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METEOROLOGIA AERONAUTICA / TEMPERATURA

Calor y temperatura

 Los cuerpos están constituidos por moléculas que se hayan en movimiento continuo. Al calentar un cuerpo, aumenta este movimiento interior, convirtiendose en desordenado y dando lugar a que las moléculas choquen unas contra otras, produciendose, por estos choques, un aumento de calor dentro del cuerpo que por conducción se transmite por todo él.

 En definitiva, la energía que da lugar al movimiento de las moléculas es lo que se llama calor. La medida de esta actividad molecular la denominamos Temperatura. El concepto de temperatura es tan impreciso que realmente no existe una definición satisfactoria, puesto que todas ellas parten de una sensación fisiológica del cuerpo humano.

 Para graduar la temperatura se recurrió a observar la dilatación y la contracción que sufren algunos cuerpos al calentarse y al enfriarse, y se eligió el mercurio para tal propósito. este encerrado en un tubo capilar con una escala graduada constituye el termómetro, con el cual se gradúa, ya que no se mide la temperatura.

 Se establecieron unos llamados puntos fijos o puntos de referencia; Celsius marco un 0 a la temperatura del hielo fundente y 100 a la de la ebullición del agua y dividió estos intervalos en cien partes iguales, de las cuales cada una se llama grado centígrado o celsius, denominandose la escala centígrada.

 En los países sajones se utiliza la escala Fahrenheit. Al punto de fusión del hielo se le asigna el valor de 32º y al de ebullición del agua 212º.

 En el Sistema Internacional de Medidas la unidad de temperatura es el grado Kelvin (ºK). Esta escala no tiene unidades negativas. El cero absoluto corresponde a una temperatura de -273 ºC, donde los objetos ya no desprenden nada de calor. La conversión de kelvin a celsius es ºC = ºK -273.


Calor específico

 Dado que los cuerpos tienen una constitución molecular diferente, si aplicamos la misma cantidad de calor a dos sustancias distintas, veremos que una de ellas gana calor más rapidamente que la otra. Esto lo podemos expresar diciendo que las masas en cuestión tienen capacidades diferentes para absorver calor, o lo que es lo mismo, que tienen diferente calor específico.

 La unidad de calor específico es la caloría, que se define como "la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado centígrado (desde 14.5ºC a 15.5ºC) la temperatura de un gramo de agua."

 La unidad térmica inglesa (BTU, British Thermal Unit) que es "la cantidad de calor necesaria para elevar un grado Farenheit la temperatura de una libra de agua."


Transmisión de calor

 El calor se puede transmitir por irradiación, conducción, convección, advección y turbulencia.

-IRRADIACION: Es la transmisión del calor a través de la atmósfera.

-CONDUCCIÓN: Es la transmisión de calor por contacto.

-CONVECCIÓN: Es la transmisión de calor por medio de corrientes verticales ascendentes.

-ADVECCIÓN: Es la transmisión del calor por el movimiento horizontal de la masa de aire.


Gradiente térmico vertical

 Denominamos gradiente térmico vertical a la variación que experimenta la temperatura en un intervalo de elevación dado. Se acostumbra a tomar un intervalo de 100 m, y dar un signo positivo cuando la temperatura crece con la altura.

 La variación o gradiente en atmosfera ISA (atmósfera estandar) es de 0.6ºC por5 cada 100 m. Este valor estandar rara vez coincide con el de la atmósfera real, ya que este depende de otraos muchos factores, como dia-noche, corrientes horizontales y verticales, posición geográfica, etc...

En atmósfera ISA se considera que la temperatura desciende 3ºC por cada 1000 ft.


Estabilidad e inestabilidad del aire

 Cuando una masa de aire está considerablemente más caliente en las capas bajas que en las altas, se dice que es inestable o, más propiamente tiene una estratificación inestable. Para ello se precisa un gradiente vertical de temperatura positivo y de valor muy alto. Fenómenos típicos de la inestabilidad atmosférica son las tormentas, y en general, las nuves de gran desarrollo.

