Los 21 bloques de este tema
- El servicio meteorológico aeronáutico
- Composición y capas de la atmósfera
- Presión, temperatura y densidad
- El agua en la atmósfera
- Estabilidad e inestabilidad
- La atmósfera estándar y los reglajes altimétricos
- Niveles de vuelo y transición
- Radiación y transmisión del calor
- La circulación general y la fuerza de Coriolis
- Vientos generales y corriente en chorro
- Anticiclones, depresiones y DANA
- Masas de aire y frentes
- Nubes: clasificación y nubosidad
- Visibilidad y RVR
- Precipitación y viento
- Niebla, neblina y bruma
- Engelamiento
- Cizalladura del viento
- Turbulencia
- Tormentas
- Ciclones tropicales, ilusiones ópticas y calor
El servicio meteorológico aeronáutico
Antes de la física, conviene saber quién produce la información que vas a manejar y con qué nombre llega.
El marco: Anexo 3 y la OMM
El servicio meteorológico a la navegación aérea internacional lo regula el Anexo 3 de OACI, sobre dos principios. Su finalidad es contribuir a la seguridad operacional, la regularidad y la eficiencia. Y cada Estado determina qué servicio presta sobre su territorio y, en su caso, sobre aguas internacionales, atendiendo a los acuerdos regionales de navegación aérea de las regiones OACI a las que pertenezca su espacio aéreo.
En meteorología aeronáutica coopera estrechamente con la Organización Meteorológica Mundial (OMM), que es un organismo especializado de Naciones Unidas.
Los cinco ámbitos y sus oficinas
| Ámbito | Oficina responsable |
|---|---|
| Mundial | WAFC — Centros Mundiales de Pronóstico de Área |
| Regional | VAAC — cenizas volcánicas TCAC — ciclones tropicales CMRE — materiales radiactivos |
| FIR | Oficinas de Vigilancia Meteorológica (OVM) |
| Aeródromo | Estaciones Meteorológicas Aeronáuticas (EMAe) |
Qué hace cada centro internacional
| Centro | Función | Cuántos |
|---|---|---|
| WAFC | Prepara y expide pronósticos de tiempo significativo y en altitud, en forma digital y escala mundial, directamente a los Estados por los servicios de internet del servicio fijo aeronáutico. Elabora pronósticos reticulares de viento, temperatura y humedad, y de fenómenos significativos. Recibe además información de los CMRE, los VAAC y los TCAC para incorporarla. | Dos: Londres y Washington. Si uno se interrumpe, el otro asume sus funciones. |
| VAAC | Asesora sobre hasta dónde llega la ceniza volcánica en horizontal y en vertical y hacia dónde se prevé que se mueva. Destinatarios: OVM, centros de control de área, centros de información de vuelo, WAFC y bancos internacionales OPMET. | Nueve. Vigilancia 24 horas; si uno cae, otro asume. Cooperación con OMM y UIGG. |
| TCAC | Informa a OVM, WAFC y OPMET de posición, dirección y velocidad pronosticadas de los ciclones tropicales, más su presión central y el viento máximo en superficie. | Siete, para todos los ciclones, huracanes y tifones del mundo. |
| CMRE | Mapas de pronóstico de trayectoria y depósitos de materiales radiactivos liberados a la atmósfera. Son centros de la OMM. | Ocho: Beijing, Exeter, Melbourne, Montreal, Obninsk, Tokio, Toulouse y Washington. |
2 WAFC · 9 VAAC · 7 TCAC · 8 CMRE. Las cuatro cifras se preguntan, y la de los CMRE es la que más se falla.
Incorporan a sus pronósticos lo que les llega de los CMRE (radiactividad), los VAAC (cenizas) y los TCAC (ciclones).
