Un mapa meteorológico , también conocido como gráfico meteorológico sinóptico , muestra varias características meteorológicas en un área particular en un punto particular en el tiempo y tiene varios símbolos que tienen significados específicos. [1] Estos mapas se han utilizado desde mediados del siglo XIX y se utilizan con fines de investigación y pronóstico del tiempo . Los mapas que utilizan isotermas muestran gradientes de temperatura, [2] que pueden ayudar a localizar frentes meteorológicos . 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 el nivel de 700 y 500 hPa puede indicar el movimiento de ciclones tropicales . Las líneas de corriente bidimensionales basadas en las velocidades del viento en varios niveles muestran áreas de convergencia y divergencia en el campo del viento, que son útiles para determinar la ubicación de las características dentro del patrón del viento. Un tipo popular de mapa meteorológico de superficie es el análisis meteorológico de superficie , que traza isobaras para representar áreas de alta presión y baja presión . Los códigos de nubes se traducen en símbolos y se representan 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 un 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 emitido un mapa cronológico de la tormenta, la flota podría haber predicho y evitado el camino que tomaría.
En Inglaterra , el científico Francis Galton se enteró de este trabajo, así como de los pronósticos meteorológicos pioneros 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. Utilizó su mapa para demostrar que el aire circulaba en el sentido de las agujas del reloj alrededor de las áreas de alta presión; acuñó el término "anticiclón" para describir el fenómeno. También fue fundamental en la publicación del primer mapa meteorológico en un periódico , para el que modificó el pantógrafo (un instrumento para copiar dibujos) para inscribir el mapa en bloques de impresión. The 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 nacionales requirió la existencia de redes telegráficas nacionales para que los datos de todo el país pudieran recopilarse en tiempo real y siguieran siendo relevantes para todos los análisis. El primer uso de este tipo del telégrafo para recopilar datos sobre el clima fue el periódico Manchester Examiner en 1847: [6]
...nos llevó a preguntar si el telégrafo eléctrico ya se había extendido lo suficiente desde Manchester para obtener información de los condados del este... se hicieron averiguaciones en los siguientes lugares y se formularon hipótesis que adjuntamos...
También era importante que el tiempo se estandarizara en todas las zonas horarias para que la información del mapa representara con precisión el clima en un momento determinado. Un sistema de tiempo estandarizado se utilizó por primera vez para coordinar la red ferroviaria británica en 1847, con la inauguración del horario de Greenwich .
En Estados Unidos, el Instituto Smithsoniano desarrolló su red de observadores en gran parte del centro y este del país entre los años 1840 y 1860, una vez que Joseph Henry tomó el mando. [7] El Cuerpo de Señales del Ejército de Estados Unidos heredó esta red entre 1870 y 1874 mediante una ley del Congreso, y la expandió a la costa oeste poco después. Al principio, no se utilizaban todos los datos del mapa debido a la falta de estandarización horaria. Estados Unidos adoptó plenamente las zonas horarias 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 entrada principal en un ciclón se concentraba a lo largo de dos líneas de convergencia , una por delante de la baja y otra detrás de la baja. La línea de convergencia por delante de la baja se conoció como la línea de dirección o el frente cálido. La zona de convergencia posterior se denominó línea de turbonadas o frente frío. Las áreas de nubes y lluvia parecían estar concentradas a lo largo de estas zonas de convergencia. El concepto de zonas frontales condujo 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 el borde delantero de los cambios de masas de aire se parecía a los frentes militares de la Primera Guerra Mundial , el término "frente" comenzó a usarse para representar estas líneas. [11] Estados Unidos comenzó a analizar formalmente los frentes en los análisis de superficie a fines 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 comenzó la serie Daily Weather Map, que al principio analizaba el nivel de 700 hPa, que está a unos 3.000 metros (9.800 pies) sobre el nivel del mar . [13] Para el 14 de mayo de 1954, se estaba analizando la superficie de 500 hPa, que está a unos 5.520 metros (18.110 pies) sobre el nivel del mar. [14] El esfuerzo por automatizar el trazado de mapas comenzó en Estados Unidos en 1969, [15] y el proceso se completó en la década de 1970. Una iniciativa similar fue iniciada en la India por el Departamento Meteorológico de la India en 1969. [16] Hong Kong completó su proceso de trazado automatizado de la superficie en 1987. [17]
En 1999, los sistemas informáticos y el software se habían vuelto finalmente 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 análisis de superficie posible. En los 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 de Superficie Unificado, que se emite cada seis horas y combina los análisis de cuatro centros diferentes. [19] Los avances recientes tanto en los campos de la meteorología como en 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 hacer coincidir rápidamente con los detalles geográficos relevantes. Por ejemplo, las condiciones de formación de hielo se pueden mapear en la red de carreteras. Esto probablemente seguirá generando cambios en la forma en que se crean y muestran los análisis de superficie durante los próximos años. [20]
