Las 10 secciones de este tema
- La Meteorología en el Contexto Aeronáutico
- Conceptos Básicos de la Atmósfera — Composición, Propiedades y Capas
- Reglaje Altimétrico y Transición — QNH, QFE, QNE y Niveles de Vuelo
- Radiación y Circulación General Atmosférica
- Vientos — Alisios, Vientos del Oeste y Corriente en Chorro
- Anticiclones, Depresiones, Masas de Aire y Frentes
- Variables Meteorológicas — Nubosidad y Clasificación de Nubes
- Variables Meteorológicas — Visibilidad, Precipitación y Viento
- Fenómenos Meteorológicos Peligrosos para el Vuelo
- Complementos: Presión, Orografía, Engelamiento y Ciclones
La Meteorología en el Contexto Aeronáutico
La meteorología aeronáutica tiene por objeto el estudio de los fenómenos atmosféricos que afectan a la seguridad y regularidad de los vuelos. Su conocimiento es fundamental para el controlador de tránsito aéreo.
1.2 — Organización del servicio meteorológico para la Navegación Aérea internacional
El servicio meteorológico para la navegación aérea internacional se organiza en tres tipos de centros:
| Centro | Función principal |
|---|---|
| Centros Mundiales de Pronósticos de Zona (CMPA/WAFC) | Proporcionan pronósticos meteorológicos en altitud y de alto nivel en formato digital (GRIB) y gráfico (SIGWX). Existen dos: Washington y Londres. Suministran información sobre vientos, temperaturas, humedad, cimas de nubes convectivas, zonas de turbulencia, engelamiento y cenizas volcánicas. |
| Centros Asesores de Cenizas Volcánicas (VAAC) y Ciclones Tropicales (TCAC) | Suministran pronósticos sobre la posición y evolución de las nubes de cenizas volcánicas y ciclones tropicales respectivamente. |
| Oficinas meteorológicas de aeródromo (OMAe) | Realizan la vigilancia meteorológica y predicciones de aeródromo (TAF, TREND y avisos). En España hay 5: Las Palmas, Madrid, Santander, Sevilla y Valencia. |
1.3 — La obtención de datos meteorológicos
Las observaciones meteorológicas se realizan mediante:
- Estaciones meteorológicas aeronáuticas — producen informes METAR/SPECI cada 30 o 60 minutos
- Sondeos aerológicos — globos sonda lanzados a las 00 y 12 UTC, miden presión, temperatura y humedad
- Radar — permite determinar posición de cumulonimbos y tormentas
- Satélites meteorológicos — datos de altitud, temperatura, humedad y contenido de ozono
- Red de descargas eléctricas
Conceptos Básicos de la Atmósfera — Composición, Propiedades y Capas
2.1 — Composición química de la atmósfera
La atmósfera está compuesta principalmente por Nitrógeno (N₂ ~78%), Oxígeno (O₂ ~21%) y otros gases en pequeñas proporciones (Argón, CO₂, etc.). El vapor de agua es un componente variable de gran importancia meteorológica.
2.2 — El agua en la atmósfera
El agua puede encontrarse en la atmósfera en sus tres estados: vapor (gaseoso), líquido y sólido (hielo). La condensación del vapor de agua da lugar a la formación de nubes. La humedad relativa es la relación entre la cantidad de vapor de agua existente y la máxima posible a la misma temperatura — cuando llega al 100% el aire está saturado.
2.3, 2.4 — Propiedades físicas y Presión atmosférica
- Presión atmosférica: El peso de la columna de aire por unidad de superficie. Disminuye con la altitud — en los primeros metros a razón de 1 mb por cada 9 metros (30 ft), después de forma exponencial.
- La presión varía en función del momento del día (dos máximos ~10 y 22h, dos mínimos ~4 y 16h), la época del año y el movimiento de masas de aire.
2.5 — Temperatura
La temperatura atmosférica varía con la altitud de manera diferente en cada capa. En general: cuanto mayor es la temperatura del aire, menor es su densidad y, por tanto, menor es su presión.