Las dependencias en España
| Dependencia | Qué hace | Cuántas y dónde |
|---|---|---|
| OVM Oficinas de Vigilancia Meteorológica | Vigilancia continua de lo que afecte al vuelo en sus FIR. Preparan y difunden información sobre fenómenos en ruta previstos, y transmiten lo recibido sobre actividad precursora, erupciones y nubes de ceniza, y sobre liberación accidental de material radiactivo. | Dos, de AEMET: Valencia para los FIR Madrid y Barcelona, Las Palmas para el FIR Canarias. |
| EMAe Estaciones Meteorológicas Aeronáuticas | Observaciones ordinarias y especiales del aeródromo y vigilancia del tiempo presente. | AEMET las mantiene en los 40 aeropuertos que integran la red de Aena, más 8 bases aéreas con tráfico civil. Producen METAR y SPECI. |
| OMAe Oficinas Meteorológicas de Aeródromo | Vigilancia y predicción de aeródromo. Suministran además exposiciones verbales, consultas y documentación de vuelo a las tripulaciones, y trasladan la información de cenizas a las dependencias ATS, AIS y a la OVM asociada. | Cinco: Las Palmas, Madrid, Santander, Sevilla y Valencia. Producen TAF, TREND y avisos. |
La estación hace METAR/SPECI; la oficina hace TAF/TREND. Y son 5 OMAe frente a 40 aeropuertos + 8 bases con estación.
Son los dos formatos en que los WAFC entregan sus productos: GRIB digital y SIGWX gráfico.
Los productos
| Producto | Qué es | Periodicidad o validez |
|---|---|---|
| METAR | Informe de observación ordinaria | Horario (minuto 20 o 50) o semihorario |
| SPECI | Informe especial | Cuando hay cambios significativos |
| TAF | Pronóstico de aeródromo | 24 h estándar · 30 h en aeródromos de mayor tráfico · TAFL de larga duración |
| TREND | Tendencia adjunta al informe | — |
| SIGMET | Aviso de fenómenos significativos, emitido por WAFC o MWO | Según fenómeno |
Cómo se obtienen los datos
Observar el tiempo es determinar o estimar los valores de las variables físicas que describen el estado de la atmósfera, para poder analizar, predecir, avisar y vigilar el clima.
| Variable | Cómo se obtiene |
|---|---|
| Presión, temperatura y similares | Sensores electrónicos en equipos automáticos de medida. |
| Visibilidad, nubosidad | Necesitan la estimación experta de un observador de meteorología. |
Visibilidad y nubosidad siguen requiriendo observador humano. Es la distinción que se pregunta.
Cómo se observa en altitud
Los datos del aeródromo no bastan: hacen falta también valores en otros puntos de la atmósfera para conocer el estado en ruta y para que los predictores elaboren pronósticos de aeródromo y de área.
| Medio | Qué aporta |
|---|---|
| Sondeos aerológicos | Miden sobre la vertical del lugar los valores de presión, temperatura y humedad. Se lanzan globos sonda a las 00 y 12 UTC. |
| Radar de superficie y de a bordo | Junto con la red de descargas eléctricas, permite situar cumulonimbos y tormentas y relacionar las imágenes de pantalla con los fenómenos adversos. |
| Satélites meteorológicos | Datos de altitud, medidas de temperatura y humedad y contenido de ozono. Son fundamentales para localizar los sistemas nubosos y conocer su naturaleza, extensión, desarrollo y movimiento. |
| Aeronaves | Observaciones desde el propio vuelo. |
Todo el volumen de datos que se necesita a escala mundial para vigilar la atmósfera y alimentar los modelos numéricos se obtiene a través del Sistema Mundial de Observación de la OMM.
Este tema es el que más veces al día te va a tocar sin que lo llames meteorología: un desvío por tormenta, un cambio de pista por viento, una espera por niebla, un piloto pidiendo nivel por turbulencia. Todo eso sale de aquí.
Composición y capas de la atmósfera
De qué está hecha
| Componente | Proporción |
|---|---|
| Nitrógeno (N₂) | ≈ 78% |
| Oxígeno (O₂) | ≈ 21% |
| Otros gases (Argón, CO₂…) | Pequeñas proporciones |
| Vapor de agua | Variable: entre 0,2% y 3% |
Contiene además partículas sólidas en suspensión — polvo, humo, aerosoles, hielo — y partículas líquidas (gotas de agua).