Un modelo de estación es una ilustración simbólica que muestra el clima que ocurre en una estación de informes dada . Los meteorólogos crearon el modelo de estación para representar gráficamente una serie de elementos meteorológicos en un espacio pequeño en los mapas meteorológicos. Los mapas llenos de gráficos de modelos de estación densos pueden ser difíciles de leer, pero permiten a los meteorólogos, pilotos y marineros ver patrones meteorológicos importantes. Una computadora dibuja un modelo de estación para cada ubicación de observación. El modelo de estación se utiliza principalmente en mapas meteorológicos de superficie, pero también se puede utilizar para mostrar el clima en altura. Un mapa de modelo de estación completo permite a los usuarios analizar patrones en la presión del aire, la temperatura, el viento, la cobertura de nubes y la precipitación. [21]
Los gráficos de modelos de estaciones 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 meteorológicos 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 trazaban como flechas, con plumas en un solo lado que representaban 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 la mitad de una 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 puede trazar un máximo de tres símbolos de nubes para cada estación de notificación que aparece en el mapa meteorológico. Todos los tipos de nubes son codificados y transmitidos por observadores capacitados y luego trazados en mapas como nubes bajas, medias o altas utilizando símbolos especiales para cada tipo de nube principal. Cualquier tipo de nube con una extensión vertical significativa que pueda ocupar más de una nube se codifica como baja (cúmulos y cumulonimbos) o media (nimboestratos) dependiendo del nivel de altitud o la nube 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 nubes 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 la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Si estos elementos para cualquier nube en el momento de la observación se consideran de igual importancia, entonces el tipo que es predominante en cantidad es codificado por el observador y trazado en el mapa meteorológico utilizando el símbolo apropiado. Los mapas meteorológicos especiales en aviación muestran áreas de formación de hielo y turbulencia. [26]
Los intereses de la aviación tienen su propio conjunto de mapas meteorológicos. Un tipo de mapa muestra dónde están en vigor las VFR (reglas de vuelo visual) y dónde están en vigor las IFR (reglas de vuelo por instrumentos). Los gráficos de representación meteorológica muestran la altura del techo (nivel en el que al menos la mitad del cielo está cubierto de nubes) en cientos de pies, el tiempo presente y la cobertura de nubes. [27] Los mapas de formación de hielo muestran 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 graficados 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 representación más realista del patrón meteorológico que un análisis de superficie estándar. Usando las superficies de presión de 850 y 700 hPa, uno puede determinar cuándo y dónde está ocurriendo 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 usarse como una guía aproximada para el movimiento de muchos ciclones tropicales . Los ciclones tropicales menos profundos, que han experimentado 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. Las isotacas se dibujan en estos niveles, que son líneas de igual velocidad del viento. Son útiles para encontrar máximos y mínimos en el patrón de viento. Los mínimos en el patrón de viento en altura son favorables para la ciclogénesis tropical . Los máximos en el patrón de viento en varios niveles de la atmósfera muestran ubicaciones de corrientes en chorro. Las áreas más frías que −40 °C (−40 °F) indican una falta de formación de hielo significativa, siempre que no haya actividad de tormenta eléctrica activa . [30]
Un análisis meteorológico de superficie es un tipo de mapa meteorológico que representa las posiciones de las áreas de alta y baja presión , así como varios tipos de sistemas de escala sinóptica , como las zonas frontales . En estos mapas se pueden dibujar isotermas, que son líneas de igual temperatura. Las isotermas se dibujan normalmente como líneas sólidas en un intervalo de temperatura preferido. [2] Muestran gradientes de temperatura, que pueden ser útiles para encontrar frentes, que están en el lado cálido de grandes gradientes de temperatura. Al trazar la línea de congelación, las isotermas pueden ser útiles para determinar el tipo de precipitación. Los límites de mesoescala, como los ciclones tropicales , los límites de salida y las líneas de turbonadas, también se analizan en los análisis meteorológicos 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 los máximos y mínimos relativos en el campo de presión. Los mínimos se denominan áreas de baja presión, mientras que los máximos se denominan áreas de alta presión . Los máximos se muestran a menudo como H, mientras que los mínimos se muestran como L. Las áreas alargadas de baja presión, o valles, a veces se trazan como líneas discontinuas marrones gruesas a lo largo del eje del valle. [32] Las isobaras se utilizan comúnmente para colocar límites de superficie desde las latitudes de los caballos hacia los polos, mientras que los análisis de líneas de corriente se utilizan en los trópicos. [33] Un análisis de líneas 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 el flujo ciclónico o las posibles áreas de baja presión, mientras que las "A" representan el flujo anticiclónico o las posibles posiciones de las áreas de alta presión. [34] Un área de líneas de corriente confluentes muestra la ubicación de líneas de cizalladura dentro de los trópicos y subtrópicos. [19]
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