La Temperatura Atmosférica en la Aviación

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La latitud y época del año.

La Tierra efectúa un movimiento alrededor del eje que se define entre sus polos, llamado este movimiento, rotación.

Dicho eje no es totalmente perpendicular al plano de la eclíptica, o plano definido por la trayectoria de la Tierra alrededor del Sol, sino que tiene una inclinación de 23° 27’ 46’’, pero si es por definición, perpendicular al plano del ecuador.

Esta inclinación será la que, en consecuencia, determinará las zonas climáticas que más adelante definiremos.
Dicho movimiento de rotación y la no perpendicularidad del eje de la Tierra con el plano de la eclíptica, constituyen la causa principal de la variación del calor recibido, dando lugar a las estaciones del año.

 

EJE-ROTACIONde-la-tierra

 

El ángulo de incidencia de los rayos solares es función de la latitud, de la estación del año y de la hora, pero como la duración del día varia con la latitud y estación, todo depende de estos dos factores para considerar el reparto de calor durante el día en una zona determinada.

En el ecuador la energía recibida es prácticamente constante, puesto que la duración de los días y de las noches es casi igual durante todo el año.

En los polos, sin embargo, la variación es muy amplia debido a que en invierno, el Sol está por debajo del horizonte y en verano está siempre por encima. Por esta razón, los días en los polos duran aproximadamente seis meses al igual que las noches.
Debido a que el Hemisferio Norte recibe algo más de radiación diaria que el Hemisferio Sur por la naturaleza de la órbita terrestre alrededor del Sol, en sus respectivos veranos, se saca la conclusión de que existe una ligera asimetría térmica entre estos dos hemisferios.

La temperatura está estrechamente relacionada con la latitud, como se puede deducir, disminuyendo desde el ecuador a medida que nos desplazamos hacia los polos, y dividiéndose la superficie de la Tierra en las siguientes regiones o zonas climáticas:

 

zonas-climaticas-de-la-tierra

  • a) Zona tórrida: Comprende entre los paralelos 23º27’ N y 23°27’ S, constituyendo los Trópicos de Cáncer y de Capricornio respectivamente.
  • b) Zonas templadas: Comprendidas entre los paralelos 23°27’ y 66°33’ en ambos hemisferios. El paralelo 66°33’N es el Círculo Polar Ártico y el paralelo 66°33’S es el Círculo Polar Antártico.
  • c) Zonas glaciales o frías: Situadas entre el paralelo 66° 33’ y los polos en ambos hemisferios. Entre el paralelo 66º33’N (Trópico de Cáncer) y el Polo Norte se define el Casquete Polar Ártico, mientras que entre el paralelo 66º33’S (Trópico de Capricornio) y el Polo Sur se define el Casquete Polar Antártico.

La temperatura y el suelo

El 85% del calor del aire proviene del suelo, mientras que el restante 15% proviene directamente del calentamiento sufrido por los rayos solares.

Entre el suelo y el aire existe un mecanismo de intercambio de energía, y los diferente tipos de suelo (seco, húmedo, color claro, color oscuro, etc.), juegan un papel muy importante en la oscilación diurna de la temperatura.

La humedad del suelo es determinante para la averiguación a simple vista por parte del piloto, de las zonas donde se encontrará mayor cantidad de calor, lo cual le facilitará la predicción en cuanto a posibles turbulencias en las operaciones de aterrizaje y despegue.

 

transferencia-temperatura atmosfera tierra

En ciertas condiciones, las diferencias de temperatura en una pista respecto de la zona inmediatamente próxima, puede ser lo suficientemente significativa en verano como para afectar a dichas operaciones.

Se puede decir que aquellas superficies donde se observe la ausencia de agua o de zonas húmedas, la capacidad que tienen de recibir calor y en consecuencia, la temperatura alcanzada, serán mayores. De hecho, los pilotos de vuelo a vela siempre se hallan buscando las zonas más secas y calurosas, puesto que ahí será donde se encuentren las térmicas más potentes.

La nieve influye notablemente sobre la variación diurna de la temperatura, puesto que es muy mala conductora del calor. Sin embargo, si fuese muy buena conductora del calor, la variación también se vería seriamente afectada.
Por el día refleja la mayor parte de la radiación solar, por lo que el suelo no puede recibir apenas calor. También es con nieve, cuando la temperatura de la superficie desciende todavía más por la noche que cuando no la hay.

En cuanto a la vegetación, durante el día la temperatura del aire junto al suelo es más baja que a la altura de la copa de los árboles, ya que éstos actúan como pantalla de la radiación solar.

En cambio, por la noche impide el excesivo enfriamiento del suelo cuando entra en acción la radiación terrestre o irradiación.

En noches despejadas la temperatura desciende más que en las noches cubiertas de nubes, puesto que la irradiación terrestre no tiene nada con qué rebotar y todo el calor desprendido se pierde en el espacio. De aquí viene el efecto invernadero, cuando el cielo está cubierto de nubes y parte del calor vuelve al suelo.

La temperatura y el mar.

Debido a la diferencia de calor específico entre el agua y la tierra, durante el verano los continentes están más calientes que los océanos, sucediendo lo contrario en invierno.

El calor específico se define como la cantidad de calor necesario que se ha de aplicar a un kilogramo de un cuerpo, para elevar un grado centígrado su temperatura.

