Un mapa meteorológico , también conocido como mapa meteorológico sinóptico , muestra varias características meteorológicas en un área particular en un momento determinado y tiene varios símbolos , todos ellos con significados específicos. [1] Estos mapas se utilizan desde mediados del siglo XIX y se utilizan con fines de investigación y previsión meteorológica . Los mapas que utilizan isotermas muestran gradientes de temperatura, [2] que pueden ayudar a localizar frentes climáticos . Los mapas de isotacas , que analizan líneas de igual velocidad del viento , [3] en una superficie de presión constante de 300 o 250 hPa , muestran dónde se encuentra la corriente en chorro . El uso de gráficos de presión constante en los niveles de 700 y 500 hPa puede indicar el movimiento de un ciclón tropical . Las líneas de corriente bidimensionales basadas en velocidades del viento en varios niveles muestran áreas de convergencia y divergencia en el campo de viento, que son útiles para determinar la ubicación de características dentro del patrón de viento. Un tipo popular de mapa meteorológico de superficie es el análisis meteorológico de superficie , que traza isobaras para representar áreas de alta y baja presión . Los códigos de nubes se traducen en símbolos y se trazan en estos mapas junto con otros datos meteorológicos que se incluyen en informes sinópticos enviados por observadores capacitados profesionalmente.
El uso de mapas meteorológicos en el sentido moderno comenzó a mediados del siglo XIX con el fin de idear una teoría sobre los sistemas de tormentas. [4] Durante la Guerra de Crimea , una tormenta devastó la flota francesa en Balaklava , y el científico francés Urbain Le Verrier pudo demostrar que si se hubiera publicado un mapa cronológico de la tormenta, se podría haber predicho y evitado el camino que tomaría. por la flota.
En Inglaterra , el científico Francis Galton se enteró de este trabajo, así como de las predicciones meteorológicas pioneras de Robert Fitzroy . Después de recopilar información de las estaciones meteorológicas de todo el país durante el mes de octubre de 1861, trazó los datos en un mapa utilizando su propio sistema de símbolos, creando así el primer mapa meteorológico del mundo. Usó su mapa para demostrar que el aire circulaba en el sentido de las agujas del reloj alrededor de áreas de alta presión; acuñó el término "anticiclón" para describir el fenómeno. También jugó un papel decisivo en la publicación del primer mapa meteorológico en un periódico , para lo cual modificó el pantógrafo (un instrumento para copiar dibujos) para inscribir el mapa en bloques de impresión. El Times comenzó a imprimir mapas meteorológicos utilizando estos métodos con datos de la Oficina Meteorológica . [5]
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La introducción de mapas meteorológicos a nivel nacional requirió la existencia de redes telegráficas nacionales para que los datos de todo el país pudieran recopilarse en tiempo real y seguir siendo relevantes para todos los análisis. El primer uso del telégrafo para recopilar datos sobre el tiempo fue el periódico Manchester Examiner en 1847: [6]
... nos llevó a preguntar si el telégrafo eléctrico ya se había extendido lo suficientemente lejos de Manchester para obtener información de los condados del este... se realizaron consultas en los siguientes lugares; y se devolvieron hipótesis, que adjuntamos...
También era importante que la hora estuviera estandarizada en todas las zonas horarias para que la información en el mapa representara con precisión el tiempo en un momento determinado. Un sistema de hora estandarizado se utilizó por primera vez para coordinar la red ferroviaria británica en 1847, con la inauguración de la hora media de Greenwich .
