Datos Descriptivos. Guía de Aprendizaje Información al estudiante. Sólo castellano Sólo inglés Ambos IDIOMA IMPARTICIÓN. ASIGNATURA: Meteorología

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1 Guía de Aprendizaje Información al estudiante Datos Descriptivos ASIGNATURA: Meteorología Nombre en Inglés: Meteorology MATERIA: Física Créditos Europeos: 3 Código UPM: CARÁCTER: OBE TITULACIÓN: Graduado en Ingeniería Aeroespacial CURSO: 3º ESPECIALIDAD: ATA DEPARTAMENTO: Sistemas Aeroespaciales, Transporte Aéreo y Aeropuertos PERIODO IMPARTICION IDIOMA IMPARTICIÓN Septiembre- Enero Febrero - Junio x Sólo castellano Sólo inglés Ambos x 1

2 DEPARTAMENTO: Sistemas Aeroespaciales, Transporte Aéreo y Aeropuertos NOMBRE Y APELLIDO (C = Coordinador) PROFESORADO DESPACHO Correo electrónico Feliciano Jiménez Sánchez (C) 513 I EUITA feliciano.jimenez@upm.es CONOCIMIENTOS PREVIOS REQUERIDOS PARA PODER SEGUIR CON NORMALIDAD LA ASIGNATURA RESULTADOS APRENDIZAJE NECESARIOS DE Conocimiento de las leyes generales de la Termodinámica clásica. 2

3 Objetivos de Aprendizaje COMPETENCIAS Y NIVEL ASIGNADAS A LA ASIGNATURA Código COMPETENCIA NIVEL * CG3 Capacidad para identificar y resolver problemas aplicando, con creatividad, los conocimientos adquiridos AP CE60 CE71 ED04 EE06 Conocimiento aplicado de Meteorología AP Para definir el nivel se ha utilizado la taxonomía de Bloom de acuerdo con la siguiente codificación: Conocimiento (CON), Compresión (COM), Aplicación (AP), Análisis (AN), Síntesis (SIN) y Crítica (CR) Código RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA Conocimiento, comprensión y aplicación de la composición y estructura de la RA1. RA2. RA3. RA4. RA5. RA6. RA7. RA8. atmósfera, de la radiación solar y terrestre, interacción de éstas con la atmósfera y principios de los satélites meteorológicos. Conocimiento y comprensión de la estática atmosférica y su aplicación a la atmósfera estándar internacional y utilidad de ésta en la aviación. Conocimiento, comprensión y aplicación de las formas de evolución del aire en la atmósfera, la estabilidad atmosférica, procesos de condensación en la atmósfera y los mecanismos de formación de nubes y precipitación. Conocimiento, comprensión y aplicación de los principios básicos de la dinámica atmosférica y características de los vientos resultantes. Conocimiento y comprensión de las principales estructuras meteorológicas, como borrascas, anticiclones, frentes y corrientes en chorro. Conocimiento y comprensión de los principios elementales de predicción meteorológica. Conocimiento y comprensión de los principales fenómenos meteorológicos de impacto en la aviación y sus efectos en las aeronaves. Conocimiento y comprensión de la organización meteorológica para apoyo a la navegación aérea y de los productos y servicios meteorológicos disponibles para los usuarios aeronáuticos. 3

4 Contenidos y Actividades de Aprendizaje CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA 1. Composición y estructura vertical de la atmósfera 2. Radiación solar y radiación terrestre. Satélites meteorológicos 3. El aire como gas ideal. APARTADO Componentes de la atmósfera Porcentajes de los gases principales en la homosfera Importancia de los distintos componentes. Gases de efecto invernadero. Aerosoles División de la atmósfera en capas, en función de la variación vertical de temperatura. Principales características de cada capa Variación aproximada de la presión con la altura Principales efectos de la atmósfera sobre la Tierra El espectro electromagnético. Leyes de la radiación de cuerpos negros: Planck, Stefan Boltzmann, Wien y Kirchoff Características de la radiación solar Cálculo de la constante solar Interacción de la radiación solar con la atmósfera terrestre Características de la radiación de la Tierra Equilibrio de radiación en ausencia de atmósfera. Cuantificación del efecto de la atmósfera sobre la temperatura en la Tierra. Efecto invernadero Balance de radiación en el sistema Tierra atmósfera. Desequilibrio radiactivo latitudinal. Mecanismos de corrección Principios de los satélites meteorológicos. Canales principales. Interpretación de imágenes de satélites meteorológicos. Ecuación de estado de un gas ideal y de una mezcla de gases ideales. Indicado res Relacion ados RA1 RA2 4

