PRACTICA 4.Dinamica de la atmosfera

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Dinámica de la Atmósfera–Primer cuatrimestre 2023 
 
 
PRÁCTICA 4 
 
Ejercicio 1 
¿Cuál será el comportamiento de una columna de aire que se desplaza entre dos superficies 
isoentrópicas, al atravesar una barrera montañosa de este a oeste en el hemisferio sur? 
 
Ejercicio 2 
Una columna de aire en 60°S con vorticidad relativa inicialmente nula, se extiende desde la superficie 
hasta una tropopausa fija en 10 km de altura. Si la columna de aire se mueve hasta el tope de una 
barrera montañosa de 2.5 km de alto en 45°. ¿Cuál será la vorticidad relativa cuando se encuentre 
en ese lugar? 
 
Ejercicio 3 
Como es sabido el viento puede separarse en su componente geostrófica y ageostrófica. Calcular la 
divergencia del 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ considerando las aproximaciones del sistema cuasigeostrófico. Repetir el análisis 
sin tener en cuenta dichas aproximaciones. 
 
Ejercicio 4 
Considerando la variación temporal de la vorticidad CG: 
𝜕ζg
𝜕𝑡
 = - 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ . ∇(ζg+f) + f0
𝜕𝜔
𝜕𝑝
 
a. Evalúe cada uno de los términos de la advección de vorticidad geostrófica y planetaria en las 
regiones 1 y 2. 
b. ¿Cómo afecta este campo al desplazamiento de la onda? 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio 5 
Dada la siguiente expresión del campo de geopotencial: 
Φ(𝑥, 𝑦, 𝑝, 𝑡) = Φ0(p)+𝑐f0{−𝑦[cos(
𝛱𝑝
p0
)+ 1] + 𝑘−1 sen[𝑘(𝑥 − 𝑐𝑡)]} 
SiendoΦ0una función de p únicamente. 𝑐 la velocidad de fase. 𝑘 elnúmero de onda zonal. p0 es 
1000 hPa. 
a. Utilice la ecuación la ecuación de vorticidad CG para obtener el campo de divergencia horizontal 
consistente con el campo de geopotencial. Suponer 
𝜕 f
𝜕𝑦
 = 0 
b. Esquematice el campo de geopotencial en 750 hPa y en 250 hPa. Indique las regiones de máxima 
convergencia y divergencia, advección de vorticidad positiva y negativa, advecciones térmicas 
frías y calientes. 
c. Esquematice el campo de geopotencial en 500 hPa. Indique regiones de ascenso y descenso 
utilizando la ecuación Omega. 
 
0.
.
.. 0


























p
V
p
V
pt
VfvV
t
p
pg
pggpg
g





 
 
 
 
 
 
 
Ejercicio 6 
Suponga que el campo de geopotencialΦ y de temperatura 𝑇pueden aproximarse como en un nivel 
de presión 𝑝 
 
Φ(𝑥, 𝑦, 𝑝, 𝑡) = Φ0cos [ (
2𝛱
L
) (𝑥 − 𝑐𝑡)] + f 0V𝑥 
 
𝑇(𝑥, 𝑦, 𝑝, 𝑡) = �̅� + 𝑇∗𝑒−𝑎𝑦
2
 
 
Siendo Φ0, L, 𝑐, V, 𝑎, 𝑇∗ y �̅�constantes positivas 
 
a. Encuentre el campo de advección de temperatura cuasigeostrófico para ese determinado nivel 
de presión. 
b. Calcular el campo de omega asociado a este campo. 
 
0.
.
.. 0


























p
V
p
V
pt
VfvV
t
p
pg
pggpg
g





 
 
 
Ejercicio 7 
 
La figura 1 muestra la vorticidad relativa en 950 hPa (sombreado), el viento en m/s (barbas) y la 
temperatura de la superficie en grados centígrados (contornos). 
 
 
 
 
 
 
a. Considere una parcela que inicialmente se encuentra en 32°S 34°W. Asumiendo que el campo 
de movimiento es estacionario, dibuje la trayectoria de la parcela hasta que alcance 
aproximadamente los 40°S 32°W. 
b. Calcule la divergencia horizontal media que experimenta la parcela a lo largo de su trayectoria. 
c. Evalúe el sentido que tendrían los flujos de calor a lo largo de la trayectoria. Justifique. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Recordando las ecuaciones cuasigeostróficas de la tendencia y omega (sin los términos de calor 
diabático y fricción): 
Tendencia a un nivel de presión constante 
(𝛻𝑝
2 +
𝑓0
2
𝜎
𝜕2
𝜕𝑝2
)𝜒 = 𝑓0[− 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝(𝜁𝑔 + 𝑓)] −
𝑓0
2
𝜎
𝜕
𝜕𝑝
[ 
𝑅
𝑝
(−𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝𝑇)] 
Omega en un nivel de presión constante 
(𝛻𝑝
2 +
𝑓0
2
𝜎
𝜕2
𝜕𝑝2
)𝜔 =
𝑓0
𝜎
𝜕
𝜕𝑝
[𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝(𝜁𝑔 + 𝑓)] −
𝑅
𝜎𝑝
𝛻𝑝
2[(− 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝𝑇)] 
Ecuación termodinámica CG 
𝜕
𝜕𝑡
(
𝜕Φ
𝜕𝑝
) = − 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝 (
𝜕Φ
𝜕𝑝
) − 𝜎𝜔 
 
Ecuación de vorticidad CG 
𝜕
𝜕𝑡
(
𝜕Φ
𝜕𝑝
) = − 𝑣𝑔⃗⃗⃗⃗ ⃗ • 𝛻𝑝 (
𝜕Φ
𝜕𝑝
) − 𝜎𝜔 
 
 
Ejercicio 8 
A continuación, se esquematizan campos de geopotencial y temperatura para los niveles de 500 hPa, 
250 hPa (solo Φ) y 750 hPa. 
 
500 hPa 
Isohipsas (líneas llenas) y temperatura (líneas punteadas) 
Z3 > Z2 > Z1 
T3 > T2 > T1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
250 hPa 
Isohipsas (líneas llenas). Z3* > Z2* > Z1* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
750 hPa 
Isohipsas (líneas llenas) y temperatura (líneas punteadas) 
Z3’ > Z2’ > Z1’ 
T3’ > T2’ > T1’ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Complete los signos de los términos consignados en la Tabla de acuerdo al análisis de los campos 
esquematizados previamente. En los casos que el término no aporta a la variable estudiada 
indique una cruz. 
Tenga en cuenta las siguientes afirmaciones comúnmente utilizadas: 
 La advección en temperatura en 250 hPa (niveles altos) es despreciable. 
 La advección de vorticidad en la capa cercana a superficie es depreciable. 
 Considere que la vorticidad geostrófica por efecto de la cortante del viento es 
despreciable. 
Los términos mencionados en el cuadro son: 
A- Término de Advección de vorticidad en 500 hPa. 
B- Término de Advección de temperatura en 500 hPa. 
C- Término de Advección diferencial de vorticidad en 500 hPa. 
D- Término de Advección diferencial de temperatura en 500 hPa. 
 
 
 Término Eje 1 Eje 1.1 Eje 2 Eje 2.1 
hPa500 
A 
B 
C 
D 
𝜕Φ
𝜕𝑡 500ℎ𝑃𝑎
 
A 
B 
C 
D 
𝜕𝜁
𝜕𝑡500ℎ𝑃𝑎
 
A 
B 
C 
D 
𝜕𝜁
𝜕𝑡750ℎ𝑃𝑎
 
A 
B 
C 
D