Puesto que el calor específico de la tierra es menor que el del agua, en verano, donde la cantidad de calor generada por la radiación, habíamos quedado que era mayor que en invierno, los continentes estarán más calientes.

Las tierras cercanas a los océanos participan en la acción suavizadora de la temperatura que ejercen ambos.

Como el agua no está en continuo movimiento, produce una constante acción de mezcla que tiende a reducir las oscilaciones de temperatura.

Hay que añadir, que la evaporación del agua produce un enfriamiento y que las corrientes oceánicas, advectivamente, transportan calor y energía de unas regiones del mar a otras, produciendo el mismo efecto suavizador.

El calor provocado por la radiación solar y debido a la diferencia de densidad entre la tierra y el mar, que además, en éste último penetra a unos treinta metros de profundidad, mientras que en la tierra se queda en la superficie terrestre, da lugar a una fuerte variación de temperatura entre la tierra y el mar.

 

La temperatura y la latitud.

Es sabido por todos que la temperatura disminuye desde el ecuador hacia los polos.

Esta disminución no se realiza proporcionalmente a una distancia dada desde el ecuador, sino que varia teniendo en cuenta la distribución de tierras y mares, corrientes oceánicas y circulación de los vientos.

En este último caso, la transferencia de calor se realiza por convección. Las temperaturas del agua y del aire al nivel del mar son casi iguales, originando esta pequeña diferencia de temperatura entre el agua y el aire, los huracanes tropicales.

La orografía del terreno interfiere notablemente sobre la variación anual de temperatura, debido a la orientación de las cadenas montañosas sobre todo.

También modifican la variación anual de temperatura los vientos locales y periódicos, tales como las brisas o vientos alisios y monzones, transportando calor de forma regular.

En las regiones polares no existe una variación importante de temperatura, puesto que el calor del verano no calienta el suelo existente, sino que se emplea para fundir el hielo formado en invierno.

Además, hay que tener en cuenta que la nieve es muy mala conductora del calor, por lo que el suelo es difícil que se caliente.

 

Oscilación diurna de la temperatura

De la misma manera que habíamos visto en el punto primero de éste capítulo, la incidencia de los rayos solares ejerce una gran influencia en el calentamiento del suelo.

Esta incidencia, como se ha podido comprobar, depende de la latitud y de la época del año, pero también de la hora en la que nos encontremos a lo largo del día.

Poco después del crepúsculo vespertino, cuando apenas ha salido el Sol, la incidencia de los rayos solares es muy pequeña, por lo que el calentamiento es también, muy pequeño.

Mientras el día avanza, el Sol va alcanzando su zenit respecto de la tierra (posición más perpendicular a la superficie de ésta), por lo que la incidencia de los rayos solares es mayor y la temperatura asciende. Es ahí cuando el transporte de calor por unidad de tiempo hacia la Tierra es máximo y donde se debería registrar el máximo de temperatura, pero no es así.

Se define, entonces, una inercia térmica ocasionada por la naturaleza de los cuerpos de no calentarse instantáneamente al recibir una fuente de calor. Debido a esta inercia térmica, el máximo de temperatura se alcanza, generalmente, hacia las dos de la tarde o poco más.

De la misma forma, el mínimo de temperatura se obtiene poco después de la salida del Sol, puesto que dicha inercia térmica no está referida solamente al calentamiento de los cuerpos, sino también, al enfriamiento de los mismos.
Efectos diurnos de la temperatura.

La temperatura de un cuerpo es una variable que aumenta o disminuye cuando dicho cuerpo absorbe o pierde calor. La temperatura de un sistema es una propiedad que determina si éste se encuentra o no en equilibrio térmico con otros inmediatos.

El aire deja pasar muy bien la radiación solar directa, o sea, apenas se caldea cuando está dispuesto al Sol simplemente.
En cambio se caldea si recibe la radiación en onda larga emitida por el suelo terrestre expuesto a la radiación del Sol, llamada irradiación o radiación terrestre.

Por ejemplo a 30.000 pies, viene a ser la misma durante el día que por la noche, pero en las capas más cercanas al suelo puede variar bastante en el transcurso del día.

El aire es un malísimo conductor del calor y es normal que varios cuerpos al aire libre tengan temperaturas diferentes durante períodos de tiempo diferentes.

Un banco de madera, otro de piedra y otro de hierro en un día soleado tienen temperaturas distintas. Esto quiere decir que hay muchas dificultades a la hora de medir la temperatura del aire, ya que puede que midamos la temperatura del elemento sensible del termómetro y no la del aire circundante.

De lo anteriormente dicho, se deduce que el efecto de la topografía que produce sobre la media anual de temperatura es considerable, ya que no se puede intentar equiparar la temperatura media en la zona de Levante por ejemplo, en zona montañosa, el suelo es seco, o en la zona del litoral donde hay gran cantidad de humedad.

Lo mismo ocurre con la temperatura que la dependencia de Meteorología proporciona de un aeropuerto.

Desde luego, si la temperatura del aeropuerto de Valencia es de 24ºC por ejemplo, no significa que la temperatura de la capital sea la misma.

A parte de que la temperatura proporcionada a los pilotos tiene carácter obviamente técnico, el suelo formado por las pistas de un aeropuerto nunca coincide con la temperatura ambiente, debido a la gran cantidad de calor que almacenan éstas.

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