En meteorología , una masa de aire es un volumen de aire definido por su temperatura y humedad . Las masas de aire cubren cientos o miles de kilómetros cuadrados y se adaptan a las características de la superficie debajo de ellas. Se clasifican según la latitud y sus regiones de origen continental o marítimo. Las masas de aire más frías se denominan polares o árticas, mientras que las masas de aire más cálidas se consideran tropicales. Las masas de aire continentales y superiores son secas, mientras que las masas de aire marítimas y monzónicas son húmedas. Los frentes meteorológicos separan las masas de aire con diferentes características de densidad (temperatura o humedad ). Una vez que una masa de aire se aleja de su región de origen, la vegetación subyacente y los cuerpos de agua pueden modificar rápidamente su carácter. Los esquemas de clasificación abordan las características de una masa de aire, así como la modificación.
La clasificación de Bergeron es la forma más aceptada de clasificación de masas de aire, aunque otros han producido versiones más refinadas de este esquema en diferentes regiones del globo. [1] [2] La clasificación de masas de aire implica tres letras. La primera letra describe sus propiedades de humedad: "c" representa masas de aire continentales (secas) y "m" representa masas de aire marítimas (húmedas). Su región de origen es la siguiente: "T" significa tropical , "P" significa polar , "A" significa ártico o antártico , "M" significa monzón , "E" significa ecuatorial y "S" significa aire que se seca y calienta adiabáticamente formado por un movimiento descendente significativo en la atmósfera. Por ejemplo, una masa de aire que se origina sobre el desierto al suroeste de los Estados Unidos en verano puede designarse como "cT". Una masa de aire que se origina sobre el norte de Siberia en invierno puede indicarse como "cA". [3]
La estabilidad de una masa de aire puede mostrarse mediante una tercera letra, ya sea "k" (masa de aire más fría que la superficie debajo de ella) o "w" (masa de aire más cálida que la superficie debajo de ella). [3] Un ejemplo de esto podría ser una masa de aire polar que sopla sobre la Corriente del Golfo , denotada como "cPk". Ocasionalmente, uno también puede encontrar el uso de un apóstrofo o "marca de grado" que denota que una masa de aire dada que tiene la misma notación que otra que está reemplazando es más fría que la masa de aire reemplazada (generalmente para masas de aire polares). Por ejemplo, una serie de frentes sobre el Pacífico podría mostrar una masa de aire denotada mPk seguida de otra denotada mPk'. [3]
Otra convención que utiliza estos símbolos es la indicación de modificación o transformación de un tipo en otro. Por ejemplo, una masa de aire del Ártico que sopla sobre el Golfo de Alaska puede mostrarse como "cA-mPk". Otra convención indica la estratificación de masas de aire en ciertas situaciones. Por ejemplo, el paso de una masa de aire polar por una masa de aire del Golfo de México sobre el centro de los Estados Unidos puede mostrarse con la notación "mT/cP" (a veces utilizando una línea horizontal como en la notación de fracciones). [4]
Las masas de aire tropicales y ecuatoriales son calientes a medida que se desarrollan sobre latitudes más bajas. Las masas de aire tropicales tienen menor presión porque el aire caliente se eleva y el aire frío desciende. Las que se desarrollan sobre la tierra (continentales) son más secas y cálidas que las que se desarrollan sobre los océanos, y viajan hacia los polos en la periferia sur de la dorsal subtropical . [5] Las masas de aire tropicales marítimas a veces se denominan masas de aire alisios. Las masas de aire tropicales marítimas que afectan a los Estados Unidos se originan en el mar Caribe , el sur del golfo de México y el Atlántico tropical al este de Florida a través de las Bahamas . [6] Las masas de aire monzónicas son húmedas e inestables. Las masas de aire superiores son secas y rara vez llegan al suelo. Normalmente residen sobre masas de aire tropicales marítimas, formando una capa más cálida y seca sobre la masa de aire húmedo más moderada que se encuentra debajo, formando lo que se conoce como inversión de vientos alisios sobre la masa de aire tropical marítima.
