Gaia el Planeta Terra
Súnion Escola d’ESO i Batxillerat
Meteorologia Temps i Clima Jordi Carmona
Meteorologia: temps i clima
Quin temps fa avui? Quin clima tenim? Semblen la mateixa pregunta oi? Però com veurem al llarg d'aquesta unitat no ho són...Anem a pams:
1. Unes quantes definicions. La biosfera, la part del nostre Planeta integrada pels éssers vius, es troba en íntima relació amb dos embolcalls fluids (líquids): l’atmosfera i la hidrosfera (mars, oceans, llacs, rius, etc.). Aquesta interacció fa que els éssers vius (la biosfera) depenguem d’una manera molt directa del que passa en aquests embolcalls, entre ells l’atmosfera. Els fenòmens físics (temperatura, humitat, pressió atmosfèrica, etc.) que tenen lloc a l’atmosfera reben el nom de meteors. Els canvis en aquests meteors (puja o baixa la temperatura), s’anomenen temps atmosfèric (“quin temps fa?”): conjunt de les condicions de l’atmosfera en un lloc i un moment determinats. Entenem per clima el canvi en els meteors durant un període llarg de temps (“quin clima trobaré a Menorca aquest estiu?”): l’estat mitjà de les condicions atmosfèriques mesurades durant un període llarg de temps. La climatologia és la ciència que estudia el clima. La ciència que estudia els meteors, els seus canvis, la seva causa, les seves característiques, és la meteorologia. 2. Composició de l’atmosfera. L’atmosfera està composta per una barreja de gasos. Els més importants són: N2 (78 %), O2 (21%), CO2 (0.03%), Ar (0.9%), vapor H2O N = nitrogen O = oxigen Ar = argó Densitat de l’aire: 1,2 g per dm3 a 0 m 0,4 g per dm3 a 10.000 m ...però la proporció de la barreja de gasos no canvia!
2
Meteorologia: temps i clima
3. Distribució de l’atmosfera. Aquesta barreja de gasos, l’atmosfera, puja fins a una alçada d’uns 100 Km. A partir d’aquí es pot considerar que som a l’espai exterior. En el gràfic que tenim a continuació es pot observar la distribució de les diferents capes en que es poden dividir aquests 100 Km, tenint en compte les característiques, sobretot de temperatura, que tenen a mesura que anem pujant. Distingim 4 grans capes: troposfera, estratosfera, mesosfera i ionosfera. La capa d’ozó (O3) que ens protegeix de la radiació ultraviolada es troba a uns 30 Km d’alçada, a l’estratosfera i a aquesta alçada i pressió te uns 5 Km de gruix (si “la baixéssim” a nivell del mar, amb la pressió d’una atmosfera, el seu gruix no superaria els 2-3 mm!). Un altre concepte important a tenir en compte és que l’atmosfera s’escalfa per sota. Això ho podem comprovar a mesura que ens enlairem (en una excursió a un cim per exemple), quan comprovem que cada cop fa més fred i la temperatura va disminuint. Aquest fenomen és degut a que els raigs solars, en incidir sobre la superfície de la Terra i els oceans, escalfen aquesta superfície, i la radiació de la Terra escalfada i dels oceans “s’escapa” cap amunt escalfant primer les capes més baixes de l’atmosfera. Per això a mesura que els enlairem, les capes més altes de l’atmosfera tenen cada cop una temperatura menor. En concret per cada 1000m d’alçada la temperatura disminueix - 6,5ºC. Aquest fenomen és el responsable també de l’anomena’t efecte hivernacle, quan part d’aquesta radiació que “s’escapa” és atrapada per gasos com el CO2 que els humans aboquem a l’atmosfera al cremar combustibles fòssils (carbó, petroli i gas natural), incrementant així la seva quantitat natural i agreujant cada cop més aquest fenomen que en condicions normals és imprescindible per mantenir la temperatura de la Terra estable (si la
3
Meteorologia: temps i clima
Terra, com la Lluna, no tingués atmosfera, les temperatures entre el dia i la nit tindrien una diferència de més de 100 ºC).
4. Mapes meteorològics. Són els mapes que s’utilitzen per informar o predir el temps atmosfèric. Per la seva elaboració s’utilitzen els símbols meteorològics i els més importants són els d’isòbares i d’isotermes.
Mapa de símbols i símbols meteorològics
4
Meteorologia: temps i clima
Els mapes d’isòbares són els que es fan unint els punts que tenen la mateixa pressió atmosferica.
Mapa d’isòbares
Els mapes d’isotermes tenen línies que uneixen els punts amb la mateixa temperatura.
