Viejo debate con Vigilant (enfriamiento del suelo)

Creo que ya te voy entendiendo. Y te doy la razón en parte:

Si no interviniese para nada la condensación del vapor de agua, en una masa de aire con un gradiente vertical de Tª de, por ejemplo, 0'8º/hm (típico de invasiones árticas), la turbulencia lo que haría es, al mover el aire forzosamente entre niveles y, por tanto, de forma adiabática (la cual tiene un gradiente de 1º/hm), lo que se lograría es un calentamiento de la superficie y un enfriamiento de los niveles altos.
En realidad lo que ocurre es que, en la práctica, casi siempre va a haber condensaciones que liberen calor latente, de forma que se va a liberar la inestabilidad en forma de Cu y Cb típicos de estas situaciones, o Sc cubriendo Castilla y dando leves nevadas.
Cuando un estrato de aire está sometido a turbulencia su gradiente es igual al adiabático seco. Por tanto, si la masa de partida tenía un gradiente inferior (o sea, 0'8º p. ej. ), el viento ha impedido que la helada en superficie hubiese sido mayor.
Para que el viento no produjese calentamiento en superficie, la advección debería tener un gradiente superior a 1º/hm, y eso, en la práctica, nunca o casi nunca se da.

DOY LA RAZÓN A AMADEUS EN ESTE PUNTO.

Creo que ya te voy entendiendo. Y te doy la razón en parte:

Si no interviniese para nada la condensación del vapor de agua, en una masa de aire con un gradiente vertical de Tª de, por ejemplo, 0'8º/hm (típico de invasiones árticas), la turbulencia lo que haría es, al mover el aire forzosamente entre niveles y, por tanto, de forma adiabática (la cual tiene un gradiente de 1º/hm), lo que se lograría es un calentamiento de la superficie y un enfriamiento de los niveles altos.
En realidad lo que ocurre es que, en la práctica, casi siempre va a haber condensaciones que liberen calor latente, de forma que se va a liberar la inestabilidad en forma de Cu y Cb típicos de estas situaciones, o Sc cubriendo Castilla y dando leves nevadas.
Cuando un estrato de aire está sometido a turbulencia su gradiente es igual al adiabático seco. Por tanto, si la masa de partida tenía un gradiente inferior (o sea, 0'8º p. ej. ), el viento ha impedido que la helada en superficie hubiese sido mayor.
Para que el viento no produjese calentamiento en superficie, la advección debería tener un gradiente superior a 1º/hm, y eso, en la práctica, nunca o casi nunca se da.

DOY LA RAZÓN A AMADEUS EN ESTE PUNTO.

Es tal cual lo dices, la condición para que el calor se transmita de arriba hacia abajo es que haya estabilidad, sino, ocurriría lo contrario. Sobre este punto, hay una paradoja que cita Morán en "Apuntes de Termodinámica de la atmósfera", a su vez citando a Shaw que dice lo siguiente:

"Si para aliviar a la vez el frío de las cumbres y el calor de los llanos, agitásemos activísimamente el aire, en vez de lograr nuestro objeto, lo que haríamos sería acrecentar la diferencia de temperaturas, poniendo aún más frías las cumbre y los llanos todavía más calientes".

En cuanto al enfriamiento de la nieve por cambio de fase del agua, que es el asunto, he expuesto una teoría de porqué se observan temperaturas tan frías sobre nieve fresca, es una posible explicación, que tiene sentido físico, pero como tú dices habría que demostrar qué dimensión tiene ese enfriamiento "extra", y si es factible que el proceso de enfriamiento por sublimación de la nieve sea o no un proceso de gran escala capaz de hacer descender la temperatura del aire superficial unos cuantos grados centígrados.

Yo creo que sí que puede ser........pero sólo lo creo.

En resumidas cuentas, lo que importa es la Tª potencial de las distintas capas de aire. Y ésta, normalmente, crece con la altura.
Para que el viento y la consiguiente turbulencia enfriase valles y calentase cimas, la Tª potencial debería disminuir con la altura: entonces, habría inestabilidad (tormentas) y turbulencia, la cual reduciría el gradiente de superadiabático a adiabático.