Las masas de aire polares continentales (cP) son masas de aire que son frías y secas debido a su región de origen continental. Las masas de aire polares continentales que afectan a América del Norte se forman sobre el interior de Canadá. Las masas de aire tropicales continentales (cT) son un tipo de aire tropical producido por la dorsal subtropical sobre grandes áreas de tierra y normalmente se originan en desiertos de baja latitud como el desierto del Sahara en el norte de África, que es la principal fuente de estas masas de aire. Otras fuentes menos importantes que producen masas de aire cT son la península Arábiga , la parte central árida/semiárida de Australia y los desiertos que se encuentran en el suroeste de los Estados Unidos . Las masas de aire tropicales continentales son extremadamente cálidas y secas. [7] Las masas de aire árticas, antárticas y polares son frías. Las cualidades del aire ártico se desarrollan sobre suelo cubierto de hielo y nieve. El aire ártico es profundamente frío, más frío que las masas de aire polares. El aire ártico puede ser poco profundo en verano y modificarse rápidamente a medida que se mueve hacia el ecuador. [8] Las masas de aire polar se desarrollan en latitudes más altas sobre la tierra o el océano, son muy estables y, por lo general, menos profundas que el aire ártico. El aire polar sobre el océano (marítimo) pierde su estabilidad a medida que gana humedad sobre aguas oceánicas más cálidas. [9]
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Un frente meteorológico es un límite que separa dos masas de aire de diferentes densidades y es la principal causa de los fenómenos meteorológicos . En los análisis meteorológicos de superficie , los frentes se representan utilizando varias líneas de colores y símbolos, según el tipo de frente. Las masas de aire separadas por un frente generalmente difieren en temperatura y humedad . Los frentes fríos pueden presentar bandas estrechas de tormentas eléctricas y clima severo , y en ocasiones pueden estar precedidos por líneas de turbonadas o líneas secas . Los frentes cálidos suelen estar precedidos por precipitación estratiforme y niebla . El clima generalmente se aclara rápidamente después del paso de un frente. Algunos frentes no producen precipitaciones y poca nubosidad, aunque invariablemente hay un cambio de viento. [10]
Los frentes fríos y los frentes ocluidos generalmente se mueven de oeste a este, mientras que los frentes cálidos se mueven hacia los polos . Debido a la mayor densidad del aire en su estela , los frentes fríos y las oclusiones frías se mueven más rápido que los frentes cálidos y las oclusiones cálidas. Las montañas y los cuerpos de agua cálidos pueden ralentizar el movimiento de los frentes. [11] Cuando un frente se vuelve estacionario y el contraste de densidad a lo largo del límite frontal desaparece, el frente puede degenerar en una línea que separa regiones de diferente velocidad del viento, conocida como línea de cizalladura . [12] Esto es más común en el océano abierto.
Las masas de aire pueden modificarse de diversas maneras. El flujo superficial de la vegetación subyacente, como el bosque, actúa para humedecer la masa de aire suprayacente. [13] El calor de las aguas más cálidas subyacentes puede modificar significativamente una masa de aire en distancias tan cortas como 35 kilómetros (22 mi) a 40 kilómetros (25 mi). [14] Por ejemplo, al suroeste de los ciclones extratropicales , el flujo ciclónico curvo que lleva aire frío a través de los cuerpos de agua relativamente cálidos puede dar lugar a estrechas bandas de nieve con efecto lago . Esas bandas traen fuertes precipitaciones localizadas ya que los grandes cuerpos de agua como los lagos almacenan eficientemente el calor que da como resultado diferencias de temperatura significativas (superiores a 13 °C o 23 °F) entre la superficie del agua y el aire de arriba. [15] Debido a esta diferencia de temperatura, el calor y la humedad se transportan hacia arriba, condensándose en nubes orientadas verticalmente (ver imagen satelital) que producen chubascos de nieve. La disminución de la temperatura con la altura y la profundidad de las nubes se ven afectadas directamente tanto por la temperatura del agua como por el entorno a gran escala. Cuanto más fuerte es el descenso de la temperatura con la altura, más profundas se vuelven las nubes y mayor es la tasa de precipitaciones. [16]