Mapa d’isotermes
5
Meteorologia: temps i clima
5. Els tres meteors bàsics. 5.1. La pressió atmosfèrica. L’aire de l’atmosfera pesa. Aproximadament pesa un Kg per cada cm2. Aquest pes s’anomena pressió atmosfèrica i es mesura en hPa (hectopascals). A nivell del mar (0 m) la pressió atmosfèrica és d’una atmosfera, és a dir, tenim a sobre nostre el pes de tota l’atmosfera, i aquest valor equival a 1013 hPa (o mb, milibars) o 760 mm de mercuri (Hg). Aquest valor va ser descobert per Torricelli: 1 at = 760 mm Hg = 1013 hPa = 1013 mb Per mesurar la pressió atmosfèrica s’utilitza el baròmetre o el barògraf:
A mesura que ens enlairem a l’atmosfera, la quantitat de capa d’aire que tenim a sobre nostre va disminuint, pel que la pressió atmosfèrica també ho fa. Aquesta disminució és a raó de 1 hPa cada 9 m d’alçada. Com hem vist abans per la predicció del temps s’utilitza sovint el mapa d’isobares que uneix els punts del mapa que tenen la mateixa pressió atmosfèrica. En aquests mapes s’indiquen les zones d’altes pressions o anticiclons i les zones de baixes pressions o depressions.
6
Meteorologia: temps i clima
A l’hemisferi Nord els primers (Anticiclons) giren com les agulles del rellotge, i les segones (depressions) al contrari que les agulles del rellotge:
El valor que indica si tenim altes o baixes pressions és el de 1013 hPA: Altes pressions = Anticicló = A > 1013 hPa Baixes pressions = Depressió (o Borrasca) = D o B < 1013 hPa * Com a curiositat has de saber que en el mar cada 10 m de profunditat la pressió augmenta 1 atmosfera.
7
Meteorologia: temps i clima
972 hPa
www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/images/extratrop-... "La tormenta perfecta" http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/Temas/la_tormenta_perfecta.htm http://www.terra.es/personal2/spooky/tormenta.htm#Historia%20de%20la%20Tormenta
Entre fines de octubre y principio de noviembre al occidente de EEUU llegan desde Canadá grandes masas de aire frío; y paralelamente, el Océano Atlántico aún más caliente que el continente, permite el desarrollo de organismos tropicales. Ese contraste entre masas de aire tan diferentes produce fuertes tormentas a cierta distancia de la costa norteamericana llamadas "Nordeasters" Durante el mes de octubre de 1991, un importante sistema de baja presión se formó a lo largo de un frente frío que se movía mar adentro. Esta depresión se fue intensificando convirtiéndose en el sistema dominante de esa área del Atlántico occidental. El huracán Grace, que se había formado el 27 de octubre a partir una tormenta tropical ya existente y que inicialmente se movía hacia el noroeste, hizo un brusco giro hacia el este (debido al fuerte viento en la parte sur de la baja extratropical que ya estaba en desarrollo). De esta manera, Grace pasó a ser un colaborador secundario de ese sistema. Para el 29 de octubre Grace quedó totalmente debilitado, pero la humedad de los niveles medios y altos fue absorbida por la baja extratropical. El sistema de baja presión comenzó a moverse hacia el sudeste y luego sudoeste, mientras continuaba intensificándose.
8
Meteorologia: temps i clima
Un fuerte centro de altas presiones se ubicaba desde el Golfo de México y hacia el noreste, a lo largo de los Apalaches y hasta Groenlandia. La importante diferencia de presiones entre este anticiclón (1043 Hpa) y la baja en desarrollo produjo fuertes vientos de más de 100 Km/h constantes (30 de octubre). La boya numero 44011 de la Administracion Nacional de Recursos Oceanicos y Atmosfericos (NOAA), localizada en los 41.1 N 66.6 W, reportó vientos sostenidos de 90 Km/h con ráfagas de hasta 120 km/h y olas de hasta 12 metros de altura. Algunas observaciones no verificadas reportaron vientos y oleaje de mayor proporción. Segun el libro titulado La Tormenta Perfecta, se cree que el "Andrea Gail", una embarcación pesquera, se haya hundido después de la medianoche del día 28 de octubre, cuando la tormenta aún se intensificaba. La embarcación estaba equipada con un Radio-Faro Indicador de Posición para Emergencias, los que son usados para notificar situaciones de peligro a las autoridades encargadas de las misiones de búsqueda y salvamento. Sin embargo, cuando el radio fue hallado, el interruptor se encontraba en la posición de apagado. El día 5 de noviembre el Radio-Faro del "Andrea Gail" se encontró en las costas de Sable Island. Los daños totales de "La Tormenta Perfecta" o Halloween Storm, como fue llamada debido a la fecha, oscilaron en los cientos de millones de dólares. El movimiento en dirección sur de la tormenta, desplazó a la misma sobre una sección de la Corriente del Golfo donde la temperatura en la superficie era de unos 26ºC, lo que hizo que se incrementara la convección adquiriendo características tropicales. El 1 de noviembre, podía divisarse una tormenta tropical dentro del área central del sistema de baja presión. Poco tiempo después se convirtió en un verdadero huracán que no fue bautizado. Por ello a esta tormenta también se la recuerda como "El Huracán Sin Nombre". Cronología de la tormenta: 26 de octubre
27 de octubre
28 de octubre
29 de octubre
26/10/91. Situación inicial.
