 's comandante, Naval de Meteorología y Oceanografía supervisa los esfuerzos meteorológicos para la Armada y la Infantería de Marina , mientras que la Fuerza Aérea de Estados Unidos ' s Agencia Meteorológica de la Fuerza Aérea es responsable de la Fuerza Aérea y el Ejército .
Meteorología ambiental [ editar ]
La meteorología ambiental analiza principalmente la dispersión de la contaminación industrial física y químicamente basándose en parámetros meteorológicos como la temperatura, la humedad, el viento y diversas condiciones climáticas.
Energía renovable [ editar ]
Las aplicaciones de la meteorología en las energías renovables incluyen la investigación básica, la "exploración" y el mapeo potencial de la energía eólica y la radiación solar para la energía eólica y solar.
Ver también [ editar ]
- Aerografía
- Navegador Práctico Americano
- Circulación atmosférica
- Capas atmosféricas
- Modelos atmosféricos
- Presión atmosférica
- Termodinámica atmosférica
- Estación meteorológica aeroportuaria automatizada
- Nube
- Flujo de covarianza de remolinos (correlación de remolinos, flujo de remolinos)
- El Niño – Oscilación del Sur
- Índice de artículos de meteorología
- Temporadas australianas indígenas
- Lista de tipos de nubes
- Lista de instituciones meteorológicas
- Lista de meteorólogos rusos
- Lista de instrumentos meteorológicos
- Oscilación Madden-Julian
- Invierno meteorológico
- Día Nacional del Meteorólogo
- Precipitación
- ROFOR
- Clima espacial
- Circulación de Walker
- Tiempo y clima
- Estación meteorológica
Referencias [ editar ]
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Traducido por EW Webster
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Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con la meteorología . |
 | Wikisource tiene trabajos originales sobre el tema: Meteorología |
 | Wikiversity tiene recursos de aprendizaje sobre meteorología |
Consulte el pronóstico del tiempo para los sitios de pronóstico del tiempo.
- Meteorología de la calidad del aire : curso en línea que presenta los conceptos básicos de meteorología y calidad del aire necesarios para comprender los modelos meteorológicos por computadora. Escrito a nivel de licenciatura.
- El Programa GLOBE - (Aprendizaje global y observaciones en beneficio del medio ambiente) Un programa internacional de ciencia y educación ambiental que vincula a estudiantes, maestros y la comunidad de investigación científica en un esfuerzo por aprender más sobre el medio ambiente a través de la recopilación y observación de datos de los estudiantes.
- Glosario de meteorología : de la Sociedad Meteorológica Estadounidense, una excelente referencia de nomenclatura, ecuaciones y conceptos para el lector más avanzado.
- JetStream - Una escuela en línea para el clima - Servicio Nacional de Meteorología
- Aprenda sobre meteorología - Oficina Australiana de Meteorología
- La guía meteorológica - Tutoriales meteorológicos y noticias en About.com
- Educación y formación en meteorología (MetEd) : el programa COMET
- Biblioteca Central de NOAA - Administración Nacional Oceánica y Atmosférica
- Proyecto The World Weather 2010 La Universidad de Illinois en Urbana – Champaign
- Ogimet: datos en línea de estaciones meteorológicas del mundo, obtenidos a través de los servicios gratuitos de NOAA
- Centro Nacional de Archivos de Investigación Atmosférica, documenta la historia de la meteorología
- Previsión meteorológica y ciencia del clima - Oficina Meteorológica del Reino Unido
- Meteorología , debate de BBC Radio 4 con Vladimir Janković, Richard Hambyn e Iba Taub ( In Our Time, 6 de marzo de 2003)
- Exposición virtual sobre meteorología en la biblioteca digital del Observatorio de París
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