Los Frentes

Los frentes son zonas de contacto entre dos masas de aire con un gran contraste térmico, es decir, con diferente temperatura y humedad. Estas dos masas se comportan como sistemas aislados, no se mezclan, sino que chocan. En la zona de contacto entre ellas, en el frente, se libera la energía que origina la diferencia de temperaturas en forma de lluvias o vientos.

• Frente cálido: La masa de aire cálido asciende por encima de una fría. Genera nubes de desarrollo horizontal: Nimbostratos, Altostratos y Cirros en orden ascendente formando estratos. Provocan lluvias, lloviznas o nevadas y la temperatura aumenta. La visibilidad es regular o mala.
• Frente frío: Una masa de aire frío, más rápida y densa, se introduce como una cuña bajo la cálida y la obliga a ascender. Se forma una borrasca o depresión; hay chubascos y/o tormentas. Durante el ascenso, el aire cálido y húmedo se condensa, formando nubes de desarrollo vertical (Cumulonimbos). La visibilidad es buena y la temperatura disminuye.
• Frente ocluido o cerrado: Superposición de un frente frío y uno cálido. Generalmente, el frente cálido acaba perdiendo el contacto con el suelo y deja al otro en contacto con la superficie. Genera nubes estratiformes y después cumuliformes, que provocarán precipitaciones de ambos tipos. La visibilidad es buena o regular y la temperatura varía lentamente.

Gradientes Adiabáticos y Curvas de Estado

Un proceso adiabático es aquel en el cual el fluido de un sistema no intercambia calor con el exterior. La variación de temperatura que experimenta una masa de aire en movimiento vertical y sin que se produzca intercambio de temperatura se denomina gradiente adiabático, que se representa mediante curvas de estado siguiendo el modelo de Stüve. En este modelo se representan: isóbaras, isotermas, adiabáticas secas, adiabáticas saturadas y curvas de mezcla saturada. El diagrama se obtiene por radiosondeos y sirve para determinar la energía de la atmósfera y su estabilidad. Podemos representar la curva de estado (variación temperatura-presión) entre otras. En términos atmosféricos, este fluido es el aire, que de por sí es mal conductor del calor. Así pues, una masa de aire ascendente o descendente se considera un sistema adiabático aislado al no producirse intercambio de calor con el aire circundante.

Existen dos tipos de gradientes:

• Gradiente adiabático seco (GAS): Cuando una masa de aire con agua en forma de vapor asciende, su volumen aumenta al disminuir la presión. De esta manera, la temperatura de la masa también disminuye, y lo hace a razón de 1ºC por cada 100 m de ascenso. Y al revés, si la masa de aire descende, esta se contrae y aumenta de temperatura.
• Gradiente adiabático húmedo (GAH): Si la masa de aire seco llega a unas condiciones de temperatura que coinciden con el punto de rocío, el agua en forma de vapor comienza a condensarse y a formarse la nube. Durante este proceso se libera el calor latente que el vapor había acumulado en la evaporación. De esta manera, el gradiente adiabático disminuye.

En masas de aire en movimiento ascendente, la temperatura disminuye. A mayor altura, menor temperatura. El extremo opuesto, máxima transferencia de calor, causante de una temperatura constante, se denomina proceso isotérmico. El calentamiento y enfriamiento adiabático normalmente se producen debido al cambio en la presión de un gas. Las curvas de estado se comparan con las adiabáticas y, a partir de estas, podemos determinar si hay condiciones de estabilidad o inestabilidad en el aire.

• Condiciones de Estabilidad: Cuando la curva de estado de la atmósfera tiene un gradiente de temperatura menor a la adiabática seca, tal burbuja de aire se mantendrá estable en su posición. No hay movimientos verticales. Si una burbuja de aire se desplaza de su punto de equilibrio, tiende a recuperarlo.
• Condiciones de Inestabilidad: Cuando el gradiente de temperaturas de la curva de estado es mayor al pendiente de la adiabática seca, la burbuja de aire subirá o bajará en la atmósfera. Hay movimientos verticales. La burbuja se puede desplazar de su nivel de equilibrio por cualquier causa. Cuando la atmósfera se encuentra inestable, el vapor de agua juega un papel importante, ya que este puede provocar que los movimientos verticales se aceleren. En el caso de una atmósfera estable, el aire del interior se enfría antes que el aire del exterior; en cambio, en una atmósfera inestable, primero se enfría el aire exterior y después el interior.