5 Estática atmosférica. Atmósfera estándar internacional. Altimetría Ecuación de estado del aire seco, del vapor de agua y del aire húmedo Presión atmosférica. Unidades Ecuación hidrostática Ecuación barométrica general Ecuaciones estáticas en capas isotermas Ecuaciones estáticas en capas con variación lineal de temperatura Ecuaciones estáticas en capas con densidad constante La atmósfera estándar internacional. El altímetro de los aviones Reglajes de los altímetros, QFE, QNH y QNE Altitud de transición, nivel de transición y capa de transición Aplicación de las ecuaciones de estática atmosférica a la atmósfera estándar 4. Evoluciones del aire seco 5. La humedad en la atmósfera. Evoluciones del aire húmedo Primer principio de la Termodinámica aplicado al aire seco Calores específicos del aire seco Segundo principio de la Termodinámica aplicado al aire seco La entropía en la atmósfera Evoluciones adiabáticas del aire seco Enfriamiento del aire por elevación adiabática. Gradiente adiabático del aire seco Estabilidad del aire Temperatura potencial. Su relación con la entropía Criterio de estabilidad en función de la temperatura potencial Evoluciones politrópicas en la atmósfera Medidas de la humedad del aire Tensión de vapor Humedad absoluta Proporción de mezcla Humedad específica Humedad relativa RA3 5

6 Teorema de las expansiones relativas Estabilidad para el aire húmedo Cambios de estado del agua en la atmósfera Fórmulas de Clapeyron y de Magnus Temperatura equivalente y temperatura del termómetro húmedo Procesos que producen condensación en la atmósfera. Punto de rocío Condensación por enfriamiento de superficies. Rocío y escarcha 6. Procesos de condensación en la atmósfera Condensación por enfriamiento de masa. Nieblas de irradiación, de advección y de evaporación. Características Condensación por elevación adiabática del aire Diagramas termodinámicos. Características Nivel de condensación por ascenso Nivel de condensación convectivo. Temperatura de disparo Inestabilidad del aire saturado Inestabilidad condicional Inestabilidad potencial Uso práctico de diagramas termodinámicos 7. Nubes y precipitación Procesos de nucleación Nucleación homogénea de agua líquida a partir del vapor de agua Nucleación heterogénea de agua líquida. Los núcleos de condensación Crecimiento de gotas de agua. Condensación y colisióncoalescencia Nucleación homogénea de cristales de hielo a partir del vapor o de agua líquida Nucleación heterogénea de cristales de hielo. Núcleos de congelación Crecimiento de los cristales de hielo Tipos de nubes. Características de cada una y tipos de tiempo asociados 6

7 La precipitación. Tipos. Intensidad de precipitación El sistema de referencia local en Meteorología 8. Dinámica atmosférica. Ecuación general del movimiento en la atmósfera Fuerzas ficticias debidas a la rotación de la Tierra La fuerza centrífuga. Ecuaciones y efectos La fuerza de Coriolis. Ecuaciones y efectos La fuerza del gradiente de presión Las fuerzas de rozamiento. Capa límite planetaria Ecuación general del movimiento en la atmósfera Análisis de escala para movimientos de tipo sinóptico. Aproximación hidrostática 9. Vientos geostrófico, del gradiente y térmico 10. Viento de inercia. Viento de equilibrio. Capa límite. Espiral de Ekman 11. Circulación general. Ciclogénesis. Masas de aire. Frentes El viento geostrófico en superficies horizontales. Consecuencias Mapas meteorológicos de superficies horizontales. Deficiencias El viento geostrófico en superficies isobáricas Mapas meteorológicos de superficies isobáricas. Ventajas Borrascas circulares sin rozamiento Anticiclones circulares sin rozamiento. Ecuaciones y consecuencias Variación del viento con la altura. Viento térmico Consecuencias del concepto de viento térmico Viento de inercia Viento de equilibrio. Consecuencias Capa límite Variación del viento con la altura en la capa límite Espiral de Ekman La circulación general El chorro polar Ondas de Rossby Ciclogénesis baroclina Formación de sistemas frontales Frentes fríos. Formación, tipos y características RA4 RA5 7

