Nieblas matinales en días de altas presiones

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Nieblas matinales en días de altas presiones

Mensajepor Tropelio » Lun Nov 07, 2016 12:41 pm

Hola, buenas noches,

Supongo que os habréis fijado que llevamos bajo la influencia de altas presiones en casi todo el país, con cielos muy despejados. Es nuestro amigo el anticiclón de las Azores que está un poquillo desplazado hacia el este con respecto a su posición habitual y nos afecta de lleno. Esta es la situación a las 12 UTC de hoy:

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Esta mañana cuando salía de casa para el trabajo había un cielo completamente despejado. Pero al comenzar a descender (vivo a 1000 metros sobre el nivel del mar) de pronto me encontré en la carretera con un espeso banco de niebla que me acompañó hasta llegar al trabajo. Sin embargo, a medida que pasaba el tiempo la niebla fue levantando, haciéndose menos espesa, para terminar por desaparecer completamente al cabo de un par de horas aproximadamente. En esta ocasión la niebla abarcaba una zona amplia de terreno. En otras ocasiones el fenómeno es aún mucho más local. En concreto, es frecuente en estos días otoñales o invernales de altas presiones la formación de una capa de niebla localizada justo sobre el pantano que se ve desde la ventana de mi habitación, como muestra esta foto tomada hace dos o tres días justo antes de la salida del Sol, durante el crepúsculo matutino:

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La capa de niebla está justo sobre el agua y tiene un espesor vertical pequeño (la foto está tomada desde unos 200 metros por encima del nivel del agua del pantano). Esa capa de niebla dura poco tiempo tras la salida del Sol, como muestra esta foto tomada como un par de horas después del orto:

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Aún puede observarse una capa de niebla, muy poco densa ya, que terminaría por disiparse completamente muy poco tiempo después.

¿Cuáles son los mecanismos que explican la formación y disipación de este tipo de nieblas en situaciones de altas presiones y cielos despejados?

Pues aunque ambos episodios de nieblas descritos parezcan idénticos, hay diferencias interesantes entre ellos, diferencias que nos ayudarán, además, a entender el proceso de formación de las nieblas. La niebla no es más que una nube que se ha formado a ras del suelo. Y ya sabemos que una nube es una colección de gotitas de agua muy pequeñas (microgotitas) de agua líquida (algunas, como los cirros, microcristales de hielo) suspendidas en el aire. Para que se formen esas gotitas tienen que ocurrir dos cosas: que el aire contenga vapor de agua y que ese vapor de agua alcance su saturación (insisto una vez más, se sature el vapor de agua, que es quien se satura, no el aire. El aire no se satura ni se ha saturado nunca, ese es un error conceptual lamentablemente muy extendido incluso en libros impresos de esta materia). A una presión atmosférica dada el vapor de agua puede alcanzar la saturación esencialmente de dos formas: porque aumenta su presión parcial manteniendo la temperatura constante o porque se enfría manteniendo su presión parcial constante. Naturalmente, son posibles mecanismos de saturación que implican los dos mecanismos básicos simultáneamente.

En el primero de los mecanismos lo que ha de suceder para que aumente la presión parcial del vapor de agua es que el aire adquiera más vapor de agua desde alguna fuente externa, es decir, que aumente el contenido de vapor de agua del aire, lo que se llama la proporción de mezcla (los kilos de vapor de agua dividido por los kilos de aire seco). Esto sucederá si se evapora agua líquida dentro de la masa de aire, agua líquida que puede provenir de un lago o un pantano situado bajo el aire, de agua de precipitación previa, etc. Si la nube a ras de suelo, es decir, la niebla, se ha formado mediante este mecanismo de evaporación de agua hasta que el vapor de agua contenido en el aire se satura entonces tenemos lo que se llama una niebla de evaporación. Ese es el mecanismo que ha dado lugar a la niebla situada justo sobre el pantano de las fotos de arriba. Veamos cómo. Durante la noche despejada la temperatura del suelo disminuye rápidamente, mucho más rápidamente que la del agua (que, recordemos, es una sustancia con una capacidad calorífica muy grande, es decir, se necesita mucha energía ganada o perdida para aumentar o disminuir 1 grado su temperatura). El aire en contacto con el suelo se enfría rápidamente así que el vapor de agua procedente de la evaporación del pantano, incorporado al aire que tiene encima, se satura rápidamente (a pesar de que la evaporación no sea muy intensa) porque la temperatura del aire es muy baja (no olvidemos que la presión parcial de saturación del vapor de agua disminuye muy rápidamente con la temperatura, así que muy poco vapor de agua es suficiente para que la presión parcial alcance el valor de saturación si la temperatura es baja). La niebla se forma entonces allí donde hay aporte de vapor de agua, es decir, sobre el pantano, mientras que en los alrededores no hay niebla porque la proporción de mezcla del aire es muy pequeña, no hay vapor de agua suficiente en el aire como para que su presión parcial pueda alcanzar el valor de saturación incluso aunque la temperatura es baja.

