Cómo Funciona La Meteorología

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La meteorología es el estudio de la atmósfera y los innumerables fenómenos que la mantienen en movimiento. Aprende hasta dónde ha llegado la meteorología a lo largo de los años.

- Imagina por un segundo que no eras un humano leyendo un artículo de Internet y que en cambio eras una pulga, y no una pulga, sino una pulga que vive toda su vida en la piel de un oso pardo. Dado un ambiente tan hostil, necesitarías concretar algunos datos para mantenerte vivo. ¿Dónde rasca o muerde el oso más a menudo? Cuando se duerme ¿Dónde está la mejor sangre? ¿Qué tan ferozmente ha ido tras sus parásitos en el pasado y cómo podría comportarse en el futuro? Si esto suena como una existencia estresante, considera el ambiente de un entorno en el que vivimos todos los días.

-Los seres humanos hacen su hogar en la región más externa de la corteza terrestre, una capa de gases de 5,5 billones de toneladas (4,99 billones de toneladas métricas) que llamamos la atmósfera. Al igual que con nuestra pulga ejemplar, nuestras vidas dependen exactamente de cómo se comporta el entorno que nos rodea. En sus momentos más tranquilos, el clima nutre nuestros cultivos, nos da aire limpio para respirar y proporciona un entorno generalmente cómodo. Pero en el peor de los casos, la atmósfera, que está cubierta en profundidad en Cómo funciona el clima, produce heladas letales, calores abrasadores, inundaciones destructivas y tormentas capaces de destruir ciudades enteras. Al igual que cualquier parásito experto en supervivencia, vale la pena saber qué hará su anfitrión a continuación.

Si alguna vez se apresuró a ir a la escuela o al trabajo por la mañana sin consultar primero el pronóstico del tiempo, es probable que no haya experimentado el equivalente a ser rastrillado con una garra de oso. Tal vez se resbaló en la nieve o el viaje fue un poco lento, pero bueno, ¿verdad? Al final del día, es probable que todavía comas una cena caliente en un hogar cálido.

Sin embargo, nuestras vidas no siempre han sido tan impermeables. En los países en vías de desarrollo y en entornos más hostiles, la supervivencia diaria aún depende de la Madre Naturaleza. A pesar de las salvaguardas modernas contra la sequía y las inundaciones, el clima todavía puede dañar los suministros de agua y alimentos, incluso en las naciones más avanzadas. Pero en el mundo antiguo, la capacidad de usar observaciones pasadas y presentes para predecir patrones climáticos te hizo más que un hombre del tiempo: te hizo un chamán, un profeta e incluso un líder. Hoy, meteorólogos Aumente las observaciones con tecnología moderna, física y estadística para realizar un servicio no menos vital, pero no necesariamente los consideramos como profetas.

En este artículo, examinaremos meteorología, el estudio científico de la atmósfera y los innumerables fenómenos que lo mantienen en constante movimiento y furia a nuestro alrededor.

El tiempo del pasado: confiar en los animales, las plantas y el saber local

Los primeros humanos observaron animales locales y vegetación para ayudarlos a determinar el clima. ¿Quién necesita Al Roker cuando tienes aves migratorias?

Los primeros humanos observaron animales locales y vegetación para ayudarlos a determinar el clima. ¿Quién necesita Al Roker cuando tienes aves migratorias?

El reconocimiento de patrones es una de las propiedades clave de la inteligencia. Su perro sabe que recibirá una recompensa si hace un truco porque siempre la alimenta después de que se da vuelta. Sabes que tu tía probablemente te dará pijamas para Navidad porque tu armario está lleno de pijamas a cuadros horribles. Nuestras mentes aprenden y actúan en función de los patrones que percibimos a nuestro alrededor. Al saber lo que vino antes, sabemos lo que nos deparará el futuro.

-Los humanos tempranos observaron patrones en el clima y aprendieron a anticipar cambios que afectaron su suministro de alimentos y bienestar. Crearon nombres para las estaciones e incluso formas de calendarios para guiar sus andanzas y, más adelante, los ciclos de crecimiento de sus cultivos. Las personas sabían en qué se basaría el clima en sus propias experiencias acumulativas, así como las que les transmitieron sus antepasados. Por ejemplo, ciertas tribus aborígenes australianas llevan consigo 18,000 generaciones de observaciones meteorológicas locales [fuente: BBC]. Fuera de su territorio, su conocimiento se desvanece gradualmente, pero su comprensión del clima incorpora una gran cantidad de detalles locales. Una tribu puede reconocer tan solo dos o hasta seis estaciones, dependiendo de la precipitación local y los factores de temperatura.

Los primeros humanos sabían que las temperaturas de enfriamiento significaban la llegada del invierno Conocían las vistas y los olores que precedieron a una tormenta. Y donde sus propios sentidos les fallaron, recurrieron a aquellos en la naturaleza: los ciclos de vida de la vegetación diversa y la migración de otros animales. Además, muchas especies animales están mucho más en sintonía con los cambios en la presión del aire y del agua que a menudo indican tormentas y otros cambios atmosféricos.

