Presentación estabilidad para clase

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Estabilidad atmosférica
La atmósfera está en constante movimiento. La rotación de la Tierra sobre su eje se combina con las variaciones de presión y temperatura a grande y pequeña escala para producir el viento, que no es sino el movimiento horizontal y vertical del aire en la atmósfera.
Repaso…..
Lic. Belen Martorelli
https://www.meted.ucar.edu/fire/s290/unit6_es/
https://www.meted.ucar.edu/intromet/basic_wx_es/navmenu.php?tab=1&page=3-1-0&type=flash
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La estabilidad es la resistencia que la atmósfera opone al movimiento vertical. La medida en que la atmósfera estimula o suprime el movimiento vertical. Se describe en términos de los efectos del ambiente en el movimiento vertical.   
El tiempo es producto del constante movimiento vertical y horizontal del aire. La estabilidad controla la capacidad del aire para ascender o descender y este factor influye en el tiempo atmosférico
La estabilidad y el tempo atmosférico 
El aire cálido, que es menos denso que el aire frío, tiende a ascender..
Cuando este aire denso alcanza la superficie, se expande y fluye por debajo del aire menos denso, provocando su ascenso
La gravedad también es capaz de iniciar los movimientos verticales del aire, como ocurre cuando atrae el aire más denso y frío hacia la superficie terrestre
MODELO DE PARCELA: Un volumen de aire de suficientes dimensiones como para contener un gran número de moléculas, pero lo suficientemente pequeño como para que la energía (calor) y la masa (moléculas de aire) dentro de sus límites se mantengan casi constantes. Mantiene su forma y sus propiedades a medida que asciende y desciende en la atmósfera
Aunque las parcelas de aire se pueden expandir y comprimir, se supone que el aire en su interior no puede mezclarse con el aire exterior
Tres tipos de estabilidad
Inestable
Estable 
Neutral
suprime u opone resistencia al movimiento vertical
intensifica o estimula el movimiento vertical del aire
 no suprime ni estimula el movimiento vertical
Pueden existir simultáneamente en distintos niveles de la atmósfera.
Para determinar la estabilidad atmosférica, provocamos el ascenso o descenso de la burbuja teórica y comparamos sus propiedades con las del ambiente que la rodea..
Si la temperatura de una burbuja ascendente es menor que la del ambiente que la circunda, la burbuja es más densa y tiende a descender. En este caso, la atmósfera se considera estable
Veámoslo con diagramas…. 
Una atmósfera estable suprime el movimiento vertical, de forma que si algo desplaza una parcela de aire, esta tenderá a regresar a su posición original.
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Sin embargo, si la temperatura de la burbuja ascendente es mayor que la del ambiente circundante, la burbuja es menos densa y tiende a ascender. En este caso, la atmósfera se considera inestable.
Por otra parte, cuando una parcela de aire se desplaza en una atmósfera inestable, ya sea hacia arriba o hacia abajo, esta continuará su trayectoria en esa dirección.
Veamos algunas aplicaciones…. 
Usted está a cargo de la ejecución de una quema prescrita en un parque nacional.
Quema prescripta es una quema controlada 
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De acuerdo con su experiencia práctica, ¿qué condiciones de estabilidad atmosférica serían más favorables para la actividad de quema?
c) atmósfera neutra
atmósfera estable
b) atmósfera inestable
Por que es esa la respuesta? 
Las condiciones atmosféricas moderadamente inestables son las más adecuadas para llevar a cabo una quema prescrita, porque permiten que el incendio arda bien a la vez que mantienen la zona ventilada, alejando el humo del lugar. Ademas a medida que el humo sube, se aleja del fuego y se dispersa con facilidad
Es preciso actuar con prudencia, sin embargo, porque las condiciones de inestabilidad atmosférica suelen estar asociadas con el comportamiento virulento o peligroso de los incendios forestales.
Las condiciones atmosféricas estables tienden a suprimir o reducir el crecimiento o la intensidad del comportamiento de los incendios forestales, así como a impedir la dispersión del humo, y por eso no son las condiciones más adecuadas para una quema prescrita. Tampoco lo son las condiciones atmosféricas neutras, que a menudo constituyen una etapa de transición de breve duración entre las condiciones estables e inestables.
¿Qué ocurre con las parcelas de aire a medida que ascienden?
d) Se comprimen y se enfrían
a) Se expanden y se enfrían
b) Se comprimen y se calientan
c) No cambian
De forma análoga a lo que ocurre con el humo de un incendio, las parcelas de aire que suben se expanden y se enfrían. 
Debido a que las moléculas han utilizado su propia energía en este proceso, su velocidad disminuye, y esto reduce la temperatura de la parcela.
¿Por que?