El segundo mecanismo comentado más arriba, es decir, el enfriamiento del aire sin que haya aporte de más vapor de agua, da lugar a lo que se llaman nieblas por enfriamiento. En el caso que nos ocupa, lo que ocurre es que la radiación infrarroja emitida por el planeta durante la noche hace perder al suelo rápidamente temperatura durante las noches despejadas típicas de las situaciones anticiclónicas como la de estos días. La falta de una capa de nubes que haga rebotar esa radiación de vuelta a la superficie hace que la bajada de temperatura durante las noches despejadas de invierno sea mucho mayor que durante las noches nubladas, algo que todos hemos experimentado con seguridad. Así que el aire de las capas más bajas se enfría rápidamente en contacto con el suelo y si contenía ya suficiente vapor de agua, la presión parcial de éste puede alcanzar el valor de saturación al bajar la temperatura con la consiguiente formación de niebla. Ese es el caso de los bancos de niebla que nos encontramos en mañanas anticiclónicas de invierno u otoño, como ha pasado esta mañana. Como el enfriamiento del aire está causado en este caso por la radiación de la superficie del planeta, este tipo de niebla de enfriamiento de llama niebla de radiación.

Hay otro tipo de nieblas por enfriamiento en el que el mecanismo de enfriamiento es diferente. Se trata de las nieblas de advección. En meteorología advección significa desplazamiento horizontal del aire. En este caso lo que ocurre es que una masa de aire más o menos cálida y húmeda se ve desplazada (por el viento) de su sitio para ocupar un lugar sobre una superficie más fría. En contacto con esta superficie más fría el aire se enfría de manera que el vapor de agua que contiene puede alcanzar la saturación con la correspondiente formación de niebla. Este es el caso de las nieblas matinales en invierno en la costa cuando el viento empuja aire cálido y húmedo situado sobre el mar sobre la tierra mucho más fría. En verano ocurre al revés, la niebla costera se forma sobre el mar porque la tierra está bastante más caliente que el mar.

Por supuesto, el proceso se invierte en las primeras horas después de la salida del Sol: el suelo se calienta rápidamente y con él el aire de las capas bajas. Aunque no haya variación de la proporción de mezcla, al aumentar la temperatura la presión parcial de saturación del vapor de agua aumenta rápidamente de manera que, puesto que no hay más aporte de vapor de agua, pronto el vapor deja de estar saturado y la niebla se disipa, es decir, las microgotitas de agua que la forma se evaporan pasando a engrosar el contenido de vapor de agua del aire.

Que Uds. disfruten este ladrillo con mucha salud,
Tropelio.
A la tripulación hay que putearla que si no se amaricona.

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Mensajepor Tropelio » Lun Nov 07, 2016 1:15 pm

Buenas tardes,

Retomo este antiguo hilo sobre la formación de nieblas en épocas del año como esta en la que nos encontramos para poneros otro ejemplo de esta mañana que me ha resultado especialmente espectacular y estéticamente muy atractivo.

No sé si os habréis fijado pero estos días la Península Ibérica está bajo la influencia del anticiclón de las Azores de manera que tenemos presiones bastante altas. La siguiente imagen es la previsión del modelo GFS para las 07:00 horas de hoy:

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Esta mañana, alrededor de las 09:00, tomé esta foto de lo que en mi opinión es un magnífico ejemplo de niebla de evaporación ocasionada, como expliqué en la intervención inicial del hilo, por el rápido enfriamiento del aire en contacto con la tierra durante las noches despejadas de otoño e invierno, típicas en situaciones de altas presiones como la actual:

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Téngase en cuenta que la estación meteorológica situada en el tejado de mi casa, muy cerca del punto desde el que tomé esa foto, indicó una temperatura mínima anoche de 4,1ºC a las 07:14 horas. El agua del pantano está aun mucho más caliente de forma que la incorporación de vapor de agua procedente de la evaporación del pantono produce la rápida saturación del vapor de agua del aire sobre el pantano. De ahí la formación de la nible localizada sólo sobre el agua, debido al aporte extra de vapor de agua. En la foto, tomada alrededor de las 9 de la mañana, ya se ha producido la disipación de gran parte de la niebla porque el Sol ya ha calentado lo suficiente. La temperatura ambiente en el momento de la foto eran 7ºC. Otra imagen del fenómeno tomada desde el nivel del agua:

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Espero que os gusten. Saludos,
Tropelio
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