 En el caso que las capas atmósféricas están distribuidas de forma que resultan difíciles los cambios de la estratificación de las mismas, se dice que la atmósfera es estable. Se requier para ello que la temperatura descienda muy poco o nada con la altura, o bien que aumente. Fenómenos típìcos de la atmósfera estable son las nieblas.


Inversión térmica

 Existe una inversión térmica cuando la temperatura del aire aumenta con la altura, en vez de disminuir como seria normal, lo cual quiere decir que el aire es más caliente arriba que en las capas bajas. Este aumento de temperatura puede tener lugar inmediatamente por encima del suelo o bien a una determinada altura. En el primer caso se denomina inversión a nivel del suelo, y en el segundo, inversión en altura.

 Existen muchos tipos de inversión térmica, entre ellos:

1.- Existira una inversión térmica cuando el aire caliente se desplaza sobre la superficie terrestre que está fría.

2.- La inversión termica más frecuente es la que se produce sobre la superficie terrestre debido a su enfriamiento nocturno. La masa de aire cercana al suelo se enfría por contacto con este, pero el enfriamiento no se extiende muy arriba. Por tanto, a una altitud de unos cientos de pies, la temperatura del aire puede permanecer constante desde las seis horas de la tarde a las 6 horas de la mañana, produciendose la inversión en esta capa.

3.- hay una inversión cuando un aire frio se halla moviendose bajo otro más caliente.

4.- Una inversión con caracter fijo es la ocasionada por la capa de ozono de la estratosfera, que por absorver los rayos ultravioletas de la radiación solar, hace que aumente la temperatura de la zona donde existe concentración de este gas.

 Un fenómeno típico que va ligado a la inversión térmica en altura es la calima, que no es más que polvo y partículas en suspensión cuya parte superior coincide con la base de la capa estable, es decir, cuando vemos en Madrid (por ejm) la tipica capa negra suspendida, que se aprecia muy bien desde fuera de Madrid, quiere decir que hay inversion térmica y queda muy bien delimitada la zona por las particulas en suspensión. Se forma a modo de microclimas, es decir, en una misma zona puede haber varias capas de inversión (no una encima de otra, sino horizontalmente) producida por valles, etc,...


Superficies y líneas Isotermas

 Las superficies isotermas son aquellas superficies que unen los dos puntos del espacio en los que se registra la misma temperatura. En una atmósfera estable, homogénea y en reposo total, estas superficies serían concéntricas a la tierra.

 Las líneas isotermas son las líneas que unen los dos puntos en los que en un momento dado se registra la misma temperatura. En una atmósfera estable, homogénea y en reposo total, estas líneas serían paralelas entre sí y no presentarían ninguna irregularidad.


Condiciones de vuelo

 -VUELO EN AIRE ESTABLE: En este caso no hay corrientes verticales significativas, y , en consecuencia, el avión no experimenta "meneos". El vuelo se caracteriza por una gran suavidad y el grado de comodidad es muy alto. La nubosidad es estratificada y en muchas ocasiones el cielo está despejado. El vuelo dentro de nubes puede ocasionar engelamiento, si bien, no suele ser fuerte.

 Las condiciones de despegue y aterrizaje pueden verse afectadas seriamente por la mala visibilidad. precisamente las nieblas y estratos bajos se producen con marcada estabilidad en las capas bajas.

 Un fenómeno que se produce siempre en situaciones de aire estable es la onda de montaña, dentro de la cual el vuelo puede alcanzar condiciones críticas debido a fuertes descensos. (De este fenómeno hablaremos más profundamente en la sección referida al viento y turbulencias).

 - VUELO EN AIRE INESTABLE: tres fenómenos sustanciales afectan al vuelo, y estos son: corrientes verticales, que dan origen a turbulencia; formaciones de hielo, siempre que las condiciones sean favorables, y buena visibilidad fuera de las nubes.

 La nubosidad es de desarrollo vertical y pueden desencadenar tormentas y chuvascos de agua, nieve o granizo.  El vuelo es en general incómodo. Los meneos y baches obligan a una constante atención por parte del piloto.

 Las condiciones de aterrizaje aun con buena visibilidad pueden ser afectados por vientos racheados.



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