En Estados Unidos, el Instituto Smithsonian desarrolló su red de observadores en gran parte del centro y este de Estados Unidos entre las décadas de 1840 y 1860, una vez que Joseph Henry tomó el mando. [7] El Cuerpo de Señales del Ejército de EE. UU. heredó esta red entre 1870 y 1874 mediante una ley del Congreso, y poco después la amplió a la costa oeste. Al principio no se utilizaron todos los datos del mapa por falta de estandarización horaria. Estados Unidos adoptó por completo los husos horarios en 1905, cuando Detroit finalmente estableció la hora estándar. [8] [9]
El uso de zonas frontales en los mapas meteorológicos comenzó en la década de 1910 en Noruega . La teoría del frente polar se atribuye a Jacob Bjerknes , derivada de una red costera de sitios de observación en Noruega durante la Primera Guerra Mundial . Esta teoría proponía que la principal afluencia a un ciclón se concentraba a lo largo de dos líneas de convergencia , una delante de la baja y otra detrás de la baja. La línea de convergencia delante de la baja se conoció como línea de dirección o frente cálido. La zona de convergencia posterior se denominó línea de turbonada o frente frío. Las áreas de nubes y lluvia parecían concentrarse a lo largo de estas zonas de convergencia. El concepto de zonas frontales llevó al concepto de masas de aire . La naturaleza de la estructura tridimensional del ciclón esperaría al desarrollo de la red de aire superior durante la década de 1940. [10] Dado que la vanguardia de los cambios de masa de aire se parecía a los frentes militares de la Primera Guerra Mundial , se empezó a utilizar el término "frente" para representar estas líneas. [11] Estados Unidos comenzó a analizar formalmente frentes en análisis de superficie a finales de 1942, cuando se inauguró el Centro de Análisis WBAN en el centro de Washington, DC [12]
Además de los mapas meteorológicos de superficie, las agencias meteorológicas comenzaron a generar gráficos de presión constante. En 1948, Estados Unidos inició la serie Daily Weather Map, que en un principio analizó el nivel de 700 hPa, que se encuentra a unos 3.000 metros (9.800 pies) sobre el nivel del mar . [13] El 14 de mayo de 1954, se estaba analizando la superficie de 500 hPa, que se encuentra a unos 5.520 metros (18.110 pies) sobre el nivel del mar. [14] El esfuerzo por automatizar el trazado de mapas comenzó en los Estados Unidos en 1969, [15] y el proceso se completó en la década de 1970. El Departamento Meteorológico de la India inició una iniciativa similar en 1969. [16] Hong Kong completó su proceso de trazado automatizado de superficies en 1987. [17]
En 1999, los sistemas informáticos y el software finalmente se habían vuelto lo suficientemente sofisticados como para permitir la capacidad de superponer en la misma estación de trabajo imágenes satelitales, imágenes de radar y campos derivados de modelos, como el espesor atmosférico y la frontogénesis, en combinación con observaciones de superficie para lograr el mejor resultado posible. posible análisis de superficie. En Estados Unidos, este desarrollo se logró cuando las estaciones de trabajo Intergraph fueron reemplazadas por estaciones de trabajo n- AWIPS . [18] En 2001, los diversos análisis de superficie realizados dentro del Servicio Meteorológico Nacional se combinaron en el Análisis Unificado de Superficie, que se publica cada seis horas y combina los análisis de cuatro centros diferentes. [19] Los avances recientes en los campos de la meteorología y los sistemas de información geográfica han hecho posible diseñar productos finamente personalizados que nos llevan del mapa meteorológico tradicional a un ámbito completamente nuevo. La información meteorológica se puede comparar rápidamente con detalles geográficos relevantes. Por ejemplo, las condiciones de formación de hielo se pueden mapear en la red de carreteras. Es probable que esto continúe generando cambios en la forma en que se crean y muestran los análisis de superficies durante los próximos años. [20]
Un modelo de estación es una ilustración simbólica que muestra el tiempo que ocurre en una estación informativa determinada . Los meteorólogos crearon el modelo de estación para trazar una serie de elementos meteorológicos en un espacio pequeño en mapas meteorológicos. Los mapas llenos de gráficos densos de modelos de estaciones pueden ser difíciles de leer, pero permiten a los meteorólogos, pilotos y navegantes ver patrones climáticos importantes. Una computadora dibuja un modelo de estación para cada lugar de observación. El modelo de estación se utiliza principalmente en mapas meteorológicos de superficie, pero también se puede utilizar para mostrar el tiempo en altura. Un mapa modelo de estación completo permite a los usuarios analizar patrones de presión del aire, temperatura, viento, nubosidad y precipitación. [21]
Los gráficos del modelo de estación utilizan una convención de codificación aceptada internacionalmente que ha cambiado poco desde el 1 de agosto de 1941. Los elementos del gráfico muestran los elementos climáticos clave, incluidos la temperatura , el punto de rocío , el viento, la nubosidad, la presión del aire, la tendencia de la presión y la precipitación. [22] [23] Los vientos tienen una notación estándar cuando se trazan en mapas meteorológicos. Hace más de un siglo, los vientos se representaban como flechas, con plumas en un solo lado representando cinco nudos de viento, mientras que las plumas en ambos lados representaban 10 nudos (19 km/h) de viento. La notación cambió a la de media flecha, con la mitad de una púa de viento indicando cinco nudos, una púa completa diez nudos y una bandera de banderín cincuenta nudos.