2.7 — Humedad y Punto de Rocío
El punto de rocío es la temperatura a la cual hay que enfriar un volumen de aire para saturarlo, manteniendo la presión constante. Cuando la temperatura del aire se aproxima al punto de rocío pueden formarse nieblas.
2.8 — Estructura física de la atmósfera: 5 Capas
| Capa | Altitud | Temperatura | Características |
|---|---|---|---|
| Troposfera | 0 hasta ~8-18 km según latitud (tropopausa) | Desciende con la altitud hasta -56,5ºC | Contiene casi todo el vapor de agua y la mayoría de la masa atmosférica. Se producen todos los fenómenos meteorológicos. Gradiente: 2ºC/1.000 ft = 6,5ºC/1.000 m. |
| Estratosfera | Tropopausa hasta ~50-55 km (estratopausa) | Aumenta con la altitud (por el ozono) | Abundancia de ozono. Muy poco vapor de agua. Solo nubes nacaradas a 20-30 km. |
| Mesosfera | ~50-80 km (mesopausa) | Disminuye hasta -95ºC | Temperatura más fría de toda la atmósfera en la mesopausa. Fin de la homosfera. |
| Termosfera o Ionosfera | ~80-500 km (termopausa) | Aumenta hasta 1.100ºC | Iones libres producen aurora boreal. Los iones pueden reflejar ondas de radio. |
| Exosfera | Desde ~500 km hasta confundirse con el gas interplanetario | — | Última capa de la atmósfera. |
2.9 — Estabilidad e inestabilidad de la atmósfera
| Atmósfera | Movimientos verticales | Fenómenos típicos |
|---|---|---|
| Estable | Difíciles — la burbuja de aire está más fría que su entorno | Cielo despejado o nubes estratiformes. Nieblas en capas bajas. Reducción de visibilidad por contaminantes. |
| Inestable | Fáciles — la burbuja de aire está más caliente (menos densa) que su entorno | Nubes de gran desarrollo vertical, chubascos y turbulencia. Buena visibilidad (excepto en nubes). |
2.10 — Atmósfera ISA y Altimetría
La Atmósfera Estándar ISA (International Standard Atmosphere) es una atmósfera ideal definida por la OACI en la que la distribución de presión, densidad y temperatura es independiente de la latitud y época del año.
Características ISA a nivel del mar: temperatura 15ºC (288,15 K), presión 1013,25 hPa (760 mm Hg), densidad 1,2250 kg/m³.
- Altura: distancia vertical entre un punto en el aire y la superficie terrestre (suelo).
- Altitud: distancia vertical entre un punto en el aire y el nivel medio del mar (MSL).
- Elevación: distancia vertical entre un punto del terreno y el nivel medio del mar.
Reglaje Altimétrico y Transición — QNH, QFE, QNE y Niveles de Vuelo
El reglaje (o calado) del altímetro es la presión de referencia a partir de la cual el instrumento convierte presión en altura. Según la referencia elegida se distinguen tres calados:
| Calado | Referencia | El altímetro indica (en tierra) |
|---|---|---|
| QNH | Presión del aeródromo reducida al nivel del mar en condiciones ISA. | Altitud respecto al nivel del mar (en tierra, la altitud del aeródromo). |
| QFE | Presión atmosférica medida en el propio aeródromo. | Altura (en tierra, indica cero). |
| QNE | Presión estándar de 1.013,25 hPa. | Distancia a la superficie de 1.013,25 hPa; se usa para volar en niveles de vuelo. |
Relación según la cota del aeropuerto: a nivel del mar QNH = QFE; por debajo del nivel del mar QNH < QFE; por encima QNH > QFE. Los niveles de vuelo son superficies de presión constante referidas a 1.013,25 hPa, expresadas en centenares de pies, y quedan siempre por encima de la altitud de transición.
Altitud, nivel y capa de transición
- Altitud de transición: por debajo se vuela en altitudes (altímetro a QNH) y por encima en niveles de vuelo (altímetro a QNE). Se tiene en cuenta en el despegue. En España hay tres valores: Madrid TMA 13.000 ft, Granada CTA 7.000 ft y 6.000 ft para el resto.
