Buenas tardes,
estoy recopilando información sobre el tema de los sondeos, para poder identificar en un mapa diversos parámetros significativos y sobre todo en estas épocas en las que se gesta convección y la interpretación de los sondeos es fundamental (a pesar de no ser muy preciso ya que se lanzan en momentos concretos y miden parámetros en unas determinadas horas (0h-12h), sin embargo gracias a las tecnologías podemos no ya ver momentos determinados que solo nos permiten hacernos una idea de qué sucederá a x+h si no que permiten ver un hipotético sondeo, una predicción de sondeos como si de un mapa numérico se tratase.
Además podemos encontrar varios tipos de sondeo, o mejor dicho, un mismo sondeo representado de diversas formas, nos centraremos en el sondeo oblícuo T-log p. Nos hacemos con la página de sondeos;
http://weather.uwyo.edu/upperair/naconf.html
en este caso yo la he cogido con Norteamérica que supone un ejemplo claro de parámetros convectivos mas que significativos.
En Type of plot ponemos GIF: Skew-T
Yo he elegido la ciudad de Springfield, el sondeo es del día 25 de mayo de 2010 a las 0h (no se si hora local).


Primeramente todo lo que se ve en el sondeo.
A la izquierda del sondeo se observan las distintas capas atmosféricas desde los 1000hPa o la superficie terrestre hasta los 10hPa. Pero no vamos a identificar y deducir cada cosa de forma lógica y no de memoria ya que este segundo método nunca es eficaz debido a que se olvida prácticamente todo al no ponerlo en práctica en breve.
Así pues en lo que a las capas isobáricas respecta se observan dos características:

+Podemos contemplar como la presión disminuye con la altura, hasta acabar en los 10hPa. Esto es fácil de deducir ya que la gravedad terrestre comprime las capas de aire contra la superficie y van perdiendo características o compuestos conforme se asciende. El conjunto de presiones con su respectiva altura se denomina perfil atmosférico (o así lo llamo yo)

+Debido a la característica anterior, resulta lógico que exista una distancia muy reducida entre las distintas capas isobáricas cercanas a la superficie y que se vaya agrandando conforme se va ascendiendo en el seno del aire, ya que la acción de la gravedad se va perdiendo.
El nivel atmosférico considerado como el mas importante es el de los 500hPa ya que es un punto atmosférico intermedio, donde la gravedad comienza a perder influencia, donde las capas isobáricas no están ni muy juntas ni muy separadas (para hacerse a la idea)
Pasamos ya al eje OX, o el eje horizontal. Este eje lo ocupan los valores de temperatura, de -40 y mas allá a 40ºC y como os habreis podido dar cuenta los valores de temperatura aparecen inclinados en el sondeo a parte de un amasijo de líneas que ya se explicarán en breve. Además de aparecer inclinadas, todas las líneas exceptuando la línea de la temperatura aparecen formando un movimiento circular, esto es así porque en la atmósfera si hay algo que no hay es la proporcionalidad, y de las características anteriores se extrae que al reducirse los componentes atmosféricos las capacidades de retención de humedad o demás como densidades, capacidades para que se produzca algo etc, se verán modificadas las distintas "líneas" que ahora veremos.
También aparece a la derecha el viento predominante en todas las capas atmosféricas y su velocidad. Hay que destacar (aunque aquí no se determina) que a una determinada altitud de la alta atmósfera el viento pasa a ser viento geostrófico, viento que fluye sin rozamiento, exhorto del rozamiento de la superficie, y por tanto fluye paralelo a las isobaras.
A la derecha también aparecen diversos parámetros.

