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Meteorología · tema 5

La estabilidad atmosférica y el vuelo

18 conceptos31 preguntas22 % de fallo medioLectura: 9 min
En 30 segundos
  • Sube una burbuja de aire: si llega más fría que el aire de alrededor, vuelve (estable); si llega más caliente, sigue subiendo (inestable).
  • Lo decide el gradiente ambiental frente al adiabático: seco ≈ 1 °C/100 m, saturado ≈ 0,6 °C/100 m.
  • Estable: aire suave, nubes en capa y calima. Inestable: baches, cúmulos y buena visibilidad.
1

La parcela: vuelve o se escapa

Columna y parcela en 3DEscala vertical exagerada · condensación a 800 m como ejemplo · arrastra para girar
A la derecha, temperatura frente a altura
Entorno
0,80 °C/100 m
Atmósfera
Condicional
Parcela
Sin freno
Nube
Cúmulo
0,80 °C/100 m
2,4 °C/1000 ft · ISA 0,65 · seco 1 · saturado 0,6
+2,0 °C
La parcela sale del campo más caliente que el aire de alrededor.
Aire

Hasta 800 m sube seca; al condensar pasa a enfriarse solo 0,6 °C/100 m, menos que el entorno (0,80 °C/100 m), y se dispara: cúmulo de desarrollo. Es la inestabilidad condicional: aquí decide la humedad.

Parcela de aire
Porción imaginaria de aire que se mueve en vertical sin mezclarse con el aire que la rodea.
Gradiente térmico ambiental°C/100 m
Lo que baja de verdad la temperatura con la altura en un lugar y un momento. Cambia de un día a otro y de una capa a otra.
Gradiente adiabático seco≈ 1 °C/100 m
Lo que se enfría una parcela no saturada al subir, solo por expandirse y sin intercambiar calor. Unos 3 °C/1000 ft.
Gradiente adiabático saturado≈ 0,6 °C/100 m
Lo que se enfría una parcela saturada al subir. Es menor porque el vapor, al condensarse, le devuelve calor.
Estabilidad atmosférica
Tendencia del aire a frenar un movimiento vertical: la parcela desplazada vuelve a su nivel.
Inestabilidad atmosférica
Tendencia a reforzarlo: la parcela desplazada sigue alejándose de su nivel aunque cese el empujón.
Inestabilidad condicional0,6–1 °C/100 m
Aire estable para una parcela seca e inestable para una saturada: la humedad decide.
Gradiente del entornoParcela secaParcela saturadaLa atmósfera es
Negativo (la temperatura sube)VuelveVuelveInversión: muy estable
Menor que 0,6 °C/100 mVuelveVuelveAbsolutamente estable
Entre 0,6 y 1 °C/100 mVuelveSigue subiendoCondicionalmente inestable
Mayor que 1 °C/100 mSigue subiendoSigue subiendoAbsolutamente inestable

Saturado ≈ 0,6 °C/100 m en el ejemplo; varía con la temperatura del aire.

Por qué pasa

Al subir, la parcela encuentra menos presión, se expande y se enfría. Si llega a cada nivel más fría que el aire de alrededor, es más densa y cae de vuelta; si llega más caliente, es más ligera y sigue sola. No manda si hace frío o calor, sino la comparación entre lo que se enfría la parcela y lo que se enfría su entorno.

Calentar el aire desde abajo, con un suelo soleado, aumenta el gradiente cerca del suelo y le quita estabilidad: salen corrientes ascendentes, las térmicas (se vuelan en El viento). Enfriarlo desde abajo hace lo contrario. Además el aire está estratificado: una capa inestable puede tener encima otra estable, y la térmica se para al llegar a ella. Es la misma idea que la estabilidad del avión: tendencia a volver o a alejarse.

