Tipos de Inversiones Térmicas y Fenómenos Atmosféricos: Efectos y Clasificación

Inversión por Radiación

La inversión por radiación es el tipo más común de inversión superficial. Se produce con el enfriamiento acelerado de la superficie terrestre. A medida que la Tierra se enfría, la capa de aire cercana a la superficie también lo hace. Si este aire se enfría a una temperatura menor que la del aire de la capa superior, se vuelve muy estable y la capa de aire cálido impide cualquier movimiento vertical. Las inversiones por radiación generalmente se producen desde las últimas horas de la tarde hasta las primeras de la mañana, con el cielo despejado y vientos calmados, cuando el efecto de enfriamiento es mayor.

Las mismas condiciones que conducen a las inversiones nocturnas por radiación, determinan la inestabilidad durante el día. Los ciclos de inestabilidad a lo largo del día e inversiones durante la noche son relativamente comunes. Por consiguiente, los efectos de las inversiones por radiación generalmente son de corta duración.

Inversión por Subsidencia

La inversión por subsidencia generalmente está asociada con los anticiclones (sistemas de alta presión). El aire de un anticiclón desciende y fluye hacia afuera con una rotación que sigue la dirección de las agujas del reloj. A medida que el aire desciende, la mayor presión existente en altitudes menores lo comprime y calienta en el gradiente vertical adiabático seco. Por lo general, este calentamiento se produce en un gradiente más acelerado que el gradiente vertical ambiental.

Durante el día, la capa de inversión resultante de este proceso con frecuencia se eleva a cientos de metros sobre la superficie. Durante la noche, la base de una inversión por subsidencia generalmente desciende, quizás hasta llegar al suelo, debido al enfriamiento del aire superficial. En efecto, los días despejados y sin nubes característicos de los anticiclones propician las inversiones por radiación, de modo que se puede producir una inversión superficial durante la noche y una elevada durante el día. Si bien la capa de mezcla que se encuentra debajo de la inversión puede variar diariamente, nunca será muy profunda. Las inversiones por subsidencia tienen una duración relativamente larga.

Clasificación y Definición de Nubes

Cirroestratos (Cs): Velo nuboso transparente y blanquecino, de aspecto fibroso (parecido a cabellos) o liso, que cubre total o parcialmente el cielo y que produce generalmente halos.
Cirros (Ci): Nubes separadas, en forma de filamentos blancos y delicados, de bancos o de franjas estrechas, blancas del todo o en su mayor parte. Tienen aspecto fibroso, sedoso o ambos a la vez.
Cirrocúmulos (Cc): Banco, capa delgada o sábana de nubes blancas, sin sombras, compuestas por elementos muy pequeños en forma de granos, ondulaciones, etc., unidos o separados y distribuidos con mayor o menor regularidad. La mayoría de los elementos tienen una anchura aparente inferior a un grado.
Altoestratos (As): Manto o capa nubosa grisácea o azulada de aspecto estriado, fibroso o uniforme que cubre por entero o parcialmente el cielo y que presenta partes suficientemente delgadas para dejar ver el sol al menos vagamente, sin dar lugar a fenómenos de halo.
Altocúmulos (Ac): Banco, manto o capa de nubes blancas o grises, o a la vez blancas y grises, que tienen generalmente sombras propias, compuestas de losetas, guijarros, rodillos, etc. de aspecto a veces parcialmente fibroso o difuso, unidos o no. La mayor parte de sus pequeños elementos están dispuestos con regularidad, en general con un diámetro aparente de entre uno y cinco grados.
Nimboestratos (Ns): Capa nubosa gris, a menudo sombría, cuyo aspecto resulta velado por las precipitaciones más o menos continuas de lluvia o de nieve. El espesor de esta capa es suficiente para ocultar el sol. A veces se acompañan de nubes bajas desgarradas de la capa principal que permanecen unidas o no a aquella.
Cumulonimbos (Cb): Nube densa y potente, de dimensión vertical considerable en forma de montaña o de enormes torres. Una parte al menos de su región superior es lisa, fibrosa o estriada y casi siempre extendida. Esta parte a menudo tiene forma de yunque o de amplio penacho.
Cúmulos (Cu): Nubes separadas generalmente densas y de contorno bien recortado que se desarrollan verticalmente en forma de protuberancias, cúpulas, torres, etc., y cuya cima a menudo se parece a una coliflor. Las partes de estas nubes iluminadas por el sol son blanco brillante mientras que su base es sensiblemente horizontal y relativamente oscura.
Estratocúmulos (Sc): Banco, manto o capa de nubes grises o blanquecinas, o a la vez grises y blanquecinas, que tienen casi siempre partes oscuras, compuestas de losas, guijarros, rodillos, etc. de aspecto no fibroso, unidos o no. La mayor parte de sus elementos están dispuestos con regularidad y tienen un diámetro aparente de al menos 5º.
Estratos (St): Capa nubosa grisácea de base bastante uniforme. En caso de dar lugar a precipitaciones son en forma de llovizna. Salvo a muy bajas temperaturas, no da lugar a fenómenos de halo.