Pero digo yo (y es que este tema trae cola, como para llegar a Nochevieja hablando de él):
¿Serían posibles gradientes superadiabáticos en los niveles más bajos que sí hiciesen capaces a los vientos de refrigerar la Tª?
Desde luego, cuando comparamos las temperaturas de superficie con las de 500 hPa, rarísima vez (¿nunca?) se alcanza el GAS (1º/hm).
Pero vamos a centrarnos en la capa límite, la que está sujeta a las turbulencias del rozamiento y de altura comparable a las colinas, etc.

Imaginemos una noche templaducha de invierno, en la que ni hiela en las superficies ni en la garita, con rocío, una Tª de 4º... un asco, vamos. 
De pronto irrumpe una siberiana (muchas veces ha pasado así) con la iso 0 desplomándose por debajo de la altitud de la zona en cuestión. Evidentemente, ese aire se calentará de abajo a arriba, por contacto con los objetos (pura advección). ¿Llega entonces a darse en ese estrato de aire un gradiente superior al GAS, que haga que el viento lo que logre sea un enfriamiento neto de la superficie al contrario que si hubiese calma?
Pero entonces, ¿cómo va a haber calma si con un gradiente tan elevado tiene que haber turbulencia por narices?
Como mucho, el viento creo que lo único que haría es acelerar la transferencia de calor por convección (por eso tenemos más frío con viento a igual Tª) tanto más cuanto más fuerte, pero...

No sé, ahí dejo la duda que ha surgido de mi debate con Amadeus.

En resumidas cuentas, lo que importa es la Tª potencial de las distintas capas de aire. Y ésta, normalmente, crece con la altura.
Para que el viento y la consiguiente turbulencia enfriase valles y calentase cimas, la Tª potencial debería disminuir con la altura: entonces, habría inestabilidad (tormentas) y turbulencia, la cual reduciría el gradiente de superadiabático a adiabático.

Pero digo yo (y es que este tema trae cola, como para llegar a Nochevieja hablando de él):
¿Serían posibles gradientes superadiabáticos en los niveles más bajos que sí hiciesen capaces a los vientos de refrigerar la Tª?
Desde luego, cuando comparamos las temperaturas de superficie con las de 500 hPa, rarísima vez (¿nunca?) se alcanza el GAS (1º/hm).
Pero vamos a centrarnos en la capa límite, la que está sujeta a las turbulencias del rozamiento y de altura comparable a las colinas, etc.

Imaginemos una noche templaducha de invierno, en la que ni hiela en las superficies ni en la garita, con rocío, una Tª de 4º... un asco, vamos. 
De pronto irrumpe una siberiana (muchas veces ha pasado así) con la iso 0 desplomándose por debajo de la altitud de la zona en cuestión. Evidentemente, ese aire se calentará de abajo a arriba, por contacto con los objetos (pura advección). ¿Llega entonces a darse en ese estrato de aire un gradiente superior al GAS, que haga que el viento lo que logre sea un enfriamiento neto de la superficie al contrario que si hubiese calma?
Pero entonces, ¿cómo va a haber calma si con un gradiente tan elevado tiene que haber turbulencia por narices?
Como mucho, el viento creo que lo único que haría es acelerar la transferencia de calor por convección (por eso tenemos más frío con viento a igual Tª) tanto más cuanto más fuerte, pero...

No sé, ahí dejo la duda que ha surgido de mi debate con Amadeus.

Sigo citando a Morán:
"Claro que también existe un flujo de calor de abajo a arriba, o sea de lo más caliente a lo más frío; pero es debido a la conducción o sea a la agitación molecular, y por tanto resulta muchos miles de veces menos eficaz que el estamos considerando, que es debido a la agitación de las partículas, inmensamente mayores que las moléculas"

Sigo citando a Morán:
"Claro que también existe un flujo de calor de abajo a arriba, o sea de lo más caliente a lo más frío; pero es debido a la conducción o sea a la agitación molecular, y por tanto resulta muchos miles de veces menos eficaz que el estamos considerando, que es debido a la agitación de las partículas, inmensamente mayores que las moléculas"

¿Te refieres a lo insignificante que es la transferencia de calor por conducción entre el suelo y las capas altas en comparación a la transferencia por convección, como cuando sube una térmica?

Sí, eso es lo que dice Morán. El aire es muy mal conductor del calor, y las transferencias de calor por otros procesos como agitación de la atmósfera, liberación de calor latente, etc. producen mayores intercambios de calor que la simple conducción.

