Muy buenas.
Visto lo aburrido que anda el foro y el cielo en los madriles, estoy leyendo rollos sobre convección profunda y demás zarandajas. Bien, resulta que aparte de inestabilidad condicional y humedad (ésta influye decisivamente en la otra, con lo que casi son dos ingredientes en uno), el ingrediente que nos falta para desatar la convección es el efecto disparo, y tenemos (quizá me deje alguno en el tintero y corregidme):
-Forzamiento orográfico.
-Forzamiento térmico.
-Forzamiento frontal.
-Forzamiento dinámico, que a su vez, puede ser:
·Mesoscalar (convergencia de brisas, etc. ).
·Sinóptico.
Bien, mi duda está en este último forzamiento, el sinóptico; esto es, cuando se acerca una vaguada que advecta vorticidad positiva por su parte delantera y la consiguiente divergencia en altura=succión de aire superficial.
-¿Cómo puede este tipo de forzamiento constituir un mecanismo de disparo, con lo lentos que son en general los descensos y ascensos a escala sinóptica?
-Entonces, si este forzamiento constituye por sí solo un mecanismo de disparo, ¿por qué en vez de generalizarse a cualquier hora y en cualquier parte las tormentas en esa parte de la vaguada, en general solo lo hacen por la tarde y en zonas concretas?, ya que el forzamiento dinámico en la vanguardia de la vaguada es independiente de la hora del día o de la naturaleza del substrato.
A no ser, claro, que los textos que he consultado hayan incluido erróneamente este forzamiento en los mecanismos de disparo de la convección.
Pues hale, ahí os dejo la duda.
Sobre la segunda pregunta me tienes que explicar de dónde has sacado que con el forzamiento dinámico sólo se producen tormentas por la tarde, porque eso es absolutamente falso. Es más, yo una de las cosas que primero miro a la hora de pensar si las tormentas pueden formarse por la noche son las zonas en las que se solapan cape y forzamiento dinámico, a parte de divergencia y otros parámetros.
Otra cosa que no me cuadra es que dices que las tormentas se forman sólo en zonas concretas. Pues igual que te dije con lo anterior si quiero ver algún monstruo del tipo scm, ccm, turbonada etc... tengo muy en cuenta tanto la divergencia en altura como el forzamiento dinámico y estos bichos recorren cientos de km antes de morir y se regeneran incluso de noche. Pensándolo bien todas las tormentas se forman siempre en zonas concretas, por ejemplo en un scm normalmente se agrupan en el borde delantero del sistema y detrás ya llega la precipitación estratiforme. Una fuerte elevación, por ejemplo en el borde delantero de una vaguada o en una línea de convergencia favorecen este tipo de agrupamientos.
Sobre la primera pregunta sinceramente no lo sé.
No me has entendido.
A ver, sin negar que puedan producirse (y de hecho se producen) tormentas nocturnales, o sobre el mar, durante la temporada de tormentas me da muchas veces por ver la animación de 24 h del Meteosat, en AEMET. Se observa a menudo que después de una noche de relativa calma, en las horas centrales del día empiezan a surgir los boloncios para volver a desvanecerse por la noche (por lo general). Y así día tras día. También, estos bichos casi siempre los veo formarse en tierra (hablo del verano, cuando el mar está más frío que la tierra): todo eso concuerda con el forzamiento térmico, por ejemplo, que alcanza su máximo a primera hora de la tarde y en tierra firme.
Pero el forzamiento dinámico (el que se da delante de la vaguada) es independiente de la hora del día (la vaguada está presente día y noche) y de que la vaguada esté sobre el mar o sobre tierra. Sin embargo, ese forzamiento dinámico no parece actuar por sí solo, porque ya he dicho en el anterior párrafo que los boloncios se empiezan a multiplicar a mediodía, casi siempre en tierra, y se "disuelven" de madrugada.