Frentes y Fenómenos Asociados

Frente Cálido

Un frente cálido se genera cuando una masa de aire tropical empuja, en su movimiento de traslación, a otra masa de aire polar que tiende a retirarse. Como el aire frío tiene una densidad mayor, el efecto que produce el choque entre las dos masas de aire es el de una cuña de aire frío por cuyo plano inclinado asciende el aire cálido. Por lo general, este aire cálido suele ser también húmedo, de manera que, cuando asciende por la rampa, se enfría adiabáticamente hasta que se producen fenómenos de condensación y precipitación.

Frente Frío

En un frente frío, es la masa fría la que se mueve empujando a una masa de aire cálido que, como tiene menos densidad, es desplazado hacia arriba con violencia.

Frente Polar

El frente polar es una región de transición baroclínica que rodea a la Tierra y que se eleva hasta la cima de la troposfera.

Otros Tipos de Inversiones

Inversión Frontal

Esta inversión está relacionada tanto con los frentes fríos como con los cálidos (entrampamiento frontal). En el avance de cada frente, el aire cálido desplaza al frío, de modo que se produce una circulación vertical mínima en la capa de aire frío más cercana a la superficie. La fuerza de la inversión depende de la diferencia de temperatura entre las dos masas de aire. Cuando los frentes se vuelven estacionarios, las condiciones de inversión pueden prolongarse.

Inversiones por Advección

Las inversiones por advección están relacionadas con el flujo horizontal del aire cálido. Cuando este se mueve sobre una superficie fría, los procesos de conducción y convección enfrían el aire más cercano a la superficie y conducen a una inversión basada en la superficie. Este tipo de inversión es más común durante el invierno, cuando el aire cálido pasa sobre una superficie cubierta de nieve o extremadamente fría.

Representación del Campo de Temperaturas

Superficies Isotermas

El campo de temperaturas de la atmósfera, considerada en sus tres dimensiones, se representa por medio de superficies isotermas, que son aquellas superficies del espacio cuyos puntos tienen idéntica temperatura en un instante dado. En una atmósfera estable, homogénea y en reposo total, estas superficies serían concéntricas a la Tierra. Sin embargo, las superficies isotermas reales son irregulares debido a la radiación del sol, la desigual repartición de los continentes, el contenido de humedad y otros factores.

Líneas Isotermas

Son las líneas que unen los puntos en los que en un momento dado se registra la misma temperatura.

Ecuador Térmico

Es la línea que resulta de unir los puntos de la tierra que alcanzan un máximo de temperatura media anual para cada meridiano. Esta línea no es una isoterma. Debido a que las temperaturas locales son sensibles al relieve orográfico, al tipo de superficie y de las corrientes oceánicas, no es posible establecer una línea fija del ecuador térmico.

Efecto Foehn

Cuando el aire se eleva sobre las montañas, se enfría y se satura con vapor de agua. Se produce la condensación y el vapor de agua se hace líquido. Permanece en forma de nubes o lluvia mientras que el aire sigue ascendiendo. Cuando la masa de aire desciende por el otro lado de la montaña, el ambiente está más seco y cálido. Esta diferencia de temperatura se conoce como el efecto Foehn.

Mecanismos de Formación de Nubes

Cuando dos masas de aire distintas (una tropical y otra polar) se enfrentan, pueden darse dos situaciones: un frente cálido (la masa cálida avanza) o un frente frío (la masa fría avanza). Las montañas también obligan al aire a ascender. La frontera entre el aire caliente y el frío es un «frente». A medida que la masa caliente asciende, se enfría y pueden formarse las nubes.

Movimiento Horizontal y Formación de Niebla

El viento puede conducir aire cálido y húmedo a una región. Si ese aire fluye sobre una superficie más fría, se enfría, la humedad se condensa y forma niebla. Este mecanismo es frecuente en la costa de los continentes.