Descargar - Club de Planeadores de Vitacura

Descargar - Club de Planeadores de Vitacura

Pronóstico meteorológico para vuelo a vela.
Rodrigo Velasco – email [email protected]
Meteorólogo
Dirección Meteorológica de Chile
Web: http://metaer.meteochile.cl
Fono: 436-4543
Junio.2011
Temario





OBJETIVOS
NUEVOS MEDIOS DISPONIBLES EN WEB DMC
PRONÓSTICO DE VUELO AVELA
DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS
TEORÍA, DEFINICIONES Y EJEMPLOS
Objetivos


Presentar desarrollo actual de los servicios meteorológicos
orientados al vuelo a vela en la Dirección Meteorológica de
Chile.
Disipar algunas dudas acerca de la teoría involucrada en
dichos pronósticos.
Información disponible en web aeronáutica de
la DMC
Sitio web en http://metaer.meteochile.cl
Complementado con pronóstico especial para vuelo a vela,
después de 4 años de colaboración con el Club de
Planeadores de Vitacura.
URL: http://metaer.meteochile.cl
Pronóstico diario emitido por el Centro Meteorológico AMB
Información disponible en web general de la
DMC
Sitio web en http://www.meteochile.cl
Productos de avances recientes en modelamiento numérico de
la atmósfera.
Nuevo modelo de 4 km de resolución para Chile Central.
Viento en superficie
Áreas de precipitación
Ejemplos de nuevos productos de uso interno
Nuevos cortes verticales y despliegues gráficos de variables
atmosféricas con resolución de 4 km, derivados del modelo
MM5 de la DMC.
Exactitud probada en vuelos de verano.2011.

Corte vertical de viento Viña del Mar/Portillo.

Cartas de Viento/Temp/Precipitación a diferentes niveles.
Corte vertical Viña del Mar/Portillo (no disponible en web)
(No disponible en web)
Diagramas termodinámicos
Diagramas termodinámicos:
Existen diferentes tipos de diagramas termodinámicos.
Un diagrama termodinámico completo debe contener cinco líneas o curvas:





Isobaras (líneas de presión constante)
Isotermas (líneas de temperatura constante)
Adiabáticas secas
Adiabáticas húmedas o saturadas
Líneas de relación de mezcla de saturación constantes
Muestran la relación entre cinco propiedades atmosféricas:





Presión (Hpa)
Temperatura (ºC)
Temperatura potencial (K)
Temperatura potencial equivalente (K)
Relación de mezcla de saturación (g/Kg)
Permiten determinar y cuantificar:









La estabilidad atmosférica
Capas de nubes
Altura de la tropopausa
Temperatura del tope de las nubes
Zonas frontales
Cortante vertical de viento
Ubicación de inversiones térmicas
Tipos de precipitación
Altura del (los) nivel(es) de engelamiento (ISO 0°C)
Propiedades de los diagramas termodinámicos:
Area proporcional a la energía (área equivalente)

Coordenada vertical proporcional a la altura

Adiabáticas secas forman ángulos cercanos al recto con las isotermas.

Adiabáticas saturadas forman un ángulo mayor que las adiabáticas secas en la baja
atmósfera.