Pasemos ahora a diferenciar ese amasijo de líneas que aparecen en el sondeo.
Aparecen dos líneas muy destacables en el sondeo, son las líneas mas importantes, las líneas de Temperatura y la temperatura de rocío en color mas negro que el resto. La línea de la derecha corresponde a la de la temperatura y la izquierda a la de T de rocío.
La interacción entre ambas produce los valores de humedad principalmente y consigo la formación de nubes y en general todo, es decir, ambas líneas generan todo.
La línea de temperatura es la que parte de los números, justo en su vertical y van hacia la parte superior y derecha del sondeo, sus valores como dije anteriormente, son proporcionales, es algo que únicamente sucede con la T ya que el descenso siempre es constante, lo que no es constante es la cantidad de humedad y demás que exista.
Aparecen también otro par de líneas muy importantes (en un sondeo todo es importante), la línea verde y una línea normal que sigue un ascenso aparentemente desordenado, aparentemente. Pero en los sondeos todo tiene su significado y todo tiene sentido por ello.
La línea verde se denomina adiabática seca y la aparentemente desordenada adiabática saturada.
Adiabática saturada: (a veces no se identifica bien)


Las adiabáticas serán las líneas que sigan las parcelas de aire ascendentes dependiendo de su cantidad de humedad, es decir, si la parcela de aire está por debajo del 100% seguirá la seca y si es > la saturada.
Hay que analizar detenidamente estas líneas, primeramente entenderla y en segundo lugar determinar su significado.
Las adiabáticas son líneas ciertamente complejas, son valores de descenso de temperatura. Si la adiabática es seca la T desciende a razón de -1ºC/102m ya que no se genera humedad y por tanto no se desencadena calor latente (L), esto si sucede en la adiabática saturada y al suceder eso el descenso se modera, -0.5ºC/100m, por eso vemos como una y otra tienen diferente inclinación.
Es significativo un hecho, a una determinada altura, la adiabática seca y la saturada se hacen paralelas, debido precisamente a que el contenido de humedad se reduce con la altura debido principalmente a que con la altura la temperatura disminuye, y los contenidos de humedad son menores con aire frío ya que es mas denso. Esto también se denota hacia la izquierda ya que los valores de temperatura disminuyen también hacia la derecha.
Solo nos falta por describir una última línea, la linea de razón de mezcla que es la línea rosácea que parte de la superficie, esta línea es la capacidad máxima de contenido de vapor de agua que puede tener el aire a una presión y temperatura dadas, se expresa en g/kg y se observa como disminuye hacia la derecha por lo que ya dije, la capacidad de retención de humedad se reduce al disminuir la temperatura.

Continuará>>>

Acabamos de describir todas las "líneas" mas destacables de un sondeo, pasemos ahora a nteraccionar con ellas para obtener los productos que deseamos.

Razón de mezcla de saturación (Ws)
Me voy a la definición primeramente:  es la máxima cantidad de agua que una parcela puede contener sin producir condensación.
El cálculo de la razón de mezcla de saturación nos valdrá para averiguar otros parámetros mas adelante. La razón de mezcla de saturación vale para determinar una cantidad (en g/kg) de proporción de la masa del vapor de agua con respecto a la masa de aire seco, es decir, que se determina para un determinado nivel. Por ejemplo; 6g/kg en el nivel de 850hPa.
¿Cómo se calcula esta razón de mezcla para un nivel dado?
Es bastante sencillo, volvamos al sondeo a tratar:


A partir de la línea de razón de mezcla de saturación (la línea rosácea) ascendemos por su paralelo hasta llegar al punto que deseemos, hasta cortar con la línea de T al determinado valor. Por ejemplo, vamos a determinar la razón de mezcla de saturación para el nivel de los 700hPa.


Mejor se puede hacer, a partir de la superficie de 700hPa se desciende hasta la superficie paralelo a la razón de mezcla, en este caso a 700hPa hay unos 10g/kg de este valor.

Razón de mezcla (w)
Definición: En una muestra de aire húmedo, la razón de mezcla (w) es la razón de la masa de vapor de agua con respecto a la masa de aire seco.
Para calcular este factor el procedimiento es semejante al anterior, solo que en este caso en lugar de intersecar a la línea de temperatura, se interseca la de punto de rocío a la que se denomina Td.