27/10/91 . Una masa nubosa con su frente asociado avanza por el Noreste de Canadá. El Huracán Grace situado junto a las islas Bermudas comienza a avanzar hacia el Norte.
28/10/91 Comienzan a interactuar el Huracán Grace y el sistema nuboso. Al Norte del Huracán se comienza a formar el centro de una nueva tormenta.
29/10/91 El nuevo sistema frontal absorbe los restos del Huracán Grace y comienza a crecer rápida y peligrosamente.
30 de octubre
31 de octubre
1 de noviembre
9
Meteorologia: temps i clima
30/10/91 La Tormenta comienza a alimentarse con la entrada de aire frío procedente del anticiclón.
31/10/91 El centro de la tormenta recibe energía debido al contraste de temperatura entre el aire cálido y húmedo del Huracán Grace y el aire más frío de la borrasca.
1/11/91 La Tormenta se dirige hacia las aguas más cálidas de la Corriente del Golfo y adquiere las características de una tormenta tropical y posteriormente de un huracán (conocido como el Huracán sin nombre), el huracán Grace es definitivamente absorbido.
5.2. La temperatura. El segon altre gran meteor és la temperatura de l’aire. Es mesura en º C (graus Celsius) en cara que els anglosaxons utilitzen els º F (graus Fahrenheit). Fahrenheit
Celsius
°C = (°F − 32) / 1.8
Celsius
Fahrenheit
°F = °C · 1.8 + 32
L’aparell per mesurar la temperatura és el termòmetre. Quan en un mapa meteorològic s’uneixen els punts qque tenen la mateixa temperatura direm que tenim un mapa d’isotermes. Hi ha termòmetres que mesuren la temperatura màxima i la temperatura mínima d’un període determinat de temps (normalment un dia) Direm que són termòmetres de màximes i mínimes.
FAHRENHEIT CELSIUS
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225
–17.78 –3.89 10 23.89 37.78 51.67 65.56 79.44 93.33 107.22
La diferència entre la màxima temperatura d’un període de temps i la mínima rep el nom d’amplitud tèrmica o oscil·lació tèrmica: Amplitud tèrmica = Temperatura màxima – Temperatura mínima 10
Meteorologia: temps i clima
Termòmetres de màximes i mínimes
5.3. La humitat de l’aire. El tercer meteor clau per l’estudi i la predicció del temps és la humitat que conté una massa d’aire. El vapor d’aigua està present en l’aire de l’atmosfera fins a uns 11 Km d’alçada. La humitat d’una massa d’aire és la quantitat de vapor d’aigua que conté en un moment determinant. Depèn de la temperatura: a més temperatura més vapor d’aigua admet fins a arribar al punt de saturació. La humitat de l’aire és mesura en valor absolut (grams de vapor d’aigua per metro cúbic d’aire) o en valor relatiu al punt de saturació (humitat relativa que s’expressa en % respecte a aquest punt de saturació o percentatge de saturació d’un aire amb vapor d’aigua). Humitat relativa = percentatge de saturació d’un aire amb vapor d’aigua (100 % = saturació). La humitat relativa es mesura amb un aparell que utilitza una taula de temperatures entre un termòmetre “sec” i un de “humit”: el psicròmetre.
11
Meteorologia: temps i clima
Psicròmetre i esquema del seu muntatge
La humitat a l’atmosfera és conseqüència de l’evaporació de les aigües marines i continentals i de la transpiració (evapotranspiració) dels éssers vius, en especial la coberta vegetal. Anomenem punt de rosada a aquella temperatura en que la quantitat de vapor d’aigua present en una massa d’aire arriba al punt de saturació i condensa en forma de petites gotetes d’aigua sobre la superfície dels objectes (en especial els més freds). El gebre és la rosada que es gela per sota dels 0 ºC. Aquest gebre protegeix la vegetació de les baixades brusques de temperatura, cosa que no succeeix en les glaçades negres, sense rosada, en situacions d’humitat molt baixa. La boira és un fenomen meteorològic consistent en núvols molt baixos, a nivell de terra i formats per partícules d’aigua molt petites en suspensió. La majoria de les boires es produeixen a l’evaporar-se la humitat del sòl, cosa que provoca un ascens de l’aire humit que al refredar-se mentre puja es condensa donant lloc a la formació d’aquests núvols baixos.