Debido a la estructura del código SYNOP, se pueden trazar un máximo de tres símbolos de nubes para cada estación informadora que aparece en el mapa meteorológico. Todos los tipos de nubes son codificados y transmitidos por observadores capacitados y luego trazados en mapas como niveles bajos, medios o altos utilizando símbolos especiales para cada tipo de nube principal. Cualquier tipo de nube con una extensión vertical significativa que pueda ocupar más de una etapa se codifica como baja (cúmulos y cumulonimbos) o media (nimboestratos) dependiendo del nivel de altitud o etapa donde normalmente se forma inicialmente, aparte de cualquier crecimiento vertical que tenga lugar. [24] [25] El símbolo utilizado en el mapa para cada una de estas etapas en un momento de observación particular es para el género, especie, variedad, mutación o movimiento de nubes que se considera más importante según los criterios establecidos por el Servicio Meteorológico Mundial. Organización (OMM). Si estos elementos para cualquier etapa en el momento de la observación se consideran de igual importancia, entonces el observador codifica el tipo predominante en cantidad y lo traza en el mapa meteorológico utilizando el símbolo apropiado. Los mapas meteorológicos especiales de la aviación muestran zonas de formación de hielo y turbulencias. [26]
Los intereses de la aviación tienen su propio conjunto de mapas meteorológicos. Un tipo de mapa muestra dónde están vigentes las VFR (reglas de vuelo visual) y dónde están vigentes las IFR (reglas de vuelo por instrumentos). Los gráficos de representación meteorológica muestran la altura del techo (el nivel en el que al menos la mitad del cielo está cubierto de nubes) en cientos de pies, el tiempo actual y la nubosidad. [27] Los mapas de formación de hielo representan áreas donde la formación de hielo puede ser un peligro para volar. Los mapas relacionados con la aviación también muestran áreas de turbulencia. [28]
Los gráficos de presión constante normalmente contienen valores trazados de temperatura, humedad, viento y la altura vertical sobre el nivel del mar de la superficie de presión. [29] Tienen una variedad de usos. En el terreno montañoso del oeste de los Estados Unidos y la meseta mexicana, la superficie de presión de 850 hPa puede ser una descripción más realista del patrón climático que un análisis de superficie estándar. Utilizando las superficies de presión de 850 y 700 hPa, se puede determinar cuándo y dónde se produce la advección cálida (coincidente con el movimiento vertical ascendente) y la advección fría (coincidente con el movimiento vertical descendente) dentro de las porciones inferiores de la troposfera . Las áreas con pequeñas depresiones del punto de rocío y que están por debajo del punto de congelación indican la presencia de condiciones de formación de hielo para las aeronaves. [30] La superficie de presión de 500 hPa puede utilizarse como guía aproximada para el movimiento de muchos ciclones tropicales . Los ciclones tropicales menos profundos, que han experimentado una cizalladura vertical del viento , tienden a ser dirigidos por vientos en el nivel de 700 hPa. [31]
El uso de los gráficos de presión constante de 300 y 200 hPa puede indicar la fuerza de los sistemas en la troposfera inferior, ya que los sistemas más fuertes cerca de la superficie de la Tierra se reflejan como características más fuertes en estos niveles de la atmósfera. En estos niveles se dibujan isotacas, que son líneas de igual velocidad del viento. Son útiles para encontrar máximos y mínimos en el patrón del viento. Los mínimos en el patrón del viento en altura son favorables para la ciclogénesis tropical . Los máximos en el patrón del viento en varios niveles de la atmósfera muestran la ubicación de las corrientes en chorro. Las áreas a temperaturas inferiores a -40 °C (-40 °F) indican una falta de formación de hielo significativa, siempre y cuando no haya actividad tormentosa activa . [30]
Un análisis meteorológico de superficie es un tipo de mapa meteorológico que representa posiciones de áreas de alta y baja presión , así como varios tipos de sistemas de escala sinóptica , como zonas frontales . En estos mapas se pueden dibujar isotermas, que son líneas de igual temperatura. Las isotermas se dibujan normalmente como líneas continuas en un intervalo de temperatura preferido. [2] Muestran gradientes de temperatura, que pueden ser útiles para encontrar frentes que se encuentran en el lado cálido de grandes gradientes de temperatura. Al trazar la línea de congelación, las isotermas pueden resultar útiles para determinar el tipo de precipitación. Los límites de mesoescala, como los ciclones tropicales , los límites de flujo de salida y las líneas de turbonada, también se analizan en los análisis del clima de superficie.
En estos mapas se realiza un análisis isobárico, que implica la construcción de líneas de igual presión media al nivel del mar . Las líneas cerradas más internas indican las posiciones de máximos y mínimos relativos en el campo de presión. Los mínimos se llaman áreas de baja presión mientras que los máximos se llaman áreas de alta presión . Los máximos a menudo se muestran como H, mientras que los mínimos se muestran como L. Las áreas alargadas de baja presión, o depresiones, a veces se trazan como líneas discontinuas gruesas de color marrón a lo largo del eje de la depresión. [32] Las isobaras se usan comúnmente para ubicar límites de superficie desde las latitudes de los caballos hacia el polo, mientras que los análisis de líneas de corriente se usan en los trópicos. [33] Un análisis de línea de corriente es una serie de flechas orientadas paralelas al viento, que muestran el movimiento del viento dentro de un área geográfica determinada. Las "C" representan flujo ciclónico o áreas probables de baja presión, mientras que las "A" representan flujo anticiclónico o posiciones probables de áreas de alta presión. [34] Un área de líneas de corriente confluentes muestra la ubicación de líneas de corte dentro de los trópicos y subtrópicos. [19]
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