En este caso vemos una razón de mezcla a 700hPa de unos 3.5g/kg
Y, ¿Para que nos sirven estos dos parámetros?
Pues así directamente para poca cosa, pero si interactuamos con ellos sale algo muy valioso, <b>la humedad relativa</b>

Humedad Relativa
Definición: es la cantidad de vapor de agua en un volumen de aire dado con respecto a lo que ese volumen de aire contendría si estuviese saturado. Se expresa en %
La humedad relativa (HR) se calcula por la siguiente fórmula tan sencilla:
HR = 100 * (w/ws)
Como os habreis dado cuenta, es una fórmula bastante sencilla. Simplemente hay que dividir la razón de mezcla (w) entre la razón de mezcla de saturación (ws) y multiplicar por 100. Ya hemos visto como se calculan las razones de mezcla.
Calculemos en el anterior sondeo, la HR existente a 600hPa.
Para ello calculamos los valores de w y ws existente a ese nivel.


Nos sale un w=4g/kg y un ws=6g/kg mas o menos. Ya solo queda realizar los cálculos de la fórmula.
HR= 100*(4/6)
HR= 66.67%
Es un valor aproximado ya que habría que interpolar entre los puntos para determinar las magnuitudes exactas, pero eso es algo mas complejo.

Nivel de Condensación por Ascenso (NCA)
Procedamos ya a calcular diversos niveles correlacionados con la formación de nubosidad. Como por ejemplo el NCA.
El NCA es la altura a la cual comienza a condensarse una parcela de aire que ha seguido un proceso adiabático seco, se produce una saturación y con ella un cambio de adiabática que ya se verá.
Para calcular el NCA simplemente hay que seguir el siguiente proceso:
-Desde la superficie se parte desde la temperatura hacia arriba siguiendo la adiabática seca (línea verde), hay que seguirla de forma paralela.
-Por otro lado, desde la Temperatura de rocío de superficie (Td) se sigue a la línea de razón de mezcla hacia arriba, paralelo a la razón de mezcla.
Llega un momento en el que ambas líneas se cortan, ese punto es el NCA.


En este caso el NCA se sitúa entorno a 1540m.

Continuará>>>

Nivel de Condensación por Convección (NCC)

Definición (de MetEd): El nivel de condensación por convección (NCC) es la altura a la que una parcela de aire que se calienta lo suficiente desde la superficie subirá adiabáticamente hasta que esté saturada. Normalmente, es la altura de la base de las nubes cumuliformes formadas por la convección térmica producida exclusivamente por el calentamiento de la superficie.
Para cambiar de sondeo, he elegido uno del Estado de Texas, de la ciudad Ft. Worth de esta misma noche, el sondeo de las 0h del día 28 de abril de 2012
El valor de NCC es uno de los más fáciles de determinar. Para calcularlo simplemente a partir de la Td (T de rocío) de la superficie ascendemos siguiendo la línea de razón de mezcla de saturación hasta intersecar con la línea de T.


En este caso el NCC se sitúa mas allá de los 3106m. Pero ojo porque esta no es la altura donde se comenzará a formar toda la nubosidad, el NCA se sitúa bastante mas abajo.

Temperatura equivalente (Te)
Definición (MetEd): es la temperatura en el nivel en que toda la humedad de una muestra de aire se condensa cuando asciende siguiendo un proceso pseudoadiabático, es decir, un proceso en el que se elimina toda la humedad condensada de la muestra de aire. Luego el calor latente de condensación calienta la muestra de aire.
Para calcular la Te se adquieren los datos de T y de Td en un determinado nivel (porque la Te es, "para un nivel x, tenemos una Te y")
Calculemos la Te para el nivel de los 850hPa, en el sondeo de Ft.Worth.
Para ello calculamos primero el NCA del sondeo, es decir, a partir de la superficie de 750hPa ascendemos paralelos a la línea de razón de mezcla de saturación y por otro lado, desde la T de los 750hPa ascendemos paralelo a la adiabática seca, así hasta intersecar ambas líneas, conformando el NCA.
A partir del NCA preseguimos por la adiabática saturada (hay que tener en cuenta que la parcela de aire al llegar al NCA se satura y hay que cambiar de adiabática), llegará un punto en el que la adiabática saturada se haga paralela a la adiabática seca (ya que la parcela de aire pierde toda su humedad al llegar a una determinada altura, volviendose a "secar"), este punto es el punto de equilibrio de densidades por así decirlo, éste es el nivel de presión en el cual toda la humedad de la muestra se ha condensado. A partir de este nivel, se traza una línea paralela a la adiabática seca hasta la superficie, la T que se lea en superficie es la Te.