Fuente: http://www.tutiempo.net/silvia_larocca/Temas/Diagramas_termo.htm
Skew-T Log-P
•
•
•
•
Diagrama
Observaciones de Aire Superior
Detalles del Diagrama Skew-T Log-P
Características del tiempo atmosférico en el
Skew-T Log-P
• Parámetros útiles
Observaciones de Aire Superior
• Mediciones de Radiosonda
– Temperatura
– Humedad Relativa
– Dirección y Velocidad del Viento
– Presión
– Altura
Observaciones de Aire Superior
• Datos del Radiosonda se
Grafican en Cartas
– Análisis Manual
• Ploteo a mano
• Análisis Gráfico por
computadora
Diagrama Skew T Log p
• Datos pueden graficarse en
diagramas termodinámicos
– TTAAs, TTBBs & PPBBs
Skew-T Log-P
• Coordenadas
– Presión Disminuye
Logaritmicamente
– Temperatura inclinada en
ángulo de 45o
• Fácil identificar capas estables
Presión
200
Presión (hPa)
300
400
500
600
700
800
900
1000
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Temperatura (oC)
Adiabáticas Secas
• Razón de Cambio Adiabático seco de la Tº con la altura
(Dry Adiabatic Lapse Rate)
dT
o
−1
Γ d = = −9 . 8 C km
dz
• Temperatura Potencial Constante
1000
θ= T
P
. 286
( )
117
107
97
0
87
400
77
700
800
900
1000
67
57
-23
-13
-3
7
17
Temperatura (oC)
27
37
47
40
600
30
500
20
10
Presión (hPa)
300
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
200
-5
0
-6
0
Adiabáticas Secas
Pseudoadiabáticas
• Razón de Cambio (lapse rate)
Adiabático saturado de la Tº
con la altura
• Para procesos saturados
-1
0
-2
0
-3
0
-5
0
-6
0
200
-4
0
Pseudoadiabáticas
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
2
5
9
Temperatura (oC)
14 17 22 25 30
Pseudoadiabáticas
• Temperatura Potencial Equivalente (θe)
– La temperatura potencial equivalente es la temperatura que
una parcela de aire húmeda tendría si fuera elevada hasta una
altura en la que todo el vapor de agua se condensara y
abandonara la parcela y fuera entonces adiabáticamente
comprimida hasta la presión de 1000 mb.
Pseudoadiabáticas
• Temperatura Potencial Equivalente (θe)
– Es una medida de la energía total de una parcela de aire.
– Conservativa (o constante) para procesos adiabáticos
saturados.
Pseudoadiabáticas
• Pseudoadiabáticas son líneas de Temperatura Potencial
Equivalente (θe) constante.
-1
0
-2
0
-3
0
-5
0
-6
0
200
-4
0
Pseudoadiabáticas
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
2
5
9
14 17 22 25 30
Pseudoadiabáticas
• Paralelas a las adiabáticas secas una vez que el vapor de
agua condensa.
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-6
0
200
-5
0
Pseudoadiabáticas
0
400
20
10
500
30
600
700
800
900
1000
40
Presión (hPa)
300
2
5 9 14 17 22 25 30
Apreciación gráfica de estabilidad/inestabilidad
Razón de Mezcla
• Conservativa (o constante) para
ascenso adiabático seco
w=
mv
mv
md
mv
-1
0
-3
0
-2
0
200
-4
0
-6
0
-5
0
Razón de Mezcla
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
.4
1
2
3
5
8
12 16 20
Temperatura (oC)
Radiosonda
• Mide
– Temperatura
– Presión
– Depresión de Punto de Rocío
– Dirección & Velocidad del
viento
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura Ambiente
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Temperatura (oC)
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Punto de Rocío
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Temperatura (oC)
Inversión de Temperatura
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
• Aumento de temperatura con la altura
0
400
10
Presión (hPa)
dT
>0
dz
300
500
600
700
800
900
1000
Inversión
Temperatura (oC)
– Turbulenta
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
0
300
400
1
Presión (hPa)
– Subsidencia
– Frontal
– Radiación
200
-5
0
• Tipos:
-6
0
Inversión de Temperatura
500
600
700
800
900
1000
Inversión
Temperatura (oC)
Inversiones de Temperatura
Inversión
de
Radiación
Inversiones de Temperatura
Inversión
Frontal
Inversiones de Temperatura
Inversión de
Subsidencia
Nubes
• Diferencia Temperatura –
Punto de Rocío
– Menor que 5oC
Nubes
Nubes
Nivel de Engelamiento (Iso 0ºC)
0o
C
• Altura en la que se registran 0ºC en la atmósfera
Nivel de
Engelamiento
Nivel de Engelamiento
0o
C
• Niveles de Engelamiento Múltiples
Niveles de
Engelamiento
Nivel de Engelamiento