Precipitaciones y Regímenes Pluviométricos

Precipitación: Cualquier agua meteórica recogida sobre la superficie terrestre, en forma de lluvia, nieve o granizo. Se mide en mm. Existen diferentes tipos:

• Ciclónicas: Suponen la mayor parte del volumen de precipitación y están provocadas por frentes asociados a una borrasca o ciclón.
• Convección: Producidas por el ascenso de bolsas de aire caliente.
• Orográficas: Masas de aire obligadas a ascender al encontrar una barrera montañosa.

Estudiar las precipitaciones es muy importante, ya que son la principal entrada de agua a una cuenca, por lo tanto, nos sirve para cuantificar los recursos hídricos. El volumen de precipitación se mide con los pluviómetros. Es importante que estén alejados de árboles o construcciones elevadas, por lo menos más del doble de la altura de dicho obstáculo. Para registrar la evolución de la precipitación con el tiempo se utiliza un pluviógrafo, que funciona de manera similar a un pluviómetro. Para calcular el espesor caído se utiliza un nivómetro. Con estos datos se puede realizar un pluviograma, que refleja la precipitación acumulada en función del tiempo. En cambio, un hietograma se utiliza para expresar la precipitación caída (mm) o la intensidad de precipitación (mm/hora) en función del tiempo. Las curvas Intensidad-Duración expresan la máxima intensidad de precipitación registrada en diversos intervalos de tiempo. Estas curvas suelen hacer referencia a precipitaciones teóricas que se producirían en ese lugar con un determinado periodo de retorno. Un mapa de isoyetas es un documento básico dentro del estudio hidrológico de una cuenca. Por una parte, nos permite cuantificar el valor medio y, por otra parte, representa gráficamente la distribución espacial de la precipitación para el periodo considerado.

Masas de Aire y Frentes Meteorológicos

Masa de aire: Una masa de aire es un volumen de aire de gran extensión horizontal, de propiedades uniformes. Los caracteres de las masas dependen del contacto con las superficies oceánicas o continentales y de las condiciones superficiales de estas. Estos factores influyentes de las masas se llaman regiones fuente.

Los frentes meteorológicos: El choque entre dos masas produce una actividad muy dinámica de tormentas eléctricas, ráfagas de viento y fuertes aguaceros. Esta línea de choque se llama frente. Los frentes meteorológicos son la línea que separa las masas de aire con diferentes características de densidad, temperatura o humedad. Estos frentes viajan de oeste a este debido al movimiento de la Tierra en su eje y pueden ser afectados por formaciones geográficas como montañas y grandes volúmenes de agua.

• Frentes fríos: El frente frío es una franja de mal tiempo que ocurre cuando una masa de aire frío se acerca a una masa de aire caliente. El aire frío, siendo más denso, genera una «cuña» y se mete por debajo del aire cálido y menos denso. Los frentes fríos se mueven rápidamente, son fuertes y pueden causar perturbaciones atmosféricas tales como tormentas, chubascos, tornados, vientos fuertes y cortas tempestades de nieve antes del paso del frente frío, acompañadas de condiciones secas a medida que el frente avanza.
• Frente cálido: Es la parte frontal de una masa de aire tibio que avanza para reemplazar una masa de aire frío que retrocede. Provoca aumentos de temperatura, humedad y presión, y su inicio puede dejar precipitaciones.
• Frente ocluido: Se forma donde un frente cálido móvil más lento es seguido por un frente frío con desplazamiento más rápido. El frente frío, ya con forma de cuña, atrapa al frente cálido y lo empuja hacia arriba. Los dos frentes continúan moviéndose uno tras otro, y la línea entre ellos es el frente ocluido. Los frentes ocluidos se forman generalmente alrededor de áreas de baja presión y cuando esta está debilitándose.
• Frente estacionario: Un frente estacionario es un límite entre dos masas de aire, de las cuales ninguna es lo suficientemente fuerte para sustituir a la otra. Este frente porta nubes y precipitación prolongada. Después de varios días, se disipa o se convierte en un frente frío o caliente.