12
Meteorologia: temps i clima
TABLAS PSICROMÉTRICAS Diferencia(ºC) entre las temperaturas del termómetro seco y húmedo Temp (ºC) Term. húme- 0º 0,5º 1º 1,5º 2º 2,5º 3º 3,5º 4º 4,5º 5º 5,5º 6º 6,5º 7º 7,5º 8º 8,5º 9º 9,5º do 0 100 90 80 72 64 55 48 42 35 30 24 19 15 10 5 - - 1 100 90 80 73 64 55 48 42 35 30 24 19 15 10 5 - - 2 100 90 81 73 64 55 48 42 35 30 24 19 15 10 5 - - 3 100 91 83 74 65 57 48 43 35 30 24 19 15 10 5 - - 4 100 91 83 75 66 59 50 45 35 30 24 19 15 10 5 - - 5 100 92 84 76 68 60 52 48 38 31 24 19 15 10 5 - - 6 100 92 85 77 70 62 55 50 41 34 27 20 15 10 5 - - 7 100 92 85 77 71 63 57 52 44 37 30 24 18 12 5 - - 8 100 93 86 79 72 65 58 53 46 40 33 27 21 15 9 3 - - 9 100 93 86 79 73 66 60 54 48 42 35 30 24 18 13 7 3 - 10 100 93 87 80 74 68 62 56 50 44 38 33 27 21 16 10 5 - 11 100 93 87 82 75 69 62 57 52 46 40 35 30 24 19 13 8 4 - 12 100 93 87 82 76 70 63 58 53 48 42 37 32 27 22 17 12 7 - 13 100 93 88 82 77 71 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 6 14 100 94 88 83 77 72 66 61 56 52 47 42 37 32 27 23 18 13 9 6 15 100 94 89 83 78 73 67 62 57 53 49 44 39 34 30 25 21 17 12 8 16 100 94 89 83 79 74 69 63 59 55 50 46 41 36 32 27 23 19 15 11 17 100 95 90 84 80 75 70 64 60 56 52 48 43 38 34 30 24 22 18 14 18 100 95 90 85 80 76 71 65 61 57 53 49 45 40 37 32 28 24 20 16 19 100 95 90 85 81 77 72 66 62 58 55 51 47 42 38 34 30 27 23 20 20 100 95 90 85 82 77 72 68 63 60 56 52 48 44 41 37 32 29 25 22 21 100 95 91 86 82 78 73 69 64 60 57 53 49 46 42 38 34 31 27 24 22 100 95 91 87 82 78 74 70 65 62 57 54 51 47 43 40 37 33 29 26 23 100 95 91 87 83 79 75 70 66 63 58 56 52 48 45 41 38 35 31 28 24 100 95 92 87 83 79 76 71 67 63 60 57 53 50 46 43 39 37 33 30 25 100 96 92 87 83 80 76 72 68 63 61 58 54 51 48 45 41 38 35 32 26 100 96 92 87 84 81 77 73 69 65 62 58 56 52 48 46 42 39 37 33 27 100 96 92 88 84 81 77 73 70 66 62 59 57 53 50 47 43 39 37 33 28 100 96 92 88 84 82 78 74 70 67 63 60 57 54 51 48 45 42 38 36 29 100 96 92 88 85 82 78 74 71 67 64 61 58 55 52 49 46 43 40 38 30 100 96 93 89 85 82 78 75 72 68 64 62 58 56 53 50 47 44 42 39 31 100 96 93 89 86 83 79 76 73 69 66 63 60 57 54 51 48 45 43 40 32 100 96 93 89 86 83 79 76 73 70 67 63 60 58 55 52 49 47 43 41 33 100 96 93 89 86 83 80 77 73 70 67 64 61 58 56 53 50 48 45 43 34 100 96 93 90 87 83 80 77 74 71 68 64 62 59 57 53 51 48 46 43 35 100 96 93 90 87 83 80 77 74 72 68 65 63 60 58 54 52 49 47 44 36 100 96 93 90 87 84 81 78 75 72 69 66 63 60 58 55 53 50 48 45 37 100 96 94 90 87 84 81 78 75 72 69 67 64 61 59 56 53 51 49 46 38 100 96 94 90 87 84 82 78 76 73 70 68 64 62 59 57 54 52 49 47 39 100 96 94 90 87 85 82 78 76 73 70 68 65 63 60 58 55 53 50 48 40 100 96 94 90 88 85 82 79 77 73 71 68 66 63 61 58 56 53 51 48 41 100 97 94 91 88 85 82 79 77 74 71 69 66 63 61 59 57 54 52 50 42 100 97 94 91 88 85 82 80 77 74 72 69 67 64 62 60 57 55 53 50 43 100 97 94 91 88 85 83 80 77 74 72 69 67 64 62 60 58 55 53 51 44 100 97 94 91 89 86 83 80 78 75 72 70 68 65 63 61 58 56 54 52 45 100 97 94 91 89 86 83 80 78 76 73 70 68 66 63 61 59 57 54 52 46 100 97 94 91 89 86 83 81 78 76 73 71 68 66 63 61 59 57 55 53 47 100 97 94 91 89 86 83 81 78 76 73 71 68 66 64 62 60 57 56 53 48 100 97 94 92 89 86 83 81 78 76 73 71 69 66 64 62 60 57 56 54 49 100 97 94 92 89 87 84 82 79 76 74 72 69 67 65 63 61 59 57 54 50 100 97 94 92 89 87 84 82 79 77 74 72 69 67 65 63 61 59 57 55
