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MCR12

Nieblas marinas: Inversiones

 

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2.- Tipos de inversión:

            Ciertas nubes, nieblas y condiciones de visibilidad se asocian con estabilidad atmosférica (generalmente relacionadas con anticiclones) . Las capas atmosféricas estables son significativas como indicadores de la clase de flujo ( poco turbulento) y de las posibilidades de mezclas laterales o verticales y, por lo tanto de la difusión y transporte de calor, humedad y aerosoles. Dentro de estas situaciones de estabilidad atmosféricas están las inversiones térmicas. Una capa en que la temperatura crece con la altura (inversión) necesariamente ha de oponer grandísima resistencia a los movimientos verticales. Es frecuente, en efecto, observar que la corriente ascendente que está dando origen a una nube, se extiende en sentido horizontal al llegar a cierta altura, con lo cual la nube, en lugar de seguir creciendo en espesor, toma aspecto de yunque; es que a esa altura la corriente ascendente ha encontrado una inversión que le ha opuesto un obstáculo infranqueable. Cuando la corriente ascendente no llega a saturarse, es decir, cuando no se forma nube, no es posible observar a simple vista cómo se extiende horizontalmente al llegar a la inversión; pero con ayuda de los instrumentos de medida se comprueba que el nivel inferior de una inversión suele presentar una gran riqueza en vapor de agua y en corpúsculos de polvo; uno y otros son arrastrados por corrientes ascendentes ( por convección o por turbulencia) desde las capas inferiores, y no pudiendo franquear la capa de inversión se acumulan en su base.Las inversiones se comportan, pues, como verdaderos tabiques que separan entre sí las capas atmosféricas, impidiendo que se mezclen y canalizando las corrientes de aire. Pero conviene entender que no son tabiques rígidos, sino paredes flexibles que se deforman en movimientos de oleaje, de la misma naturaleza y aspecto que los que agitan la superficie del mar. Hay cuatro tipos fundamentales de inversiones térmicas:

Inversión de tierra: La inversión que aparece en la figura 3 se llama inversión de tierra, porque empieza en el suelo mismo. Se registran inversiones de tierra en la mayor parte de los sondeos matutinos, sobre todo en invierno y en situaciones anticiclónicas acompañas de cielos despejados y sin viento; y son debidas a que la radiación nocturna (irradiación) del suelo enfría  mucho la capa de aire que está en contacto con él, y en cambio apenas influye en la temperatura de las capas superiores. El espesor y el gradiente de la capa enfriada dependerá del viento, nubosidad, tipo de suelo, horas nocturnas, temperatura inicial y de la diferencia entre la temperatura del aire y del terreno. Cuando hay viento, la inversión de tierra se convierte en otra ( inversión de turbulencia), la cual tiene su base por encima del suelo. Muchas veces se forma niebla con esta situación (nieblas de irradiación), si el suelo está húmedo por recientes lluvias o si abunda la humedad ambiente por otras razones; al ser alta la humedad de las capas bajas, el enfriamiento logra saturar el aire junto al suelo formándose la niebla, cuyo límite superior será inferior al tope de la inversión. 

     Inversión de subsidencia: Sabemos que en toda capa estable que se extienda o comprima suficientemente, se producirá una inversión, todo lo fuerte que se quiera. Esto será mayor cuando ocurren los dos fenómenos a la vez; es decir, cuando el aire descienda y al mismo tiempo se esparza horizontalmente. Esta combinación de descenso con dispersión lateral es precisamente el movimiento que el aire ejecuta cerca de tierra, en la parte central de los anticiclones. El aire al descender, por subsidencia, se calienta y reseca, pues es comprimido adiabáticamente. Las inversiones que se producen se llaman inversiones de subsidencia, y se caracterizan por un descenso singularmente rápido de la humedad relativa con la altura (“inversión seca”), debido a que el aire superior, ya de suyo pobre en vapor de agua, se deseca más todavía en virtud del calentamiento. 