Pero con el ejemplo de mi hipotética advección siberiana en plena noche no me refería a que el suelo se enfríe por conducción, sino a la posibilidad de que la llegada de una masa de aire tan gélida generase un gradiente superadiabático en las capas bajas, capaz por tanto de invertir el efecto caldeante del viento que se observa normalmente en noches de estabilidad.
A la vez, puse esto en tela de juicio al tener que levantarse viento forzosamente sí o sí en caso de generarse tal gradiente.

Por ejemplo, la llegada de una masa de aire a -5º en superficie, teniendo el suelo previamente a +4º, ¿no enfriaría más rápidamente a éste si fuese acompañada de vientos de 100 km/h en vez de brisillas de 20 km/h? (y de ahí la severidad de las heladas de advección, acompañadas de viento casi siempre).

Buenas, Pannus. He editado mi mensaje y prefiero hacerte esta pregunta.

No entiendo lo del gradiente superadiabático. Quieres decir, que llegaría esa hipotética masa de aire más frío y a la vez absolutamente inestable (gradiente de más de 1º C/100m)?

De resto, te entiendo perféctamente.

Perdón por llegar tan tarde que ni he cogido el hilo.  


Un saludo.

Buenas, Pannus. He editado mi mensaje y prefiero hacerte esta pregunta.

No entiendo lo del gradiente superadiabático. Quieres decir, que llegaría esa hipotética masa de aire más frío y a la vez absolutamente inestable (gradiente de más de 1º C/100m)?

De resto, te entiendo perféctamente.

Perdón por llegar tan tarde que ni he cogido el hilo. 


Un saludo.

  Yo soy un puro desconocedor práctico de lo que comenta Pannus (vivo en Cuba, nada que ver con heladas ni nada que se le parezca) pero eso que comenta no ocurre con bastante Frecuencia?.

Cuando viene un frente y mas aun cuando la masa de aire que le sigue es bastante mas fría que la existente en un lugar X antes de su llegada ¿Este aire mas cálido no es desplazado en capas bajas por mas frío generando mucha inestabilidad y convección?¿ y a su ves el viento procedente del A que sigue al frente no enfría significativamente la superficie dado la temperatura de la nueva masa de aire?

No sé a lo mejor hablan de otra cosa, pero esto sucede mas o menos así. ¿No?

Saludos 

Rayo_cruces, es más o menos como lo comentas.

No entiendo lo del gradiente superadiabático. Quieres decir, que llegaría esa hipotética masa de aire más frío y a la vez absolutamente inestable (gradiente de más de 1º C/100m)?

En mi hipótesis, SÍ.

¿Sabes cuándo se dan a menudo gradientes superadiabáticos?
En días soleados y apacibles de los meses cálidos, en tierra firme: el aire se calienta por la superficie más rápido de lo que se puede evacuar hacia arriba, resultando gradientes superadiabáticos. Por eso se forman los espejismos en el desierto.

Entonces quieres decir que habría 4º C y con la llegada una nueva masa de aire bajaría a -5º C y ¿todo esto con cielo despejado para calentar el suelo (¿aire muy seco?)?

Vamos, sería una forma muy rápida de que se pueda enfriar el suelo (se perdería rápidamente por la convección de la capa de aire más próximo a la superficie), aunque supongo que nunca bajaría de esos -5º C, cosa que en el caso de enfriamiento por irradiación, bajaría más lento, pero bajaría más aún. ¿Te refieres a esto, más o menos?

Cuando viene un frente y mas aun cuando la masa de aire que le sigue es bastante mas fría que la existente en un lugar X antes de su llegada ¿Este aire mas cálido no es desplazado en capas bajas por mas frío generando mucha inestabilidad y convección?

Hola Rayos_Cruces. Querrás decir que el aire cálido es forzado a ascender. Otra cosa es el índice de inestabilidad que habría. Ya esto depende de la inestabilidad que contiene la masa de aire.


Bueno, creo que he llegado tarde...  

Entonces quieres decir que habría 4º C y con la llegada una nueva masa de aire bajaría a -5º C

Digo que el suelo, el aire... todo, en general, está a 4º antes de la irrupción de la siberiana, que nos traería -5º en los metros más próximos al suelo.

y ¿todo esto con cielo despejado para calentar el suelo (¿aire muy seco?)?

Por la noche el cielo despejado no sirve para calentar el suelo, sino al revés.
Joder, ¡la que estamos montando con el hilo que abrió Spissatus sobre la nieve!