Pronóstico meteorológico para vuelo a vela.

Transcripción

1 Pronóstico meteorológico para vuelo a vela. Rodrigo Velasco rvelasco@dgac.cl Meteorólogo Dirección Meteorológica de Chile Web: Fono: Junio.211

2 Temario OBJETIVOS NUEVOS MEDIOS DISPONIBLES EN WEB DMC PRONÓSTICO DE VUELO AVELA DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS TEORÍA, DEFINICIONES Y EJEMPLOS

3 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.

4 Información disponible en web aeronáutica de la DMC Sitio web en Complementado con pronóstico especial para vuelo a vela, después de 4 años de colaboración con el Club de Planeadores de Vitacura.

5 URL:

6 Pronóstico diario emitido por el Centro Meteorológico AMB

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9 Información disponible en web general de la DMC Sitio web en Productos de avances recientes en modelamiento numérico de la atmósfera. Nuevo modelo de 4 km de resolución para Chile Central.

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16 Viento en superficie

17 Áreas de precipitación

18 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.211. Corte vertical de viento Viña del Mar/Portillo. Cartas de Viento/Temp/Precipitación a diferentes niveles.

19 Corte vertical Viña del Mar/Portillo (no disponible en web)

20 (No disponible en web)

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22 Diagramas termodinámicos

23 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)

24 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 C)

25 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.

26 Fuente:

27 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

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29 Observaciones de Aire Superior Mediciones de Radiosonda Temperatura Humedad Relativa Dirección y Velocidad del Viento Presión Altura

30 Observaciones de Aire Superior Datos del Radiosonda se Grafican en Cartas Análisis Manual Ploteo a mano Análisis Gráfico por computadora

31 Diagrama Skew T Log p Datos pueden graficarse en diagramas termodinámicos TTAAs, TTBBs & PPBBs

32 Skew-T Log-P Coordenadas Presión Disminuye Logaritmicamente Temperatura inclinada en ángulo de 45o Fácil identificar capas estables

33 Presión 2 Presión (hpa)

34 Temperatura Presión (hpa) Temperatura (oc)

35 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 1 θ= T P. 286 ( )

36 Temperatura (oc) Presión (hpa) Adiabáticas Secas

37 Pseudoadiabáticas Razón de Cambio (lapse rate) Adiabático saturado de la Tº con la altura Para procesos saturados

38 Pseudoadiabáticas Presión (hpa) Temperatura (oc)

39 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 1 mb.

40 Pseudoadiabáticas Temperatura Potencial Equivalente (θe) Es una medida de la energía total de una parcela de aire. Conservativa (o constante) para procesos adiabáticos saturados.

41 Pseudoadiabáticas Pseudoadiabáticas son líneas de Temperatura Potencial Equivalente (θe) constante.

42 Pseudoadiabáticas Presión (hpa)

43 Pseudoadiabáticas Paralelas a las adiabáticas secas una vez que el vapor de agua condensa.

44 Pseudoadiabáticas Presión (hpa)

45 Apreciación gráfica de estabilidad/inestabilidad

46 Razón de Mezcla Conservativa (o constante) para ascenso adiabático seco w= mv mv md mv

47 Razón de Mezcla Presión (hpa) Temperatura (oc)

48 Radiosonda Mide Temperatura Presión Depresión de Punto de Rocío Dirección & Velocidad del viento

49 Temperatura Ambiente Presión (hpa) Temperatura (oc)

50 Punto de Rocío Presión (hpa) Temperatura (oc)

51 Inversión de Temperatura Aumento de temperatura con la altura 4 1 Presión (hpa) dt > dz Inversión Temperatura (oc)

52 Turbulenta Presión (hpa) Subsidencia Frontal Radiación 2-5 Tipos: -6 Inversión de Temperatura Inversión Temperatura (oc)

53 Inversiones de Temperatura Inversión de Radiación

54 Inversiones de Temperatura Inversión Frontal

55 Inversiones de Temperatura Inversión de Subsidencia

56 Nubes Diferencia Temperatura Punto de Rocío Menor que 5oC

57 Nubes Nubes

58 Nivel de Engelamiento (Iso ºC) o C Altura en la que se registran ºC en la atmósfera Nivel de Engelamiento

59 Nivel de Engelamiento o C Niveles de Engelamiento Múltiples Niveles de Engelamiento

60 Nivel de Engelamiento o C Importante para pronosticar el tipo de precipitación Nieve

61 Nivel de Engelamiento o C Importante para pronosticar el tipo de precipitación Lluvia Engelante o Agua-nieve

62 Nivel de Engelamiento o C Importante para pronosticar el tipo de precipitación Lluvia

63 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

64 Tropopausa Tropósfera Temperatura aumenta con la altura Presión (hpa) Estratósfera 1 4 Altitud (km) Temperatura disminuye con la altura 1 2 Estratósfera Tropopausa Tropósfera Temperatura ( C)