0o
C
• Importante para pronosticar el tipo de precipitación
Nieve
Nivel de Engelamiento
0o
C
• Importante para pronosticar el tipo de precipitación
Lluvia
Engelante o
Agua-nieve
Nivel de Engelamiento
0o
C
• Importante para pronosticar el tipo de precipitación
Lluvia
Tropopausa
• Tope de la Tropósfera
– Menor altura en la que la razón de descenso de la
temperatura con la altura disminuye a 2oC por km o menos
Tropopausa
• Tropósfera
– Temperatura aumenta
con la altura
Presión (hPa)
• Estratósfera
1
40
Altitud (km)
– Temperatura disminuye
con la altura
10
20
Estratósfera
Tropopausa
0
Tropósfera
-100 -80 -60 -40 -20
0 20
Temperatura (°C)
100
100
0
40
60
Tropopausa
Tropopausa
8
12 16 20
-1
0
w @ 700 mb = 2.5 g/kg
-2
0
-3
0
300
0
400
20
10
500
30
600
700
800
900
1000
w
.4
1
2
3
40
Presión (hPa)
-4
0
-5
0
200
-6
0
Razón de Mezcla (w)
5
Temperatura (oC)
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
ws @ 700 mb = 13 g/kg
-1
0
200
-6
0
Razón de Mezcla de Saturación (ws)
0
400
20
10
500
600
700
800
900
1000
ws
.4
1
2
3
5
8
Temperatura (oC)
12 16 20
40
30
Presión (hPa)
300
RH = 2.5/13 x 100 = 19%
0
400
20
10
500
30
600
700
800
900
1000
40
Presión (hPa)
300
-1
0
RH @ 700 mb = w/ws x 100
-2
0
-3
0
-4
0
200
-5
0
-6
0
Humedad Relativa (RH)
.4
1
2
3
5
8
Temperatura (oC)
12 16 20
117
107
97
0
87
400
77
700
800
900
1000
67
57
-23
-13
-3
7
17
Temperatura (oC)
27
37
47
θ
40
600
30
500
20
10
Presión (hPa)
300
-1
0
θ @ 700 mb = 44oC = 317K
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura Potencial (θ)
-2
0
-1
0
Tw @ 700 mb = 1oC
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura de Bulbo Húmedo (Tw)
0
400
20
10
500
600
700
800
900
1000
Tw
Temperatura (oC)
40
30
Presión (hPa)
300
-2
0
-1
0
θ w @ 700 mb = 14oC = 287K
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura Potencial de Bulbo Húmedo
(θ w)
0
400
20
10
500
30
600
700
800
900
1000
40
Presión (hPa)
300
θw
Temperatura (oC)
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
Te @ 700 mb = 20oC = 293K
-1
0
200
-6
0
Temperatura Equivalente (Te)
0
400
20
10
500
600
700
800
900
1000
Te
Temperatura (oC)
40
30
Presión (hPa)
300
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
θ e @ 700 mb = 50oC = 323K
-1
0
200
-6
0
Temperatura Potencial Equivalente (θ e)
0
400
20
10
500
30
600
40
Presión (hPa)
300
700
800
900
1000
θe
Temperatura (oC)
Ascenso Auto-Convectivo
• El aire asciende en contacto
con el suelo caliente
– Usualmente a microescala o
mesoescala
Frío
Caliente
Frío
Ascenso Auto-Convectivo
• Tipo de Nube
– Cúmulo
Ascenso Auto-Convectivo
• Nivel de Condensación Convectivo
[Convective Condensation Level
(CCL)]
– Altura a la que una parcela de aire, si es
calentada lo suficiente desde abajo,
subirá adiabáticamente hasta saturar
CCL
Ascenso Auto-Convectivo
• Nivel de Condensación Convectivo
[Convective Condensation Level
(CCL)]
– Es la altura de la base de la nubosidad
cumuliforme producida por convección
térmica a partir de calentamiento
superficial
CCL
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Nivel de Condensación Convectivo (CCL)
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Razón de
Mezcla
Constante
CCL
Td
Temperatura (oC)
Ascenso Auto-Convectivo
• Temperatura de Convección (Tc)
– Es la temperatura que se debe alcanzar en la
superficie para iniciar la formación de
nubes convectivas por calentamiento solar
CCL
Tc
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Temperatura de Convección (Tc)
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Razón de
Mezcla
Constante
Td
Temperatura (oC)
CCL
Adiabática
Seca
Tc
Ascenso Auto-Convectivo
• Pronóstico
– La temperatura máxima será superior a la
temperatura convectiva?
– Se formarán térmicas; pero no
subirán lo suficiente como para
condensar.
T<Tc
Ascenso Auto-Convectivo
• Pronóstico
– La temperatura máxima será superior a la
temperatura convectiva?
CCL
– Las térmicas subirán lo suficiente
como para condensar.
T>Tc
Ascenso Forzado
• Algunos mecanismos fuerzan el aire a subir
– Usualmente en escala sinóptica
Aire Frío
Orografía
Aire Cálido Aire Frío
Sistema frontal
Ascenso Forzado
• Tipo de nubes
– Depende de la estabilidad