- Nivel de transición: el nivel de vuelo más bajo disponible por encima de la altitud de transición. Se tiene en cuenta en la aproximación; suele estar al menos 1.000 ft por encima de la altitud de transición.
- Capa de transición: la capa situada entre el nivel y la altitud de transición; su espesor es variable y siempre mayor o igual a 1.000 ft.
Radiación y Circulación General Atmosférica
3.1 — Tipos de Radiación
| Tipo | Definición | Absorción / Efectos |
|---|---|---|
| Radiación Solar | Radiación electromagnética de onda corta procedente del Sol. | Del total emitido por el Sol: 36% absorbido por nubes o reflejado por sus cimas · 20% absorbido por gases atmosféricos (5% ozono O₃, 15% CO₂) · 4% reflejado por la superficie terrestre · solo 40% absorbido por la corteza terrestre (tierra y océanos). |
| Radiación Terrestre | Radiación de onda larga emitida por la superficie de la Tierra y por los gases, aerosoles y nubes de la atmósfera. Parcialmente reabsorbida en la atmósfera. | Efecto invernadero: absorción selectiva de la radiación solar por los gases de efecto invernadero, que inducen un aumento de la temperatura de la atmósfera y la superficie terrestre. |
3.2 — Balance Radiactivo
Es el balance entre los flujos de radiación solar y terrestre en la superficie de la Tierra. La intensidad de la radiación solar recibida depende de: latitud, época del año y hora del día. El hemisferio norte recibe máxima radiación alrededor del solsticio de junio, mientras que el hemisferio sur lo hace alrededor del solsticio de diciembre.
La temperatura anual media de la Tierra varía muy poco porque cada año el sistema atmósfera-Tierra envía al espacio tanta energía como recibe del Sol.
3.3 — Intercambio de Calor en la Atmósfera
Además de la radiación, el intercambio de calor se realiza a través de cuatro procesos:
| Mecanismo | Definición | Efecto aeronáutico |
|---|---|---|
| Conducción | Transmisión de calor por contacto entre dos cuerpos a distinta temperatura. | El calor se conduce desde la superficie de las pistas a las capas de aire en contacto con ellas. El material de la pista tiene mayor facilidad para calentarse que la zona circundante. |
| Convección | Transmisión de calor por medio de un fluido que transporta calor entre regiones con diferente temperatura. | En Meteorología, origina frecuentemente los movimientos verticales de las masas de aire. |
| Advección | Transmisión de calor por medio de movimientos horizontales de masas de aire. | Muy importante en la formación de nubes orográficas. Papel primordial en el ciclo del agua. |
| Turbulencia | Transmisión de calor por medio de corrientes desordenadas y desiguales que dan lugar a remolinos turbulentos. | Aceleraciones verticales u horizontales que pueden modificar los parámetros de vuelo, cambios de altitud y actitud e incluso pérdida momentánea de la gobernabilidad del avión. La sensibilidad es función del peso, superficie alar, actitud y velocidad de la aeronave. |
4 — Circulación General Atmosférica
Se denomina circulación general atmosférica al flujo de aire alrededor del globo terráqueo por medio del cual se redistribuye el calor sobre la superficie de la Tierra.
4.1.1 — Modelo simple (tierra inmóvil)
- El exceso de radiación en el ecuador produce un ascenso del aire, que en altura se desplaza del ecuador hacia los polos.
- En el Polo desciende el aire y se desplaza por la superficie hasta el ecuador para reemplazar el aire ascendente — esto se llama célula de circulación.
4.1.2 — Modelo realista (con rotación de la Tierra)
La rotación de la Tierra complica el modelo mediante el efecto Coriolis, que desvía los vientos hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esto hace que en lugar de una sola célula de circulación por hemisferio, se formen tres células:
- Célula de Hadley — entre el ecuador y ~30º de latitud
- Célula de Ferrel — entre ~30º y ~60º de latitud
- Célula Polar — entre ~60º y los polos
Como consecuencia de los gradientes térmicos entre latitudes se desarrollan corrientes de convección que transfieren el exceso de energía a las zonas donde hay defecto. Otro proceso de transferencia entre latitudes son las corrientes oceánicas que van de los trópicos a los polos.
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