8 12. Conceptos elementales de predicción meteorológica 13. Fenómenos meteorológicos adversos para la aviación 14. Apoyo meteorológico para los usuarios aeronáuticos. Productos y Frentes cálidos. Formación y características Frentes ocluidos. Formación, tipos y características Escalas meteorológicas. Clasificación de Orlanski Rangos de predicción meteorológica Técnicas de predicción inmediata. Productos aeronáuticos Técnicas de predicción de muy corto plazo. Productos aeronáuticos Los modelos numéricos de predicción del tiempo. Tipos, características. Fases Técnicas de predicción de corto plazo. Productos aeronáuticos Técnicas de predicción de medio plazo Técnicas EPS. Teoría del caos La predicción mensual y estacional La predicción de escenarios climáticos Fenómenos meteorológicos adversos para la aviación Incidencia en cada una de las fases del vuelo La turbulencia. Definición. Tipos Turbulencia en niveles bajos y orográfica. Ondas de montaña Turbulencia en aire claro Convección Cizalladura del viento. Cizalladura en niveles bajos. Incidencia en el despegue y aterrizaje de los aviones Engelamiento. Tipos. Causas Visibilidad y nubes bajas Cenizas volcánicas Aeropuertos con especial incidencia de tiempo adverso Organización mundial del apoyo meteorológico a la aviación civil internacional El Cielo Único Europeo y su incidencia en la prestación y supervisión de servicios meteorológicos Tipos de Centros y Oficinas Meteorológicas Aeronáuticas RA6 RA7 RA8 8

9 servicios Servicios de observación de aeródromo. Instrumentación meteorológica aeronáutica en los aeródromos Servicios de predicción y vigilancia de aeródromo Servicios de predicción y vigilancia de área Servicios de información, consulta y briefing. El AMA Servicio de climatologías aeronáuticas Productos y servicios proporcionados por los distintos tipos de Oficinas Meteorológicas Aeronáuticas 9

10 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y METODOS DE ENSEÑANZA EMPLEADOS En las clases de teoría se explicarán los conceptos necesarios para CLASES DE TEORIA una buena comprensión de los contenidos de cada tema. Se harán desarrollos en pizarra cuando sea necesario y proyección de presentaciones, esquemas, resúmenes, páginas Web, etc. Las clases de problemas complementarán el entendimiento de lo desarrollado en las clases de teoría. En algunos de los temas del CLASES PROBLEMAS contenido de la asignatura no se plantearán ejercicios prácticos y, en los temas en los que sí se haga, se resolverá en clase un conjunto de problemas tipo, facilitándose al alumno otros similares para su resolución individual. El trabajo individual de los alumnos consistirá en el estudio de las TRABAJOS AUTONOMOS explicaciones teóricas y los problemas resueltos en clase, la resolución de los problemas propuestos y la búsqueda de información complementaria en los lugares adecuados, incluyendo Internet. TUTORÍAS Se realizarán en las horas que se publicarán al inicio del curso. 10

11 RECURSOS DIDÁCTICOS Fundamentals of Weather and Climate Robin McIlveen Chapman & Hall Meteorología Aeronáutica B. González López AVA Atmósfera, tiempo y clima Roger G. Barry y otros Editorial Omega Fundamentos de Meteorología Irene Sendiña Universidad de Santiago de Compostela Apuntes de Termodinámica de la Atmósfera Francisco Morán BIBLIOGRAFÍA Aemet Problemas de Meteorología. I: Estática y termodinámica de la atmósfera C. García Legaz Aemet Anexo 3 al convenio sobre Aviación Civil Internacional (Servicio meteorológico para la navegación aérea internacional). OACI Reglamento marco y Reglamento de prestación de servicios de navegación aérea, del Cielo Único Europeo Parlamento y Consejo europeos Guía de servicios meteorológicos para la navegación aérea Aemet Guía Met Aemet 11