13
Meteorologia: temps i clima
6. Els núvols. En primer lloc, convé tenir clar que un núvol és un volum d’aire que es fa visible perquè conté moltes i minúscules gotetes d’aigua, cristalls de gel o gotetes d’aigua congelada, o una barreja d’aquests tipus. Per tant, l’aigua dels núvols no són vapor d’aigua com a vegades se sent a dir perquè el vapor d’aigua és invisible; ni bosses d’aigua que, si es trenquen, produeixen pluja. Els núvols són un conjunt de nombrosissímes gotetes o cristalls de gel (unes 1000 per cm3) de mida molt petita (un diàmetre comú de les gotetes volta els escassos 0,01 mm) que, per aquest motiu, suren a l’aire. Els núvols s’originen per la condensació (pas de vapor d’aigua a aigua liquida) i la sublimació (pas directe de vapor d’aigua a cristalls de gel) que es produeix a l’atmosfera sobre certes partícules sòlides microscòpiques, sempre presents en ella, que reben el nom de nuclis de condensació i de sublimació. Un cop formades, les gotetes liquides poden, a la vegada, congelar-se, donant lloc a les gotetes d’aigua congelada. Ja tenim els tres productes aquosos que poden entrar en la composició d’un núvol: gotetes d’aigua liquida, cristalls de gel i gotetes d’aigua congelada. En l’atmosfera, quins són els processos que causen condensació i sublimació, és a dir, que produeixen núvols?. Són, sobretot, els ascensos d’aire. Quan l’aire ascendeix (imaginem-nos una bombolla o un globus d’aire), es descomprimeix, en tenir cada vegada menys aire per damunt oprimint-lo (disminueix la pressió atmosfèrica a mesura que puja), i es refreda. L’aire fred admet menys vapor d’aigua que el càlid; per això, aviat la bombolla es trobarà saturada de vapor d’aigua i començarà a produir-se la condensació, o la sublimació si la temperatura de part d’aquest volum és molt baixa: haurà nascut un núvol. Únicament ens falta saber quins mecanismes produeixen a l’atmosfera ascensos d’aire. Son quatre: la convenció, l’orografia, les depressions atmosfèriques i els fronts. Per explicar la convenció, recordeu el que passa quan poseu aigua en una cassola al foc. L’aigua escalfada de la base del recipient, en contacte amb la flama, s’eleva i és reemplaçada per la més freda superficial (FAREM EL CORRESPONENT EXPERIMENT AL LABORATORI). En efecte, en igualtat de condicions, per exemple, situats a la mateixa altitud i amb la mateixa humitat, l’aire calent (també val per a altres fluids com l’exemple de l’aigua), és més lleuger que l’aire fred, de manera que el primer tendeix a ascendir i el segon a davallar. Doncs bé, l’aire caldejat per estar en contacte amb una superfície molt reescalfada, com poden ser les terres interiors de Catalunya o el País Valencià o l’interior de Mallorca en una jornada d’estiu, s’eleva, es refreda progressivament i es condensa sovint la seva humitat. L’aire fred superior reemplaçarà el buit que ha
14
Meteorologia: temps i clima
deixat en superfície el calent ascendent. Es crea, d’aquesta manera, una cèl·lula convectiva o tèrmica.