Tres ejemplos de que con forzamiento dinámico las tormentas son muy activas incluso de madrugada, te los pongo de la capi ya que eres de por aquí:
22 de septiembre de 2008, más de 100mm en muchos puntos de la rivera del henares en Madrid, todos ellos de madrugada, en una línea de turbonada que se formó durante la tarde del día anterior.
http://www.youtube.com/watch?v=KF_1ZeJl4fU, este vídeo lo hice yo, al medio-final se puede ver el radar y eso al final terminó afectando a la capital de madrugada.
Y que se formen por ejemplo de madrugada y no vengan de antes, pues el 10-11 de septiembre de 2008 aprox. (no recuerdo el día exacto) a las 4 de la mañana se formó un núcleo que dejó una tormenta puntual, pero muy fuerte.
Siento no extenderme, pero es que estoy de exámenes y no tengo mucho tiempo
Edito: lo que está claro es que el calor siempre ayuda.
Ah, claro espera ya lo he pillado, se disuelven de madrugada porque se les agota el combustible, es decir según va pasando la noche el cape poco a poco va bajando y cuando es nulo las tormentas se desvanecen y esto pues suele ocurrir de madrugada. Por muchos mecanismos de disparo que haya como el cin es infinito ya no lo pueden superar y adiós tormentas... ¿lo he pillado ahora?
Sí, nadie niega esas tormentas nocturnas pero:
-Son tormentas formadas por la tarde con el calor, y que se prolongan hasta la noche por su notable organización interna.
-Son focos tormentosos extintos pero cuyos topes se enfrían durante la noche, reactivándose las tormentas (tormentas nocturnales).
-Se forman directamente de noche, pero por causas mesoscalares (convergencia de las brisas que bajan de la montaña, o choque de la brisa terral con el viento marítimo, que está más caliente de noche... ).
Pero imaginemos una hipotética llanura uniforme, perfecta, extensísima, sin mares, lagos, colinas... nada, toda igual; ¿sería capaz el forzamiento dinámico de la vaguada de provocar por sí solo el efecto disparo durante la noche, cuando no hay calor solar?
A eso es a lo que voy.
Si es capaz de superar la inhibición convectiva por sí sola entonces sí, eso es al menos lo que dice la teoría. Para la práctica habría que mirar las grandes llanuras de EEUU a ver si ocurre, claro que es difícil hacerlo porque es imposible aislar como único mecanismo de disparo el forzamiento dinámico de la vaguada.
Es que además ese forzamiento debe ir a una lentitud notable (como el ascenso del aire en un frente cálido o la subsidencia en un anticiclón).
¿A qué velocidad desciende una parcela de aire si está por ejemplo 1ºC más fría que el ambiente?
¿La magnitud que aparece en los mapas de forzamiento dinámico cómo se puede traducir en velocidad vertical (ascendente o descendente) sobretodo en capas bajas que es dónde está la inhibición?
Quien sepa las respuestas a estas dos preguntas yo creo que puede aclarar la duda.
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 01:49:57 AM
¿A qué velocidad desciende una parcela de aire si está por ejemplo 1ºC más fría que el ambiente?
¿La magnitud que aparece en los mapas de forzamiento dinámico cómo se puede traducir en velocidad vertical (ascendente o descendente) sobretodo en capas bajas que es dónde está la inhibición?
Quien sepa las respuestas a estas dos preguntas yo creo que puede aclarar la duda.
La respuesta a la primera pregunta la puedo tener, a ver si me seguís el razonamiento, supongamos que hay 100J/kg de cin, entonces si soltamos una parcela desde el NCL llegaría al suelo con una velocidad de 14m/s, supongamos que tiene un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, entonces su velocidad media sería de 7m/s, teniendo en cuenta otros factores como la interacción con el aire ambiental su velocidad se puede reducir a 5m/s. Entonces en esa capa donde hay cin el forzamiento dinámico debería tener un valor tal que produjera movimientos de ascenso de aire de al menos 5m/s por esa zona. ¿Alguien sabe cómo se calcula eso?