Las cinco capas
La atmósfera se divide verticalmente en cinco capas. No son uniformes alrededor del globo: dependen de la latitud.
| Troposfera | Estratosfera | Mesosfera | Termosfera / Ionosfera | Exosfera | |
|---|---|---|---|---|---|
| Extensión | De la superficie a 8 km en latitudes altas, 12 km en medias y 18 km en bajas | De la tropopausa a 50-55 km | De la estratopausa a 80 km | De la mesopausa a 500 km | Encima de la termosfera; espesor muy elevado |
| Temperatura | Desciende hasta −56,5 ºC | Asciende, por la abundancia de ozono | Desciende hasta unos −95 ºC | Aumenta por la radiación solar hasta 1.100 ºC | — |
| Presión y densidad | Ambas disminuyen con la altitud | La presión sigue cayendo exponencialmente; es solo el 0,1% de la del nivel del mar | Disminuyen | Disminuye. Las moléculas quedan muy separadas y los átomos libres | — |
| Vapor de agua y nubes | Casi todo el vapor y la mayor parte de la masa. Movimientos verticales muy marcados: aquí ocurre casi todo el tiempo meteorológico | Poco vapor. Solo nubes nacaradas a 20-30 km y topes de cumulonimbo que perforan la tropopausa | Apenas nubes, salvo las noctilucentes en latitudes altas con el Sol entre 5º y 13º | Ninguna nube | — |
| Límite superior | Tropopausa: superficie de discontinuidad, temperatura constante en torno a −56 ºC | Estratopausa, hacia los 50 km; a partir de ahí la temperatura vuelve a bajar | Mesopausa: el nivel más frío de toda la atmósfera | Termopausa | — |
Tiene «roturas» entre las tropopausas de distintas latitudes, y es justo ahí donde se originan las corrientes en chorro.
Hasta la mesopausa la composición de gases es homogénea. Esa zona —troposfera, estratosfera y mesosfera— se llama homosfera.
En la termosfera los iones permanecen libres largos períodos: de ahí la aurora boreal, y de ahí que esa capa refleje las ondas de radio, permitiendo comunicaciones entre puntos lejanos del globo.
Polar 8 km · latitudes medias 12 km · tropical 18 km. Se preguntan las tres cifras.
Presión, temperatura y densidad
La presión
La atmósfera pesa, y ese peso ejerce una presión sobre los objetos que hay en ella, por igual en todas las direcciones. La presión sobre una superficie equivale al peso de la columna de aire que la cubre hasta el límite exterior de la atmósfera.
Donde F es la fuerza, S la superficie, m la masa y g la gravedad.
Si se sustituye la masa por densidad × volumen, y el volumen por superficie × altura (m = ρ·S·h), la superficie se cancela:
La presión depende entonces solo de la densidad, la gravedad y la altura de la columna.
Al ganar altitud queda menos columna de aire encima, y por tanto menos peso. La fórmula lo dice directamente: menos h, menos P.
En los primeros metros la caída es aproximadamente lineal: 1 mb cada 9 metros (30 ft). Después el descenso se vuelve exponencial. Esa no linealidad se pregunta.
Es el peso de la columna de aire por unidad de superficie. Disminuye con la altitud.
En los primeros metros la presión disminuye de forma aproximadamente lineal a ese ritmo. Después, el descenso adquiere una forma exponencial.
En el experimento de Torricelli, el mercurio del tubo descendió hasta quedar a 76 cm de altura, equilibrando la presión atmosférica y demostrando su existencia.
La presión depende también de la temperatura de la columna de aire, y los accidentes orográficos pueden provocar acumulaciones o déficits de masa que la alteran localmente.
La temperatura
Mide la energía cinética promediada de las moléculas en movimiento.
Gradiente positivo → la temperatura desciende con la altura. Es lo normal.
Gradiente negativo → la temperatura aumenta con la altura: es una inversión térmica.
Es contraintuitivo y por eso se pregunta.
En la troposfera el gradiente es de 2 ºC por cada 1.000 ft — equivalente a 6,5 ºC por cada 1.000 metros.
La variación diaria
| Momento | Temperatura |
|---|---|
| Dos horas después del mediodía | Máximo |
| Poco después del amanecer | Mínimo |
Por eso los mares se calientan y enfrían más lentamente que las zonas terrestres, y por eso la amplitud térmica es mayor en tierra que en el mar y las zonas costeras.
La nubosidad suaviza máximos y mínimos, reduciendo la amplitud térmica.
El punto de fusión del hielo es 0 ºC, equivalente a 273,16 K.