7. Tipus de núvols. 7.1. Núvols baixos Entenem per núvols baixos els que es formen a baixa altura, per sota dels 2000 metres, encara que es poden diferenciar els que estan exclusivament per sota d'aquesta alçada i que generalment estaran formats per gotes d'aigua, i els que poden ascendir a nivells superiors, el contingut dels quals tant podrà ser líquid com sòlid i la seva coloració serà de color gris fosc. Els gèneres dels núvols més baixos són els següents: Estratus (St): Són núvols baixos que no tenen desenvolupament vertical. Formen una capa molt uniforme, semblant a una boira però sense tocar al terra. Sovintegen de matinada i a primera hora del matí causats per la saturació de l'aire gràcies al refredament nocturn. Es presenten com una massa de color gris molt uniforme, extensa, però amb molt poca dimensió vertical, i acostumen a desaparèixer durant el dia. El seu origen està en el fort refredament del terra per la irradiació nocturna que permet una certa condensació en una part molt concreta, en situacions sinòptiques estancades i amb absència de vents. Les boires les podem definir com uns estratus enganxats al terra. Estratocúmulus (Sc): Són núvols molt habituals i de gran extensió que poden cobrir el cel i ja presenten un cert desenvolupament vertical. Si són molt foscos, indica que estan molt estratificats en diverses capes i poden semblar amenaçadors. Generalment no acostumen a deixar precipitació, tot i que no es
15
Meteorologia: temps i clima
descarta que els més desenvolupats puguin deixar plugims inapreciables. És un núvol que presenta una base molt plana i arrodoniment en la seva part superior i són un bon indicador d'un elevat grau d'humitat als nivells troposfèrics més baixos. 7.2. Núvols baixos que arriben a alçades superiors Nimbostratus (Ns): Núvols molt complexos, formats per una capa baixa, amorfa, de color gris fosc força uniforme. És el tipus de núvol que dóna una precipitació contínua i persistent, ja sigui d'aigua o de neu. Cobreixen gran part del cel, amb un aspecte ombrívol trist, no tenen contorns definits ni relleus marcats i presenten una superfície molt mal definida. Són els núvols estratificats que tenen un major desenvolupament vertical.
Cúmulus (Cu): Són núvols densos de desenvolupament vertical que tenen la part superior en forma de cúpula amb protuberàncies arrodonides i una base horitzontal. Solen formar-se durant el matí, essent petites taques blanques en el cel que poden formar alineacions paral·leles a l'horitzó. A mig matí es desenvolupen verticalment i formen bonys arrodonits. Al centre del dia poden ser extensos. Si a la tarda s'aixafen fins a desaparèixer podem dir que són cúmulus de bon temps, típics de l'estiu, però podem trobarlos en qualsevol època de l'any. En canvi, si presenten una base irregular, no tan plana, de color gris amb una ombra fosca i continuen creixent a partir de migdia, amb uns límits nítids i bruscos a la part superior, es tracta d'un cúmulus de mal temps. Són núvols de moviments ràpids que contínuament es transformen de manera visible. En el seu estat més avançat tenen forma de coliflor i són de l'espècie cúmulus congestus i poden deixar precipitacions en forma de ruixats sobtats.
16
Meteorologia: temps i clima
Cumulonimbus (Cb): Són masses molt potents de núvols, amb un gran desenvolupament vertical, que formen una gran columna o torre i la part superior és de textura fibrosa i es pot estendre en forma d'enclusa. Generalment és producte del desenvolupament d'un cúmulus congestus. La base del núvol es torna molt fosca, i s'envolta de fragments de núvols baixos de tot tipus. Pot ser convectiu, sobretot a l'estiu: es desenvolupa, precipita i dissipa sobre el mateix lloc. També pot ser frontal o associat a una depressió: ja arriba format, es trasllada, descarrega i s'allunya, propi dels sistemes frontals de caire fred. En tots els cumulonimbus podem distingir una base, formada per gotes líquides, una xemeneia, on es produeixen els grans ascensos d'aire que alimenten el núvol, format per gotes líquides amb corrents ascendents violents que arriben a gelar-se en la part superior, i una enclusa, que és la part superior del núvol, amb una gran dilatació lateral i formada íntegrament per cristalls de gel. Poden deixar precipitacions intenses, que en funció de la seves dimensions seran més o menys perllongades. Són els únics núvols productors de calamarsa, de pedra, de descàrregues elèctriques (amb els imminents trons) i de tornados. 7.3. Núvols mitjos Són núvols d'alçada mitjana, que es troben entre els 3000 i 6000 metres, i generalment són mixtos, formats tant per partícules líquides com sòlides. Poden tenir una forma estratiforme o cumuliforme que dóna lloc als dos gran gèneres de núvols mitjos. Altocúmulus (Ac): Poden presentar una estructura filamentosa i altres vegades una aparença difosa, però sempre amb un creixement vertical. De vegades poden tenir una estructura agrupada de quadrats regulars. Poden ser precursors de sistemes frontals si es presenten en forma agrupada; els que es presenten més aïllats i com a nuclis individualitzats van darrere del pas dels fronts. Són de curta extensió i presenten un cert desenvolupament vertical. En cap cas provoquen
17
Meteorologia: temps i clima
precipitacions i són estructures semblants a petits cúmulus a altura superior.
