Inestabilidad convectiva
En meteorología , la inestabilidad o estabilidad convectiva de una masa de aire se refiere a su capacidad para resistir el movimiento vertical. Una atmósfera estable dificulta el movimiento vertical y las pequeñas perturbaciones verticales se amortiguan y desaparecen. En una inestable ambiente, los movimientos verticales de aire (como en el levantamiento orográfico , donde una masa de aire se desplaza hacia arriba, ya que se sopla por el viento hasta la pendiente ascendente de una cordillera) tienden a ser más grande, lo que resulta en el flujo de aire turbulento y convectivo actividad. La inestabilidad puede conducir a una turbulencia significativa, nubes verticales extensas y tiempo severo como tormentas eléctricas . [1]
El enfriamiento y el calentamiento adiabáticos son fenómenos de aire ascendente o descendente. El aire ascendente se expande y se enfría debido a la disminución de la presión del aire a medida que aumenta la altitud. Lo contrario es cierto para el aire que desciende; a medida que aumenta la presión atmosférica , la temperatura del aire descendente aumenta a medida que se comprime. Calentamiento adiabático y enfriamiento adiabático son términos utilizados para describir este cambio de temperatura.
La tasa de gradiente adiabático es la tasa a la que la temperatura de una masa de aire ascendente o descendente disminuye o aumenta por distancia de desplazamiento vertical. El gradiente ambiental o ambiental es el cambio de temperatura en el aire (no desplazado) por distancia vertical. La inestabilidad resulta de la diferencia entre la tasa de caída adiabática de una masa de aire y la tasa de caída ambiental en la atmósfera. [2]
Si la tasa de gradiente adiabático es menor que la tasa de gradiente ambiental, una masa de aire desplazada hacia arriba se enfría menos rápidamente que el aire en el que se mueve. Por lo tanto, tal masa de aire se calienta en relación con la atmósfera. Como el aire más cálido es menos denso, esa masa de aire tendería a seguir ascendiendo.
Por el contrario, si la tasa de gradiente adiabático es mayor que la tasa de gradiente ambiental, una masa de aire desplazada hacia arriba se enfría más rápidamente que el aire en el que se mueve. Por lo tanto, tal masa de aire se vuelve más fría en relación con la atmósfera. Como el aire más frío es más denso, el ascenso de tal masa de aire tendería a ser resistido.
Cuando el aire sube, el aire húmedo se enfría a un ritmo menor que el aire seco. Es decir, para el mismo movimiento vertical ascendente y temperatura inicial, una parcela de aire húmedo estará más caliente que una parcela de aire seco. Esto se debe a la condensación de vapor de agua en la parcela de aire debido al enfriamiento por expansión. A medida que el vapor de agua se condensa, el calor latentese libera en el paquete de aire. El aire húmedo tiene más vapor de agua que el aire seco, por lo que se libera más calor latente en la porción de aire húmedo a medida que asciende. El aire seco no tiene tanto vapor de agua, por lo tanto, el aire seco se enfría a mayor velocidad con el movimiento vertical que el aire húmedo. Como resultado del calor latente que se libera durante la condensación del vapor de agua, el aire húmedo tiene una tasa de gradiente adiabático relativamente más baja que el aire seco. Esto hace que el aire húmedo generalmente sea menos estable que el aire seco (ver energía potencial convectiva disponible [CAPE]). La tasa de caída adiabática seca (para aire no saturado) es de 3 ° C (5,4 ° F) por cada 1000 pies verticales (300 m). La tasa de caída adiabática húmeda varía de 1,1 a 2,8 ° C (2,0 a 5,0 ° F) por cada 1000 pies verticales (300 m).