A medida que una parcela de aire asciende, la presión del entorno disminuye. 
Para equilibrar la presión, las moléculas de aire en el interior de la parcela empujan hacia afuera y, por tanto, la parcela se expande. 
Esto aumenta el volumen de la parcela de aire, pero también reduce su densidad, porque la misma cantidad de moléculas ahora ocupa un volumen mayor.
¿Qué cree que ocurrirá con una parcela de aire descendente?
d) Se expandirá 
a) Se expandirá y se enfriará
b) Se comprimirá y se calentará
c) No cambian
Cuando una parcela de aire desciende, se comprime y se calienta, todo lo contrario de lo que ocurre con una parcela de aire ascendente.
El resultado es una parcela de mayor densidad en la cual se produce un mayor número de colisiones entre las moléculas, lo cual aumenta su velocidad y la temperatura de la parcela
Por que?
Conforme una parcela de aire desciende a través de la atmósfera, el aumento de presión en su exterior la comprime. 
Esta compresión reduce el volumen de la parcela, porque las moléculas de aire se acercan entre sí. 
Gradiente vertical de temperatura 
Para determinar la estabilidad de la atmósfera, comparamos la temperatura de una parcela de aire ascendente con la temperatura del aire a su alrededor en el mismo nivel.
Dicho gradiente es simplemente el cambio de temperatura que ocurre con un cambio en la altura. 
Para describir la temperatura de la atmósfera alrededor de una parcela de aire, utilizamos el gradiente térmico vertical. 
En todo el mundo se lanzan globos meteorológicos (radiosondas) a la atmósfera dos veces al día para medir la temperatura en los varios niveles de la atmósfera. 
https://www.youtube.com/watch?v=VGqMbpb3dys
¿Como se obtiene ese gradiente?
Cuanto mayor la altura que estos globos alcanzan en la troposfera, tanto menor la temperatura que registran. 
Veamos como lo hacen!
Gradiente adiabático seco
Los procesos adiabáticos no explican por completo los cambios de temperatura que ocurren en las parcelas de aire reales (como las columnas de humo) cuando ascienden o descienden, porque la atmósfera está constantemente mezclándose. 
Este ritmo de cambio, que se denomina gradiente adiabático seco, nos permite predecir los cambios que se producen en la temperatura de una parcela a medida que se desplaza hacia arriba o hacia abajo.
Sin embargo, en los términos más simples podemos decir que si una parcela de aire no está saturada (no contiene nubes o niebla), se enfriará a un ritmo constante de 1 °C por cada 100 m de altura.
Gradiente adiabático húmedo
Si la parcela de aire está saturada, se enfriará o calentará de acuerdo con el gradiente adiabático húmedo (o saturado). A diferencia del gradiente adiabático seco, que es constante, el gradiente adiabático húmedo varía, pero utilizamos un valor promedio de 0,6 °C por cada 100 m de altura.
Por que a medida que una parcela de aire saturado se eleva, el enfriamiento produce condensación. Esto se debe a que la temperatura del aire saturado equivale a la temperatura de punto de rocío. 
¿Por que el gradiente húmedo es menor que el gradiente seco?
Por otro lado, la condensación del vapor de agua libera calor yaumenta la temperatura de la parcela, reduciendo el enfriamiento al ritmo promedio de 0,6 °C por 100 m.
Por un lado, la condensación reduce la temperatura de punto de rocío hasta que sea equivalente a la temperatura del aire y se mantenga una humedad relativa del 100 %. 
Recordemos!!!!!
Pregunta 1
¿Puede una parcela de aire ascendente pasar de enfriarse al ritmo del gradiente adiabático seco al ritmo del gradiente adiabático húmedo?
Para pensar……
a) Sí, cuando el vapor de agua en el interior de la parcela se condensa, esta pasa del ritmo adiabático seco al ritmo adiabático húmedo
b) No, la parcela de aire ascendente se enfría al ritmo del gradiente adiabático seco.
La respuesta correcta es a).
Una parcela de aire ascendente cambiará al ritmo del gradiente adiabático húmedo una vez que el vapor de agua en su interior se condense.
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Pregunta 2
a)hunde y se calienta al ritmo del gradiente adiabático húmedo.
b) Se hunde y se calienta al ritmo del gradiente adiabático seco.
La respuesta correcta es b).
Un intenso viento catabático comprime y calienta la parcela de aire. Si la parcela está saturada, cualquier grado de calentamiento hará que la parcela deje de estarlo, porque la temperatura aumenta por encima del punto de rocío. Esto significa que la parcela se calentará al ritmo del gradiente adiabático seco a medida que el viento fuerce su movimiento cuesta abajo.
¿Qué ocurre con una parcela de aire saturado en la ladera de una montaña durante un episodio intenso de viento de ladera descendente?