Altostratus (As): Són núvols que es presenten en capes uniformes, de color grisós i ocupen gran part del cel en forma de bandes uniformes. A traves d'aquests núvols el sol pot passar de forma esmorteïda. El gruix de la capa de núvols determinarà el seu grau de transparència i quan són densos poden cobrir el cel i poden produir petites precipitacions, en forma de fines cortines d'aigua, d'escassa intensitat. Acostumen a estar associats a sistemes frontals de caire càlid o a fronts freds poc actius.
7.4. Núvols alts Els tres gèneres de núvols alts estan formats per partícules sòlides (cristalls de gel) formats per sublimació, i en cap cas produeixen precipitació que arribi al terra. Cirrus (Ci): Són un dels tipus més freqüents de núvols més alts. Es troben a altituds superiors als 8 Km d'alçada i a temperatures molt baixes, inferiors als -40ºC. Apareixen isolats en forma d'unitats reduïdes de núvols blancs, esfilagarsats i són molt habituals en qualsevol època de l'any. En una de les seves espècies, la spissatus, formada per l'eixamplament dels cirrus, no presenten l'aspecte esfilagarsat, sinó que són més compactes. Generalment són indicadors de bon temps, encara que hi ha algunes espècies com els cirrus uncinus,
18
Meteorologia: temps i clima
en forma de ganxo, que són un indicatiu de l'apropament d'un sistema frontal i precursors d'un canvi de temps. Poden anar acompanyats d'altres tipus de núvols: si es presenten acompanyats de cúmulus, poden anunciar irrupcions d'aire fred; si van associats a cirrostratus, poden indicar que s'acosta un front càlid. Els mariners els anomenen col·loquialment "cues de gat".
Cirrostratus (Cs): Tenen l'aparença d'un vel nuvolós molt prim, de color blanquinós, que acostuma a cobrir la major part del cel. És un tipus de núvol molt propi de sistemes frontals poc actius i molt desgastats, alhora que poden donar lloc a la formació d'halos quan els travessa la llum solar. Poden presentar una forma estriada quan pertanyen a l'espècie fibratus o bé una forma molt uniforme, difosa i sense presentar relleus considerables quan són de l'espècie nebulosus.
Cirrocúmulus (Cc): Petits núvols alts, de forma molt uniforme i formats per petites aglomeracions en forma de boletes d'aspecte sedós que solen presentar-se en bandes i poden tenir unes coloracions brillants i amb tonalitats del blanc al gris. És el gènere de núvols alts menys habitual, i és l'únic que presenta un cert desenvolupament vertical que indica la presència de situacions favorables a la inestabilitat a nivells alts.
19
Meteorologia: temps i clima
Exercicis. 1. Consulta el diari d'avui i descriu el temps que fa i el previst per a demà (enganxa el full del diari corresponent en l'espai que tens a continuació en la següent pàgina). També pots fer-ho amb l'ajut de la secció "el temps" del telenotícies de TV3 i en l'adreça d'Internet www.meteocat.com o http://www.gencat.net/servmet/. A veure com te n'en surts.
2. Ara fes el mateix amb el clima. Creus ara que són el mateix concepte?
Quatre definicions claus: Temps atmosfèric:
20
Meteorologia: temps i clima
Clima:
Meteor:
Meteorologia:
Climatologia:
I ara ja estem preparats per entrar en matèria. Tots els meteors esdevenen en l'atmosfera i ens afecten com a Êssers vius integrants de la Biosfera. Recordarem ara que era la Biosfera:
21
Meteorologia: temps i clima
Com pots comprovar, la Biosfera esdevé entre l'hidrosfera i l'atmosfera i interactua amb aquests dos embolcalls fluids i la litosfera. 1. Què entenem per embolcall fluid?