65 Tropopausa Tropopausa

66 mb = 2.5 g/kg w Presión (hpa) Razón de Mezcla (w) 5 Temperatura (oc)

67 mb = 13 g/kg Razón de Mezcla de Saturación (ws) ws Temperatura (oc) Presión (hpa) 3

68 RH = 2.5/13 x 1 = 19% Presión (hpa) mb = w/ws x Humedad Relativa (RH) Temperatura (oc)

69 Temperatura (oc) θ Presión (hpa) mb = 44oC = 317K Temperatura Potencial (θ)

70 mb = 1oC Temperatura de Bulbo Húmedo (Tw) Tw Temperatura (oc) 4 3 Presión (hpa) 3

71 -2-1 θ 7 mb = 14oC = 287K Temperatura Potencial de Bulbo Húmedo (θ w) Presión (hpa) 3 θw Temperatura (oc)

72 mb = 2oC = 293K Temperatura Equivalente (Te) Te Temperatura (oc) 4 3 Presión (hpa) 3

73 θ 7 mb = 5oC = 323K Temperatura Potencial Equivalente (θ e) Presión (hpa) θe Temperatura (oc)

74 Ascenso Auto-Convectivo El aire asciende en contacto con el suelo caliente Usualmente a microescala o mesoescala Frío Caliente Frío

75 Ascenso Auto-Convectivo Tipo de Nube Cúmulo

76 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

77 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

78 Nivel de Condensación Convectivo (CCL) Presión (hpa) Razón de Mezcla Constante CCL Td Temperatura (oc)

79 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

80 Temperatura de Convección (Tc) Presión (hpa) Razón de Mezcla Constante Td Temperatura (oc) CCL Adiabática Seca Tc

81 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

82 Ascenso Auto-Convectivo Pronóstico La temperatura máxima será superior a la temperatura convectiva? CCL Las térmicas subirán lo suficiente como para condensar. T>Tc

83 Ascenso Forzado Algunos mecanismos fuerzan el aire a subir Usualmente en escala sinóptica Aire Frío Orografía Aire Cálido Aire Frío Sistema frontal

84 Ascenso Forzado Tipo de nubes Depende de la estabilidad Estable - Estratos Inestable - Cumulos

85 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

86 Nivel de Condensación por Ascenso (LCL) Presión (hpa) Razón de Mezcla Constante Td Temperatura (oc) LCL Adiabática T Seca

87 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.

88 Pseudoadiabática T p > Te T p < Te Nivel de Convección Libre Razón de Mezcla Constante Td Temperatura (oc) LCL Adiabática T Seca Presión (hpa) Nivel de Convección Libre (LFC)

89 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.

90 Nivel de Equilibrio -2-3 T p > Te T p < Te Razón de Mezcla Constante Td Temperatura (oc) Nivel de Convección Libre LCL Adiabática T Seca Presión (hpa) 3 Tp= Te -1 T p < Te Nivel de Equilibrio (EL)

91 Areas Positivas & Negativas -1 Nivel de Equilibrio Nivel de Convección Libre LCL Td Temperatura (oc) T 4 4 Area Positiva 1 Presión (hpa) 3

92 Nivel de Equilibrio -1 Area Negativa Areas Positivas & Negativas Nivel de Convección Libre LCL Area Negativa Td Temperatura (oc) T 4 3 Presión (hpa) 3

93 Nivel Máximo de Parcela (MPL) T p < Te Td Temperatura (oc) T 4 3 Nivel de Convección Libre LCL T p > Te 2 4 Positiva = Negativa 1 Presión (hpa) 3 Nivel de Equilibrio Tp = Te -5 2 Tp < Te -6 Nivel Máximo de Parcela

94 Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE) Energía boyante El área (sobre el LFC) entre el sondeo ambiental y la pseudoadiabática

95 Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE) CAPE 4 5 Nivel de Convección Libre LCL Td Temperatura (oc) T Presión (hpa) 3

96 Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE) Desarrollo poco probable de Convección Fuerte <1 m2s2 Tormentas severas 2 m2s2

97 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 = 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) = [.57 * Hyd(ft agl)] LIFT(tpm) = 5. + [.49 * Hyd(ft agl)] 2.- Rpe: De Russell Pearson, desarrolladas para el Sudoeste de Estados Unidos. ALT(ft agl) = [1.3 * Hyd(ft agl)] LIFT(fpm) = [.7 * Hyd(ft agl)] Limitaciones: No consideran humedad. Una variante utiliza la base teórica de los cúmulos (CCL): LIFT(fpm) = [.78 * CCLht(ft agl)]

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99 Pronóstico diario generado en el Centro Meteorológico AMB

100 Conclusiones: 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 y NO DUDE en consultar al meteorólogo de turno en el Centro Meteorológico AMB, Centro correspondiente a la FIR Central de Chile. Fonos: y prestando servicios las 24 horas del día o al Centro Meteorológico correspondiente a su FIR.

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