La densidad
La densidad es la masa por unidad de volumen:
Pero la densidad del aire no es independiente: está ligada a la presión y a la temperatura por la ecuación de estado de los gases perfectos.
Donde R es la constante de los gases ideales — R = 2.870 hPa·cm³/kg·K — y T la temperatura.
A presión constante, el aire es menos denso cuanto más caliente está.
Y por tanto una columna de aire caliente es menos densa, de modo que su altura será mayor: el aire tiende a expandirse al calentarse.
El agua en la atmósfera
Humedad y saturación
| Concepto | Definición |
|---|---|
| Humedad ambiental | Cantidad de vapor de agua contenida en la atmósfera. |
| Humedad relativa | Relación entre el vapor existente y el máximo posible a la misma temperatura. Al 100% el aire está saturado. |
| Saturación | El volumen de aire contiene la máxima cantidad de vapor que puede almacenar a esa temperatura. |
Un volumen de aire caliente puede almacenar más vapor de agua que uno frío. De ahí que enfriar el aire lo acerque a la saturación.
El punto de rocío
La temperatura a la que hay que enfriar un volumen de aire para saturarlo, manteniendo la presión constante — es decir, para que su humedad relativa alcance el 100%.
Su utilidad operativa: cuando la temperatura del aire se aproxima al punto de rocío, puede formarse niebla. Conocerlo permite predecirla.
El enfriamiento adiabático
En una expansión adiabática el aire se enfría sin intercambio apreciable de calor con el aire que lo rodea. El ascenso forzado por una ladera produce esa expansión y ese enfriamiento.
Estabilidad e inestabilidad
Estabilidad — la burbuja de aire está más fría que su entorno y tiende a no ascender. Es la capacidad de resistirse al desplazamiento vertical.
Inestabilidad — la burbuja está más caliente y menos densa que su entorno y tiende a ascender.
| Atmósfera estable | Atmósfera inestable | |
|---|---|---|
| Movimientos verticales | Difíciles | Intensos |
| Nubes | Cielo despejado o nubes estratiformes | Nubes de desarrollo vertical |
| Visibilidad | Posibles nieblas en capas bajas | Buena, excepto dentro de nubes y en chubascos |
Y a la inversa: la atmósfera es más estable cuanto más difícil resulta que se produzcan.
La inversión térmica
Una capa donde la temperatura aumenta con la altitud. Para la aviación puede atrapar contaminantes, favorecer la niebla y limitar el desarrollo vertical.
La atmósfera estándar y los reglajes altimétricos
La ISA
Atmósfera ideal, no real, definida por la OACI, en la que la distribución de presión, densidad y temperatura sigue una ley determinada.
| Parámetro | Valor al nivel del mar |
|---|---|
| Temperatura | 15 ºC (288,15 K) |
| Presión | 1013,25 hPa (760 mm Hg) |
| Densidad | 1,2250 kg/m³ |
Es una referencia utilizada solo para aplicaciones aeronáuticas. Las fluctuaciones reales de presión y temperatura, y su variación con la latitud, hacen que la atmósfera real difiera de la ISA.
Altitud, altura y elevación
| Término | Distancia vertical entre… |
|---|---|
| Altitud | Un punto en el aire y el nivel medio del mar (MSL) |
| Altura | Un punto en el aire y una superficie de referencia, generalmente el suelo |
| Elevación | Un punto del terreno y el nivel medio del mar |
Altitud y elevación se miden desde el mar. La diferencia es que la altitud es de un punto en el aire y la elevación de un punto del terreno. La altura se mide desde el suelo.
Los tres calados
| Calado | Qué es | Con el avión en tierra, el altímetro indica… |
|---|---|---|
| QNH | Presión del aeródromo reducida al nivel del mar en condiciones ISA | La elevación del aeródromo |
| QFE | Presión del aeródromo medida por el barómetro de la oficina meteorológica | Cero |
| QNE | Presión estándar: 1013,25 hPa | La distancia a la superficie de presión 1013,25 hPa |
Aeropuerto por encima del nivel del mar → QNH mayor que QFE.
Aeropuerto al nivel del mar → coinciden.
Aeropuerto por debajo → QNH menor que QFE.
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