2. Per què creus que no podem afirmar amb rotunditat que la Biosfera esdevé també en la litosfera?
Per tant, ara ja saps que l'atmosfera és una barreja de gasos. Aquests gasos estan en una determinada proporció. Quins són i quina és la seva proporció?
Creus que aquesta proporció varia amb l'alçada? Atenció a la resposta. Pensa-t'ho bé!
I ja que hem parlat d'alçada, sobre el següent gràfic representa la distribució de l'atmosfera segons l'alçada i les corresponents temperatures a cadascuna de les seves capes o parts. Representa especialment on trobem la capa d'ozó.
22
Meteorologia: temps i clima
Amb l'ajut de consulta bibliogràfica o internet, has de respondre a més les següents qüestions: 1. A quina alçada hem de considerar que ens trobem ja en l'espai "buit" (on acaba l'atmosfera)? Podem respirar en l'espai "buit"? Per què? Que ens passaria si ens exposéssim sense cap protecció especial a l'espai "buit"? Hi ha gravetat a l'espai?
2. A quina alçada volen els avions convencionals?
3. I els supersònics (com el Concorde)?
4. Quina és la màxima alçada a la que poden volar els ocells migratoris (on acaba la Biosfera)?
5. Què passa amb la temperatura a mida que anem pujant amb alçada? Com és això possible? Com s'escalfen les capes baixes de l'atmosfera?
23
Meteorologia: temps i clima
6. Quina temperatura tindríem a una alçada de 1.000 metres? I al Tibidabo, Turó de l'Home (Montseny) i Everest respectivament (cerca les dades d'alçada d'aquests cims i muntanyes i fes tots els càlculs que calguin suposant una temperatura per a tots els casos de 20 ºC a nivell del mar, 0 metres d'alçada).
7. Quines adaptacions tenen els éssers vius que viuen a gran alçada? Què vol dir "aclimatar-se" a l'alçada?
8. Quina és la densitat de l'aire? I la de l'aigua? Quantes vegades és més densa l'aigua que l'aire?
24
Meteorologia: temps i clima
9. A 1.000 metres d'alçada, quina és la densitat de l'aire? Respirem igual? Ha canviat la composició i la proporció dels gasos que formen l'atmosfera? I a l'Everest? Explica perquè la cabina d'un avió presuritzada a 1.500 metres (que vol dir? perquè a 1.500 metres?) està equipada amb mascaretes d'oxígen pels passatgers i tripulants.
L'ozó el nostre escut protector. L'ozó és un gas: O3, és a dir oxígen triatòmic. L'oxígen es producte de l'acció dels éssers vius, els organismes fotosintètics el van generar en els origen de la vida en aquest Planeta. 1. Quan i com es va originar la vida a la Terra?
2. L'atmosfera dels orígens de la Terra era idèntica a l'actual?
25
Meteorologia: temps i clima
3. Com eren els primers éssers vius? Podia haver-hi vida fora de l'aigua en els orígens de la vida al nostre Planeta? Per què? Raona la resposta adequadament (pista! està relacionat amb l'ozó).
A partir del vídeo que has vist i les informacions de classe, cal que redactis un informe sobre l'ozó seguint el següent esquema: - Composició - Localització i dimensions de la capa d'ozó - Formació - Funció de la capa d'ozó - Problemes actuals relacionats amb la capa d'ozó - Els riscos de prendre el Sol amb excés i que cal fer per evitar-los
26
Meteorologia: temps i clima
ÍNDEX
Introducció 1. Unes quantes definicions 2. Composició de l’atmosfera 3. Distribució de l’atmosfera 4. Mapes meteorològics 5. Els tres meteors bàsics 6. Els núvols 7. Tipus de núvols Exercicis
27
Meteorologia: temps i clima
Introducció
Per mitjà de l'estudi dels fenòmens que ocorren en l'atmosfera la meteorologia tracta de definir el clima, predir el temps, comprendre la interacció de l'atmosfera amb altres subsistemes, etc. El coneixement de les variacions climàtiques ha sigut sempre de gran importància per al desenvolupament de l'agricultura, la navegació i la vida en general. Per això des de la més remota antiguitat es té constància de l'observació dels canvis en el clima, associant el moviment dels astres amb les estacions de l'any i amb els fenòmens atmosfèrics. Els antics egipcis associaven els cicles de crescuda del Nil amb els moviments de les estrelles explicats pels moviments dels deus. Els babilònics predeien el temps guiant-se per l'aspecte del cel. Aquesta és una unitat d’iniciació a la meteorologia aplicada on aprendràs entre d’altres coses a analitzar els mapes i la informació meteorològica (telenotícies, internet, etc.) i a fer-ne acurades prediccions i pronòstics.
28