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Estabilidad en distintos climas
Desierto
En ambientes desérticos, en verano el suelo está muy caliente, por lo que el aire inmediatamente encima del suelo se calienta y sube, y el aire junto al suelo se mezcla libremente con el aire que está en niveles más altos. 
Debido a la aridez del aire, las parcelas de aire que ascienden se enfrían al ritmo del gradiente adiabático seco.
Si el gradiente térmico vertical es de 2,5 °C por cada 100 m, es decir, mayor que el gradiente adiabático seco de 1 °C por cada 100 m, la atmósfera es inestable. 
Ejemplo….
Si la parcela de aire sube, se mantiene a una temperatura más alta que la del aire circundante y, por tanto, sigue ascendiendo..
Esto es propicio para el desarrollo de una alta columna de humo sobre un incendio
Invierno en el suroeste de EE. UU.
Aunque durante los meses de invierno las temperaturas en el desierto son más bajas, las condiciones siguen siendo muy secas, por lo que podemos suponer que las parcelas de aire subirán y bajarán al ritmo del gradiente adiabático seco.
Si una parcela de aire asciende, ya sea por forzamiento del terreno o quizás por el empuje de un frente frío, su temperatura baja y se vuelve más fría que el aire circundante 
Si el gradiente térmico vertical es de 0,75 °C por cada 100 m, es decir, menor que el gradiente adiabático seco de 1 °C por cada 100 m, la atmósfera se considera estable. 
una vez que desaparezca el mecanismo que ha forzado su ascenso, la parcela volverá a desplomarse hacia el suelo. 
Verano en el norte de EE. UU.
Durante los meses de verano, pueden registrarse temperaturas del aire y humedad relativa altas. En tales ambientes, conforme una parcela de aire asciende, se enfría al ritmo del gradiente adiabático seco hasta que se produzca condensación y luego se enfría al ritmo del gradiente adiabático húmedo.
Una vez que se produzca la condensación la parcela perderá calor menos rápidamente y cuando su temperatura supere la del entorno, podrá ascender por su propia cuenta.
Una atmósfera húmeda con un gradiente vertical de 0,75 °C por cada 100 m, nos encontramos con que el gradiente térmico del entorno es < gradiente adiabático seco; para una parcela de aire no saturado, esto indica una atmósfera estable.
Pero…..
Si elevamos la parcela hasta que se condense, esta comenzará a enfriarse al ritmo del gradiente adiabático húmedo. El gradiente térmico vertical de la atmósfera es mayor que el gradiente adiabático húmedo de 0,6 °C por cada 100 m; para una parcela de aire saturado, esto significa que a partir de ese nivel la atmósfera es inestable
En lugares como Florida, durante los meses de invierno la temperatura del aire es más baja y la humedad relativa se mantiene alta. En tales ambientes, una parcela de aire que asciende se enfría al ritmo del gradiente adiabático seco, pero una vez que se produce la condensación, se enfría al ritmo del gradiente adiabático húmedo.
Invierno en el sureste de EE. UU.
Esto implica que la parcela de aire levantada será más fresca que el aire circundante y que, una vez libre de forzamientos, tenderá a hundirse. 
El resultado es que la atmósfera es estable, tanto para las parcelas saturadas como para las parcelas no saturadas. Este tipo de ambiente se describe como absolutamente estable
Por ejemplo, el gradiente térmico vertical es de 0,35 °C por cada 100 m, el gradiente adiabático seco es de 1 °C por cada 100 m y el gradiente adiabático húmedo es de 0,6 °C por cada 100 m. 
La simple comparación de estos gradientes nos permite ver que el gradiente térmico vertical es inferior tanto al gradiente adiabático seco como al gradiente adiabático húmedo, lo que significa que la parcela de aire será más fría que su entorno en todos los niveles, independientemente de que esté o no saturada.
Si la T de la parcela de aire es menor que la del aire circundante, la parcela se hundirá. Cuando esto sucede durante un incendio, el humo queda junto al suelo y la atmósfera limita la propagación del fuego. 
Para terminar de cerrar ideas….
Cuales imágenes indican condiciones de estabilidad atmosférica y cuales condiciones inestables?
A
B
C
D
A) La capacidad limitada de ascenso de la columna de humo indica que las condiciones encima del fuego son estables. La temperatura del aire que está por encima de la columna de humo es más alta que la temperatura del humo.
B) Estos cúmulos de desarrollo vertical indican que la atmósfera es inestable.
C) La escasa visibilidad por encima de este incendio indica aire muy estable debido al fenómeno de inversión térmica. Ya lo veremos mas adelante 
D)La formación de estas nubes llamadas pirocúmulos indica una atmósfera muy inestable y el potencial de comportamiento extremo del fuego.