Mucho antes de que los humanos inventaran dispositivos para medir estas condiciones, simplemente miraban a los cielos y campos. Los animales reconocieron patrones sutiles en la atmósfera, y reconocimos patrones en su comportamiento de respuesta. Estas tradiciones continúan hasta el día de hoy en las páginas de The Old Farmer's Almanac y con prácticas como el Día de la Marmota. Para aprender más sobre los animales y el clima, lea ¿Pueden los animales predecir el clima?

Seguir el clima en una región o territorio tribal es una cosa, pero trazar patrones atmosféricos a escala global es una tarea completamente diferente. En los últimos siglos, meteorología sinóptica, o surgió la idea de trazar el clima de manera integral en un área grande. Al comparar las condiciones meteorológicas simultáneas en áreas adyacentes, los científicos pudieron comprender mejor las condiciones prevalecientes en un área más amplia y proporcionar los tipos de mapas meteorológicos que vemos en la televisión e Internet todos los días.

-¿Cómo registran los meteorólogos las condiciones meteorológicas actuales? Lea la página siguiente para averiguar cómo vamos a determinar qué está haciendo nuestro clima en este momento.

El tiempo del presente: barómetros, termómetros e higrómetros

Un científico verifica las condiciones locales en una estación meteorológica en Arizona.

Un científico verifica las condiciones locales en una estación meteorológica en Arizona.

Probablemente haya escuchado el dicho "demasiados cocineros arruinan el caldo", probablemente en referencia a un álbum, una empresa o incluso a un equipo deportivo. Significa que cuando demasiadas personas trabajan en un proyecto, los resultados son a menudo confusos, sin brillo o simplemente horribles. En cierto modo, la atmósfera es un caldo agitado por demasiados cocineros: gravedad, luz solar, rotación, zonas de presión conflictivas, océanos fríos, desiertos cálidos, cadenas montañosas y corrientes de aire colosales, solo para nombrar algunos. Estas fuerzas constantemente mueven la atmósfera al movimiento, y solo descubrir qué está haciendo en un segundo dado requiere mucho estudio y observación.

Tres de las propiedades atmosféricas clave son presión del aire, temperatura del aire y humedad. Para entender realmente lo que está pasando, tienes que poder medir estas condiciones. Por esta razón, la meteorología no surgió realmente como una ciencia hasta los inventos del siglo XVII de la barómetroque mide presión del aire, y un confiable termómetro, que mide la temperatura. Antes de que terminara el siglo XVII, los científicos también desarrollaron higrómetros para medir la humedad. Estos instrumentos, junto con los pluviómetros, permitieron mejorar la planificación agrícola y los viajes por mar.

Pero para obtener una visión verdaderamente sinóptica de las condiciones climáticas actuales, necesita una forma de comunicarse con otros observadores en otras regiones. La invención de 1837 del telégrafo hizo esto posible. A mediados del siglo XIX, los meteorólogos de varias estaciones meteorológicas pudieron comunicarse rápidamente y armar el panorama general.

Hacia fines del siglo XIX, los meteorólogos utilizaron globos meteorológicos para estudiar la atmósfera superior. Al hacerlo, hicieron descubrimientos cruciales sobre la presión del aire superior y los patrones del viento. A través de esto, los meteorólogos pudieron descubrir el papel baja presión centros jugar en el clima Probablemente has visto estos centros señalados en un mapa en los pronósticos del tiempo. Espirales de aire más fríos y densos en áreas más cálidas y de baja presión de las regiones circundantes. Esto, a su vez, empuja el aire caliente hacia la atmósfera superior, donde el aire se extiende en todas direcciones. Estas formaciones se llaman ciclones (no confundir con huracanes y tifones, que se llaman ciclones en algunas regiones).

Pero esta elevación de aire no solo ocurre en centros de baja presión. También sucede cuando dos masas de aire reunirse en un frente. En cualquier caso, el aire elevado a menudo forma nubes y sistemas de tormentas. Con estos descubrimientos, los meteorólogos estaban mejor preparados para pronosticar el clima. No solo hacían conjeturas basadas en el reconocimiento de patrones; estaban entendiendo cómo funciona la atmósfera.

En el siglo XX, los avances en la aviación nos permitieron estudiar mejor la atmósfera superior, y la nueva tecnología de radio permitió a los meteorólogos enviar equipos sensibles con globos a grandes alturas, una práctica que continúa en la actualidad. De manera similar, las boyas de clima radio comunicaron las condiciones en el mar, incluida la temperatura del agua, la velocidad del viento y la altura de las olas. Después de la Segunda Guerra Mundial, los científicos comenzaron a usar Radar estudiar el clima, ya que la tecnología permitió detectar precipitaciones además de las aeronaves.