En este caso la Te del aire a 750 hPa con una T de 14ºC (mas o menos) y Td de 0ºC (mas o menos) tiene una temperatura equivalente de mas o menos 32ºC.
<b>Temperatura de convección (Tc)</b>
Considero bastante importante este parámetro, ya que supone la T que se debe alcanzar para iniciar la convección.
Para calcularlo se necesita del NCC y su procedimiento también es sencillo.
Se calcula el NCC y a partir de ese nivel se desciende hasta la superficie siguiendo una adiabática seca, la T que exista en superficie siguiendo ese procedimiento es la Temperatura de convección (Tc).
Y en este caso vamos a adquirir un sondeo africano (se observa mas fácilmente)
Aeropuerto de Niamey.

En el caso anterior, observamos una Tc de unos 33ºC, es decir, la T en superfcie ha de alcanzar 33ºC para iniciar la convección.

Nivel de Convección Libre (NCL)
Definición (MetEd): El nivel de convección libre ( es la altura a la que una parcela de aire que asciende se torna más cálida que la atmósfera circundante y experimenta empuje convectivo. La parcela asciende siguiendo un proceso adiabático seco hasta saturarse (en el NCA) y luego continúa su ascenso siguiendo un proceso adiabático húmedo.
Para calcular este nivel simplemente a partir del NCA seguimos paralelo a la adiabática saturada (ya que el aire se satura en ese nivel) y así hasta intersecar con la línea de T, ese punto es el NCL. No siempre tiene que haber NCL ya que no siempre se desarrolla convección lógicamente.

En este caso el NCL se encuentra a 1520m.

Nivel de Equilibrio (NE) y CAPE
Es primordial averiguar la cantidad de energía potencial disponible presente en la atmósfera (CAPE) ya que potencia el desarrollo de células convectivas y cuanto mayor sea este parámetro mayor será la fortaleza.
La CAPE se representa en j/kg y es la proporción que existe entre la adiabática saturada (a partir del NCL) y la línea de T hasta que se llega al Nivel de Equilibrio. Es la parcela encerrada entre esas dos líneas.
Así pues ya he explicado el procedimiento. A partir del NCL (que ya he explicado como se calcula) proseguimos por la saturada hasta intersecar con la línea de T, ese nivel es el Nivel de equilibrio y supone el tope de las nubes cumuliformes.

El valor de CAPE lo proporciona el propio sondeo, solo observaremos la proporción de este parámetro en el perfil atmosférico.

CIN (capa de inhibición convectiva)
Definición (MetEd): La CIN es un área encerrada entre las líneas del perfil de temperatura ambiental y la temperatura de una parcela que asciende a partir de un nivel determinado hasta el NCL. Esta área indica la cantidad de energía necesaria para levantar la parcela hasta el NCL. La CIN se expresa en julios por kilogramo (J/kg).
Cuanto mas amplia sea la proporción de CIN mas elevada será la inhibición.
Para calcularlo, he adquirido un sondeo de Lake Charles en Luisiana, el día de hoy, 29 de abril a las 0h. Desde el NCA se prosigue por la saturada hasta el NCL, el valor que queda a la derecha es el CIN, al llegar al CIN supone el techo de esta capa.


El índice Showalter (SSI)
Definición (MetEd): El índice de estabilidad de Showalter es otro índice de tiempo severo muy utilizado
el SSI eleva una parcela desde el nivel de 850 hPa hasta 550 hPa. En el nivel de 550 hPa, se resta la temperatura de la parcela de la temperatura del sondeo. Cuanto más alto sea el valor negativo de SSI, tanto mayor la inestabilidad.
Calculemos el valor de SSI para la ciudad de Springfield.


Como podeis comprobar, el propio sondeo aporta la información de este índice pero en mi opinión resulta mas interesante averiguarlo personalmente.
En este caso, el sondeo ve un SSI de unos -6ºC, básicamente como el calculado.