La inversión de subsidencia (fig. 4) no se forma junto al suelo mismo, que tanto estorba los movimientos del aire; sino a una altura en general superior a los 500 m. Su espesor es al principio de varios hectómetros, pero al propagarse el efecto de contracción vertical, queda reducido a unos 100-200 m; con lo cual se hace más pronunciado el crecimiento de la temperatura con la altura, y la disminución de la humedad relativa. Si está cerca del suelo es probable que la inversión sea modificada por precipitaciones y efectos de la superficie ( mezcla por turbulencia, convección o radiación). En estos casos es difícil distinguirla de las inversiones de turbulencia y de las frontales.

Estas inversiones suelen cubrir grandes áreas; a veces casi todo el anticiclón. También hay otras muy reducidas, en determinados lugares donde la conformación orográfica favorece los movimiento del aire necesarios para producirlas.  También influyen en dichas inversiones los fenómenos de radiación. Así, por ejemplo, en verano en los continentes y durante el día, casi nunca suelen formarse estas inversiones, porque la gran insolación, propia de los anticiclones en esta época, caldea el aire por debajo y las destruye. En cambio, en las noches de invierno, la radiación acentúa en ellas, tanto el aumento de la temperatura con la altura, como la disminución de humedad; pues, a causa de los movimientos convectivos, la base inferior de la inversión se carga durante el día de corpúsculos y de humedad, y de noche se encuentra en condiciones de irradiar calor como un suelo, con el consiguiente descenso de la temperatura y aumento de la humedad relativa, y así crece su contraste con la base superior, libre de tales influjos. 

Ø      Inversión de turbulencia:  El movimiento del aire sobre una superficie irregular causa turbulencia y mezcla vertical. Esta mezcla induce al gradiente a cambiar hacia la adiabática seca (o a la saturada si hay saturación). La turbulencia obliga a descender el aire de capas altas y a ascender el de otras más bajas. Si la atmósfera es estable térmicamente, el aire de arriba tiene mayor temperatura potencial que el de abajo. Así, el aire obligado a ascender, se enfría hasta una temperatura menor que la del aire ambiente, mientras que el obligado a descender se calienta hasta una temperatura superior a la del que queda a su alrededor en el nuevo nivel, pudiendo resultar una curva de estado con inversión de temperatura; pero el aire descendente se deseca mientras que el ascendente aumenta algo su humedad relativa, por lo que las curvas de estado y de humedad se separan en la capa de inversión, quedando una curva muy parecida a la de subsidencia (fig. 5). Si la capa debajo de la inversión está bien mezclada por turbulencia, su curva de estado sigue la adiabática y la curva de humedades la equisaturada ( igual proporción de mezcla). 

El espesor de la capa que se mezclará (y por lo tanto la altura de la inversión) depende del viento, de la orografía y del gradiente original. Si el gradiente inicial es poco estable pueden darse mezclas turbulentas que pueden extenderse a grandes alturas sin que se forme una marcada inversión. La formación de nubes, la convergencia o una adicional convección por calentamiento de la superficie tiende a aumentar el espesor de la capa mezclada, la divergencia o el enfriamiento por irradiación tiende a disminuirlo. También influyen los procesos atmosféricos: una masa cálida sobre terreno frío hace que la temperatura media de la capa mezclada decrezca gradualmente y la inversión se intensifica y baja más. Cuando es el aire frío el que se mueve sobre una superficie cálida, la temperatura de la capa mezclada aumenta debilitándose la inversión y ascendiendo, y  hasta puede llegar a desaparecer. 

Ø      Inversión frontal: Una superficie frontal separa dos masas de aire diferentes. Si el frente tiene una discontinuidad bien marcada, en la curva de estado se apreciará una clara inversión que separará el gradiente típico de las masas de aire fría y cálida. También mostrará un aumento de la humedad del aire al atravesar la zona frontal, pues en ella la condensación que tiene lugar ( por enfriamiento adiabático del aire que asciende) origina nubes y lluvias permaneciendo el aire casi saturado. 

Se identifican muy bien por el cambio del viento con la altura: “A través de un frente frío, los vientos en altura giran ciclónicamente; y en un frente cálido su giro es anticiclónico “.

 

 

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