Estable - Estratos
Inestable - Cumulos
Ascenso Forzado
• Nivel de Condensación por Ascenso [Lifting Condensation
Level (LCL)]
– La altura a la que una parcela de aire satura por
ascenso adiabático seco
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Nivel de Condensación por Ascenso (LCL)
0
400
20
10
500
30
Presión (hPa)
300
600
700
800
900
1000
Razón de
Mezcla
Constante
Td
Temperatura (oC)
LCL
Adiabática
T Seca
Ascenso Forzado
• Nivel de Convección Libre [Level of Free Convection
(LFC)]
– La altura a la cual una parcela de aire que sube
por ascenso adiabático seco hasta que satura y
luego por ascenso pseudoadiabático, se vuelve
más cálida (menos densa) que el aire que la
rodea.
Pseudoadiabática
400
500
600
700
800
900
1000
T p > Te
T p < Te
Nivel de
Convección Libre
Razón de
Mezcla
Constante Td
Temperatura (oC)
LCL
Adiabática
T Seca
30
20
10
Presión (hPa)
300
0
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
200
-5
0
-6
0
Nivel de Convección Libre (LFC)
Ascenso Forzado
• Nivel de Equilibrio (EL)
– La altura a la que la temperatura de una parcela
que asciende vuelve a ser igual que la
temperatura del ambiente.
Nivel de
Equilibrio
-2
0
-3
0
T p > Te
500
600
700
800
900
1000
T p < Te
Razón de
Mezcla
Constante Td
Temperatura (oC)
Nivel de
Convección
Libre
LCL
Adiabática
T
Seca
30
20
400
10
0
Presión (hPa)
300
Tp= Te
-1
0
T p < Te
-4
0
200
-5
0
-6
0
Nivel de Equilibrio (EL)
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Areas Positivas & Negativas
-1
0
Nivel de
Equilibrio
0
20
500
30
Nivel de
Convección
Libre
LCL
600
700
800
900
1000
Td
Temperatura (oC)
T
40
400
Area
Positiva
10
Presión (hPa)
300
-2
0
-3
0
-4
0
Nivel de
Equilibrio
-1
0
Area
Negativa
-5
0
200
-6
0
Areas Positivas & Negativas
0
400
20
10
500
Nivel de
Convección
Libre
LCL
600
700
800
900
1000
Area
Negativa
Td
Temperatura (oC)
T
40
30
Presión (hPa)
300
Nivel Máximo de Parcela (MPL)
500
-2
0
-1
0
T p < Te
Td
Temperatura (oC)
T
40
30
Nivel de
Convección
Libre
LCL
600
700
800
900
1000
-3
0
-4
0
T p > Te
20
400
Positiva =
Negativa
10
Presión (hPa)
300
Nivel de
Equilibrio
0
Tp = Te
-5
0
200
Tp < Te
-6
0
Nivel Máximo
de Parcela
Energía Potencial Convectiva
Disponible (CAPE)
• Energía boyante
• El área (sobre el LFC) entre el sondeo ambiental y la
pseudoadiabática
-1
0
-2
0
-3
0
-4
0
-5
0
200
-6
0
Energía Potencial Convectiva Disponible
(CAPE)
CAPE
0
400
500
Nivel de
Convección
Libre
LCL
600
700
800
900
1000
Td
Temperatura (oC)
T
30
20
10
Presión (hPa)
300
Energía Potencial Convectiva
Disponible (CAPE)
• Desarrollo poco probable de Convección Fuerte
– <1000 m2s2
• Tormentas severas
– 2000 m2s2
Fórmulas empleadas en el RAwinsonde OBservation Program
Indice Térmico (Thermal Index): El TI corresponde a la diferencia de temperatura entre elperfil y la adiabática seca desde Tmax para ese
nivel.
TI = 0 determina la máxima altitud (Hyd) que teoricamente puede alcanzar un planeador.
A mayor diferencia mejores posibilidades de térmicas
Se utilizan dos ecuaciones principales:
1.- Mpi: De Mario Piccagli, desarrollada para el Este de Estados Unidos.
ALT (ft agl) = 1580 + [0.57 * Hyd(ft agl)]
LIFT(tpm) = 50.0 + [0.049 * Hyd(ft agl)]
2.- Rpe: De Russell Pearson, desarrolladas para el Sudoeste de Estados Unidos.
ALT(ft agl) = 133.72 + [1.03 * Hyd(ft agl)]
LIFT(fpm) = 41.49 + [0.07 * Hyd(ft agl)]
Limitaciones: No consideran humedad.
Una variante utiliza la base teórica de los cúmulos (CCL):
LIFT(fpm) = -10.0 + [0.078 * CCLht(ft agl)]
Pronóstico diario generado en el Centro Meteorológico AMB
Conclusiones:


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Información expuesta es sólo referencial.
Antes de volar utilice los medios e información oficiales de la
Dirección Meteorológica de Chile.
No ignore el pronóstico para vuelos bajo 15MFT GAMET
Información principal en http://metaer.meteochile.cl y
http://www.meteochile.cl
NO DUDE en consultar al meteorólogo de turno en el Centro
Meteorológico AMB, Centro correspondiente a la FIR Central
de Chile. Fonos: 436 3735 y 436 3224 prestando servicios las
24 horas del día o al Centro Meteorológico correspondiente a
su FIR.
Consultas?