En 1960, otro avance añadido a nuestra capacidad para observar y medir la atmósfera de la Tierra: el satélite meteorológico. Al colocar estos observatorios automatizados en norte a sur órbitas polares y de este a oeste órbitas geoestacionariasLos humanos pudieron ver su atmósfera desde el exterior y observar los sistemas de tormentas desde un punto de vista verdaderamente sinóptico. Los satélites meteorológicos ofrecen algo más que una visión extraterrestre del tiempo; También llevan sensores para medir temperatura, humedad y radiación solar.

-Es una cosa saber qué está pasando ahora, pero ¿cómo transforman los meteorólogos todos estos datos en una idea de lo que traerá el clima de mañana? Lea la siguiente página para averiguarlo.

El tiempo del futuro: modelos de predicción numérica del tiempo

Un meteorólogo en el Centro Nacional de Rastreo de Huracanes en Miami estudia los movimientos de un poderoso sistema de tormentas en un esfuerzo por pronosticar sus movimientos.

Un meteorólogo en el Centro Nacional de Rastreo de Huracanes en Miami estudia los movimientos de un poderoso sistema de tormentas en un esfuerzo por pronosticar sus movimientos.

La tecnología moderna permite a los meteorólogos una comprensión sin precedentes de la atmósfera terrestre y un excelente punto de observación desde el cual observar el clima. Pero, ¿cómo los meteorólogos traducen esto en una predicción razonable de lo que el clima seguirá haciendo?

-En lugar de simplemente observar las condiciones actuales y estimar en base a observancias pasadas, los meteorólogos crean Modelos de predicción numérica del tiempo (NWP). Estos modelos son cálculos objetivos basados ​​en la física que, cuando se procesan a través de una computadora, predicen cómo se verá el clima actual en el futuro. Las ecuaciones involucradas en estos modelos son complejas e involucran múltiples variables atmosféricas. Estas variables dejan espacio para el error, por lo que cuanto más lejos intentan pronosticar los meteorólogos, mayor es la posibilidad de error.

Mire el pronóstico del tiempo de cada hora: el pronóstico de cada hora es un paso hacia el futuro posible. Un pronóstico inicial (como el tiempo que pasará dentro de una hora) es el resultado de ejecutar un modelo de computadora basado en lo que el clima está haciendo ahora. Luego, para ejecutar un modelo de lo que hará el clima en dos horas, aplique las diferentes ecuaciones al modelo que vino antes.Entonces, mientras que el primer pronóstico se basó en las condiciones reales, el segundo se basó en las condiciones pronosticadas que podrían haber sido menos precisas. Cada pronóstico posterior agrava la posibilidad de error. Por esta razón, los modelos de PNT se vuelven cada vez más defectuosos cuanto más adelante se intenta mirar.

Los meteorólogos han mejorado constantemente los modelos de PNT desde la década de 1980. Al ajustarlos constantemente, han creado ecuaciones más precisas con menos errores. Otra técnica, llamada Estadísticas de salida del modelo, mejora los pronósticos meteorológicos tomando el modelo de PNT, que se basa en las condiciones actuales, y extrapolando al compararlo con las condiciones de superficie anteriores para una región en particular. Este método utiliza esencialmente lecturas meteorológicas pasadas para equilibrar algunos de los errores inherentes a un modelo de PNT.

-A pesar de los continuos avances en meteorología, no espere un pronóstico meteorológico impecable en el corto plazo. Al considerar las numerosas variables en un modelo de PNT, es importante darse cuenta de cuánta diferencia puede hacer incluso una pequeña discrepancia. En 1961, meteorólogo y teoría del caos El fundador Edward N. Lorenz examinó de cerca los modelos drásticamente diferentes que una diferencia de un solo punto decimal podría hacer. Sobre la base de estos hallazgos, Lorenz acuñó el término efecto mariposa, en el que se hace la pregunta: "¿El aleteo de las alas de una mariposa en Brasil provoca un tornado en Texas?"

Pero mientras el pronóstico del tiempo está lejos de ser impecable, la meteorología ha salvado innumerables vidas al permitir a los científicos predecir dónde golpeará el clima destructivo y advertir a las personas con anticipación. Su pronóstico de cinco días puede no ser perfecto, pero tampoco lo es nuestra comprensión de la compleja variedad de movimientos que llenan la atmósfera en que vivimos.

Explore los enlaces en la página siguiente para obtener más información sobre el clima.

Veleros contra meteorólogos

¿Cuál es la diferencia entre un presentador de televisión y un meteorólogo? Si bien un meteorólogo es un científico que se ha graduado en meteorología o ciencias atmosféricas, los anclajes de la televisión que se ven a diario no son necesariamente científicos. De hecho, ni Willard Scott ni Al Roker son meteorólogos, a pesar de hacer sus nombres frente a un mapa meteorológico.


Suplemento De Vídeo: Como funciona uma estação meteorológica.




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