12 En la plataforma de la Politécnica Virtual, con Moodle, se pondrá a RECURSOS WEB disposición de los alumnos información sobre la asignatura, presentaciones sobre cada tema, diverso material de apoyo y enunciados de problemas propuestos. 12

13 Cronograma de trabajo de la asignatura Semana Actividades Aula Trabajo Individual Actividades Evaluación 1 2 Temas 1 y 2 Estudio de la teoría y los problemas de los temas 1 y 2. Resolución de los problemas propuestos. 3 4 Temas 3 y 4 Estudio de la teoría y los problemas de los temas 3 y 4. Resolución de los problemas propuestos Temas 5, 6 y 7 Estudio de la teoría y los problemas de los temas 5, 6 y 7. Resolución de los problemas propuestos. Practicar el análisis de sondeos termodinámicos Temas 8, 9 y 10 Estudio de la teoría y los problemas de los temas 8,9 y 10. Resolución de los problemas propuestos. Primer examen parcial 11 Temas 11 y 12 Estudio de la teoría de los temas 11 y Temas 13 y 14 Estudio de la teoría de los temas 13 y Repaso Repaso Segundo examen parcial 13

14 Sistema de evaluación de la asignatura EVALUACION SUMATIVA BREVE DESCRIPCION DE LAS MOMENTO ACTIVIDADES EVALUABLES Primer examen parcial 6 noviembre 2014 Segundo examen parcial 15 diciembre 2014 Examen final, convocatoria 8 enero 2015 ordinaria LUGAR Aula Aula de examen que se asigne Aula de examen que se asigne Aula de PESO EN LA CALIFICACIÓN 50% 50% (Ver criterios de calificación) Examen final, convocatoria extraordinaria 15 julio 2015 examen que se (Ver criterios de calificación) asigne 14

15 DESCRIPCION GENERAL DE LAS ACTIVIDADES EVALUABLES y DE LOS CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Los alumnos podrán optar por realizar dos exámenes parciales y (en su caso) un examen final o bien un único examen final. Exámenes parciales. El primer examen parcial comprenderá los siete primeros temas y se realizará el 6 de noviembre de El segundo examen parcial abarcará el resto del temario y se realizará el 15 de diciembre de Una nota de 5 o más puntos en un examen parcial liberará la materia correspondiente, de la que no será necesario examinarse en los siguientes exámenes finales dentro del curso académico, es decir, hasta la convocatoria de julio, incluida. Una nota de 4 o más puntos (y menos de 5) en un examen parcial permitirá su compensación con el otro parcial, siempre que la nota media global de ellos sea de 5 puntos o superior. Esta posibilidad de compensación sólo tendrá efecto de un parcial con el otro, de forma que si realizado el segundo parcial no se ha consolidado la compensación, todos los parciales compensables quedarán como suspensos para las siguientes convocatorias de exámenes finales. Exámenes finales. Los exámenes finales constarán de una parte correspondiente al primer parcial y otra al segundo. Podrá aprobarse la asignatura completa, como media de las calificaciones de los dos parciales, o sólo una de las dos partes, que quedará liberada para los siguientes exámenes finales. Los alumnos que sólo tengan que examinarse de la parte correspondiente a un parcial (tendrán la otra parte aprobada), podrán aprobar la asignatura completa si obtienen una calificación de al menos 4 puntos en la parte examinada y compensan con la nota previamente obtenida en la otra parte. En el examen de la última convocatoria de este curso académico sólo cabe aprobar la asignatura completa o suspenderla completa, no guardándose ningún parcial aprobado para el curso siguiente. Material para los exámenes Para la realización de los exámenes se permitirá el uso de calculadoras convencionales no programables. 15