Interesante, habra que releerlo mas de una vez, porque yo la verdad es que nunca he entendido muy bien lo de los sondeos...

Gracias Alvaro...

muchas gracias a ti vigorro por tener la paciencia de leerlo

Cita de: Vigorro... en Miércoles 02 Mayo 2012 14:40:57 PM
Interesante, habra que releerlo mas de una vez, porque yo la verdad es que nunca he entendido muy bien lo de los sondeos...

Gracias Alvaro...

Gracias por las explicaciones que están bien claras y además aclarar que esto no es de una sola lectura, vale la pena leerlo varias veces.

Saludos 

Muchísimas gracias, si hay algún error (que quizá) es de agradecer que se diga

Voy por lo de la humedad relativa,,,,,,,hasta ahora todo perfectamente explicado y comprendido, no me podido esperar a acabar para darte las gracias y por lo bien que lo explicas, perfectamente entendible sabiendo 4 conceptos básicos en meteo.

Qué interesante!.....sigo leyendo  .

Cita de: alvaroliver en Viernes 27 Abril 2012 22:41:32 PM
la linea de razón de mezcla que es la línea rosácea que parte de la superficie, esta línea es la capacidad máxima de contenido de vapor de agua que puede tener el aire a una presión y temperatura dadas, se expresa en g/kg y se observa como disminuye hacia la derecha por lo que ya dije, la capacidad de retención de humedad se reduce al disminuir la temperatura.

Continuará>>>

Una cosilla, la capacidad de retención de vapor disminuye como bien dices al disminuir la temperatura, pero entonces en la gráfica disminuiría hacia la izquierda ¿no?, como marca en la misma gráfica......o si que es hacia la derecha y estoy equivocado al no saber interpretarlo bien....

Cita de: burgati en Miércoles 02 Mayo 2012 22:45:24 PM

Cita de: alvaroliver en Viernes 27 Abril 2012 22:41:32 PM
la linea de razón de mezcla que es la línea rosácea que parte de la superficie, esta línea es la capacidad máxima de contenido de vapor de agua que puede tener el aire a una presión y temperatura dadas, se expresa en g/kg y se observa como disminuye hacia la derecha por lo que ya dije, la capacidad de retención de humedad se reduce al disminuir la temperatura.

Continuará>>>

Una cosilla, la capacidad de retención de vapor disminuye como bien dices al disminuir la temperatura, pero entonces en la gráfica disminuiría hacia la izquierda ¿no?, como marca en la misma gráfica......o si que es hacia la derecha y estoy equivocado al no saber interpretarlo bien....

toda la razon, a veces tengo esos lapsus entre izda y drcha xD. Ahora si puedo lo modifico. Gracias

Cita de: alvaroliver en Miércoles 02 Mayo 2012 23:42:16 PM

Cita de: burgati en Miércoles 02 Mayo 2012 22:45:24 PM

Cita de: alvaroliver en Viernes 27 Abril 2012 22:41:32 PM
la linea de razón de mezcla que es la línea rosácea que parte de la superficie, esta línea es la capacidad máxima de contenido de vapor de agua que puede tener el aire a una presión y temperatura dadas, se expresa en g/kg y se observa como disminuye hacia la derecha por lo que ya dije, la capacidad de retención de humedad se reduce al disminuir la temperatura.

Continuará>>>

Una cosilla, la capacidad de retención de vapor disminuye como bien dices al disminuir la temperatura, pero entonces en la gráfica disminuiría hacia la izquierda ¿no?, como marca en la misma gráfica......o si que es hacia la derecha y estoy equivocado al no saber interpretarlo bien....

toda la razon, a veces tengo esos lapsus entre izda y drcha xD. Ahora si puedo lo modifico. Gracias

Na, ya me imaginaba que era un error de bulto,,,,,bueno me he hecho unos resúmenes hasta el NCC incluído y de momento todo comprendido y bien asimilado, por otra parte es muy lógica la manera de obtenerlos de la gráfica, (una vez que sabes qué es cada cosa claro, jeje).

Mañana ya me meto con los siguientes apartados que son los más jugosos y supongo los más difíciles de interpretar, gracias de nuevo!