Y pensar que dejé la física en 4º de ESO con lo bien que se me daba :crazy:
Espero que alguien me haya podido entender porque son razonamientos míos puros y duros
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 02:12:28 AM
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 01:49:57 AM
¿A qué velocidad desciende una parcela de aire si está por ejemplo 1ºC más fría que el ambiente?
La respuesta a la primera pregunta la puedo tener, a ver si me seguís el razonamiento, supongamos que hay 100J/kg de cin, entonces si soltamos una parcela desde el NCL llegaría al suelo con una velocidad de 14m/s
Si esa parcela está 1º más fría que el entorno, no hay CIN, porque no hay nada que vaya a inhibir los movimientos verticales del aire en esa capa (la curva de evolución estaría a la izquierda de la de estado, lo que favorecería el descenso de la parcela liberando energía potencial=aire inestable (no CIN).
PD: No dejes la física, que eres muy joven.
Cita de: Pannus (Robespierre) en Domingo 06 Junio 2010 02:30:36 AM
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 02:12:28 AM
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 01:49:57 AM
¿A qué velocidad desciende una parcela de aire si está por ejemplo 1ºC más fría que el ambiente?
La respuesta a la primera pregunta la puedo tener, a ver si me seguís el razonamiento, supongamos que hay 100J/kg de cin, entonces si soltamos una parcela desde el NCL llegaría al suelo con una velocidad de 14m/s
Si esa parcela está 1º más fría que el entorno, no hay CIN, porque no hay nada que vaya a inhibir los movimientos verticales del aire en esa capa (la curva de evolución estaría a la izquierda de la de estado, lo que favorecería el descenso de la parcela liberando energía potencial=aire inestable (no CIN).
PD: No dejes la física, que eres muy joven.
Cómo que no hay cin cuando la parcela está más fría que el entorno? Entonces que hay cape que es lo contrario? Va a ser que no jeje. Para movimientos verticales ascendentes hablamos ;D
En el ejemplo desciende si se la deja sola, es que no se me ocurre otra cosa.
Vamos a aclararnos:
El CIN es una capa estable, esto es, que inhibe los movimientos verticales.
El CAPE, todo lo contrario.
Bien, en una capa estable, los movimientos verticales del aire son forzados, esto es, hay que dar energía a la partícula para alterar su estado de equilibrio. Como esa partícula a la que FORZAMOS a moverse va a evolucionar por la adiabática seca, si es una partícula del nivel superior del estrato estable, al hacerla descender se calentará rápidamente, a 1º/hm (porque en esa capa estable de CIN el gradiente vertical es débil o incluso hay inversión), con lo que cuando la "soltemos" volverá a subir al punto de partida (lo contrario para una partícula que cojamos del suelo, que después de nuestro esfuerzo volverá a bajar a él).
En una capa inestable, una partícula, una vez desplazada de su nivel de equilibrio, tiende a alejarse de éste, LIBERANDO ENERGÍA POTENCIAL, con lo que evoluciona hacia abajo siguiendo la adiabática seca, 1º de calentamiento por cada 100 m, pero como en una capa inestable la Tª aumenta más rápidamente que ese gradiente al descender en altitud, la partícula estará en todo momento más fría que el entorno y descenderá (lo contrario para una partícula del suelo, que ascenderá por sí sola liberando esa energía potencial).
Para no liarnos, he hecho referencia solo a adiabáticas secas despreciando condensaciones/evaporaciones, pero el mismo ejercicio se podría hacer para masas de aire húmedas con la pseudoadiabática.
RESUMIENDO:
En un estrato inestable (donde está el CAPE), la partícula que evoluciona cambia de Tª más lentamente que el entorno, con lo que las de las capas altas descienden espontáneamente y las de las bajas suben sin esfuerzo también.
En un estrato estable (donde está el CIN), la partícula que evoluciona cambia de Tª más rápidamente que el entorno, por lo que en ausencia de fuerzas externas, las de las capas altas tenderán a quedarse arriba y las del suelo seguirán pegadas al suelo.
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 02:12:28 AM
La respuesta a la primera pregunta la puedo tener, a ver si me seguís el razonamiento, supongamos que hay 100J/kg de cin, entonces si soltamos una parcela desde el NCL llegaría al suelo con una velocidad de 14m/s, supongamos que tiene un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, entonces su velocidad media sería de 7m/s, teniendo en cuenta otros factores como la interacción con el aire ambiental su velocidad se puede reducir a 5m/s. Entonces en esa capa donde hay cin el forzamiento dinámico debería tener un valor tal que produjera movimientos de ascenso de aire de al menos 5m/s por esa zona. ¿Alguien sabe cómo se calcula eso?
Y pensar que dejé la física en 4º de ESO con lo bien que se me daba :crazy:
Espero que alguien me haya podido entender porque son razonamientos míos puros y duros
Creo que te estás liando ;) , confundes velocidad con energía. El CIN es un desnivel que superar, como la parcela es más pesada que su entorno no puede superarlo por si sola, y necesita un aporte externo de energía, energía, no velocidad. Pogamos que la zona del CIN es de 200 metros de espesor en un sondeo, una vez que unas parcelas lo superen ya se liberará su CAPE, no importa lo lentas que sean (suponiendo que no hubiese mezcla claro).
A escala sinóptica la velocidad vertical es del orden de cm/s (100 veces menos que los m/s de la horizontal) Por ejemplo una parcela con una velocidad vertical de 2 cm/s subiría 72 metros en una hora.
De todas formas sospecho que es bastante más complicado que esto en realidad, porque la velocidad vertical se suele dibujar a 600 o 700 hPa, pero el tapón a menudo puede estar más abajo, al borde de la capa límite. Por tanto los flujos de aire que rompen el CIN serán turbulentos la mayoría de las veces, de ahí que no se rompa de repente en toda la zona de ascensos de la vaguada y solo lo haga en puntos concretos.
La física de la turbulencia es muy puñetera (realmente creo que es un problema no resuelto de la física) Hay diferentes formas de abordarlo, cada una con sus defectos. Hacer un cálculo fiable de cuanta velocidad vertical hace falta para que haya tormentas en una situación dada debe de ser muy muy difícil.
De todos modos, parece mentira que unos movimientos verticales tan leves (del orden de cm/s, como bien dice Serantes), puedan ser determinantes a la hora de marcar tal asimetría en las vaguadas (tormentones en su parte E y subsidencia en el O).
No, no me estoy liando, a ver si ahora lo explico mejor ;)
A partir de la energía se puede hallar la velocidad máxima de la parcela mediante una fórmula, si bien es cierto que sobrevalora su valor, normalmente lo duplica.
Wmax= raíz cuadrada (CAPE*2) el resultado es en m/s
Si con esa fórmula en vez del cape ponemos es cin, es decir la hacemos en sentido inverso pues nos daría la velocidad con la que llega al suelo una parcela que habiéndose conseguido elevar justo hasta el nivel de convección libre, de repente desaparecieran todos los mecanismos de forzamiento por lo que caería hasta el suelo, es el método de la burbuja. Por lo que con los cálculos que hice anoche saldría la velocidad que deberían desarrollar los mecanismos de forzamiento para conseguir superar el CIN.
Entiendo que lo estás calculando como una analogía con un proyectil, velocidad a la que llega al suelo = velocidad con la que lo tienes que lanzar para que llegue a esa altura. Aunque eso en general no es cierto por el rozamiento. Pero además creo que para este caso no es aplicable, porque no la parcela no recibe todo el impulso en el instante 0.
Cuando existe forzamiento dinámico el aire converge y se ve forzado a ascender, incluso aunque el entorno sea estable puede ir venciendo poco a poco el CIN con la energía que recibe de la propia convergencia. No la recibe toda de golpe y asciende por inercia, como un proyectil, entiendo que la recibe poco a poco. Por eso a pesar de su lentitud consigue superar el tapón, lo que importa es que en un periodo de tiempo reciba poco a poco los J/kg que necesita de la convergencia, no tiene por qué recibir toda la energía de golpe, y como no es así no puedes convertir directamente el CIN en energía cinética para sacar la velocidad.
No se si me explico, yo hablo de subir un libro a una estantería poco a poco, despacito, tu de lanzarlo ;D
Cita de: Serantes en Domingo 06 Junio 2010 16:02:50 PM
Aunque eso en general no es cierto por el rozamiento.
Ya dije que debido a la interacción con el aire ambiental, en vez de 7m/s rebajaba a 5m/s esa velocidad
Cita de: Serantes en Domingo 06 Junio 2010 16:02:50 PM
Entiendo que lo estás calculando como una analogía con un proyectil, velocidad a la que llega al suelo = velocidad con la que lo tienes que lanzar para que llegue a esa altura Pero además creo que para este caso no es aplicable, porque no la parcela no recibe todo el impulso en el instante 0.
Hablé que era un movimiento rectilíneo acelerado o algo así, no dije en ningún momento que pasara de 0 a 100 en milisegundos ;D y de ahí que cogiera su velocidad media, que es la que tiene que desarrollar el mecanismo de disparo a lo largo de toda esa capa, me da igual cómo, siempre y cuando sea más cerca del suelo, y no la máxima. Dije que v.media=7m/s y v. max=14m/s en ese supuesto por poner un ejemplo en el que el cin se distribuyera uniformemente por esa capa.
Cita de: Serantes en Domingo 06 Junio 2010 16:02:50 PM
Cuando existe forzamiento dinámico el aire converge y se ve forzado a ascender, incluso aunque el entorno sea estable puede ir venciendo poco a poco el CIN con la energía que recibe de la propia convergencia. No la recibe toda de golpe y asciende por inercia, como un proyectil, entiendo que la recibe poco a poco. Por eso a pesar de su lentitud consigue superar el tapón, lo que importa es que en un periodo de tiempo reciba poco a poco los J/kg que necesita de la convergencia, no tiene por qué recibir toda la energía de golpe, y como no es así no puedes convertir directamente el CIN en energía cinética para sacar la velocidad.
Totalmente de acuerdo con esto, es más es lo que intento decir, pero con otras palabras
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 15:18:54 PMA partir de la energía se puede hallar la velocidad máxima de la parcela mediante una fórmula, si bien es cierto que sobrevalora su valor, normalmente lo duplica.
Wmax= raíz cuadrada (CAPE*2) el resultado es en m/s
Sí, pero esa fórmula cuantifica el valor de la energía cinética de la partícula POR ENCIMA del NCL, una vez superado el CIN (recordemos que para superar éste hay que introducir energía en el sistema -la parcela-, mientras que por encima del NCL libera la energía potencial).
Cita de: shear_puentems en Domingo 06 Junio 2010 15:18:54 PMSi con esa fórmula en vez del cape ponemos el cin, es decir la hacemos en sentido inverso pues nos daría la velocidad con la que llega al suelo una parcela que habiéndose conseguido elevar justo hasta el nivel de convección libre, de repente desaparecieran todos los mecanismos de forzamiento por lo que caería hasta el suelo, es el método de la burbuja.
AHORA SÍ, porque para subir la parcela desde el suelo hasta el NCL (superando el CIN) has tenido que dar energía a la partícula, con lo que en el momento en que la "sueltes" (siempre y cuando no la hayas elevado por encima del NCL), bajará por sí sola hasta el suelo liberando energía potencial.