Quédate con
  • Parcela más fría que el entorno → vuelve: estable.
  • Entorno que se enfría más de 1 °C/100 m → inestable siempre.
  • Calentar desde abajo quita estabilidad; enfriar desde abajo la da.
Misma atmósfera, dos parcelas
Datos
ISA: 15 °C en el suelo y 0,65 °C/100 m · se sube a 1.000 m
Entorno a 1.000 m
15 − 10 × 0,65 = 8,5 °C
Parcela seca
15 − 10 × 1 = 5 °C → 3,5 °C más fría: vuelve
Parcela saturada
15 − 10 × 0,6 = 9 °C → 0,5 °C más caliente: sigue
Resultado
0,65 está entre 0,6 y 1: la ISA es condicionalmente inestable
2

Inversión y subsidencia: la tapa

Día de anticiclón en 3DEscala vertical exagerada · temperaturas y alturas de ejemplo · arrastra para girar
A la derecha, el perfil de temperatura del valle
Suelo
18 °C
Mezcla hasta
700 m
Visibilidad
Mala · calima
Aire
Térmicas
13:00
El sol calienta el suelo y la mezcla crece desde abajo.
Situación

Las térmicas llegan a la tapa de 700 m y no pasan: dentro de la inversión el aire está más caliente que ellas. Debajo, calima y humo; encima, aire limpio y seco. Tras varios días de anticiclón la tapa ha bajado y la calima se acumula: visibilidad mala.

Inversión térmicala T sube
Capa en la que la temperatura aumenta con la altura. Es el caso más estable: frena cualquier movimiento vertical.
Inversión de radiación
La de las noches despejadas y en calma: el suelo pierde calor, enfría el aire pegado a él y lo deja más frío que el de encima. Es la más frecuente.
Subsidencia
Descenso lento del aire en una zona amplia. Al bajar se comprime, se calienta y se seca.
Anticiclón
Zona de presión más alta que su entorno. En ella el aire baja: hay subsidencia.
Capa de mezcla
Franja desde el suelo hasta donde llegan las térmicas. Dentro se reparten humo, polvo y humedad; fuera no pasan.
Calima y bruma
Turbiedad del aire por partículas secas de polvo o humo (calima) o por gotitas de agua (bruma). Reducen la visibilidad.
Por qué pasa

En un anticiclón el aire baja en una zona amplia: es la subsidencia. Al bajar se comprime y se calienta a razón del adiabático seco, así que llega más cálido y seco que el aire que encuentra abajo. Donde se encuentran se forma una inversión de subsidencia, una tapa de aire caliente que frena las térmicas y deshace las nubes. Por eso la subsidencia inhibe las tormentas y da tiempo seco y estable.

Bajo la tapa el aire no se renueva hacia arriba: humo, polvo y humedad se acumulan en la capa de mezcla, cada día un poco más si el anticiclón dura. De noche el suelo añade su inversión de radiación, que el sol de la mañana rompe desde abajo. Encima de la tapa el aire está limpio; en su límite puede haber cizalladura, que se explica en El viento.

Quédate con
  • Inversión: la temperatura sube con la altura → muy estable, sin turbulencia térmica.
  • Subsidencia: aire que baja, se calienta y se seca → frena nubes y tormentas.
  • Anticiclón no es cielo limpio: calima, bruma, niebla o nubes bajas bajo la tapa.
Hasta dónde sube la térmica
Datos
Suelo a 20 °C a las 15 h · tapa de 1.200 m (6 °C) a 1.400 m (12 °C), de ejemplo
Térmica a 1.200 m
20 − 12 × 1 = 8 °C · la base de la tapa está a 6 °C → aún sube
Térmica a 1.300 m
20 − 13 × 1 = 7 °C · la tapa ya está a 9 °C → más fría
Resultado
Se para a ≈ 1.250 m: humo y calima se quedan debajo
3

Capa o torre: la nube delata el aire

Ladera a barlovento en 3DEscala vertical exagerada · bases de nube de ejemplo · arrastra para girar
El viento llega por la izquierda
Entorno
0,40 °C/100 m
Nube
Estratos en capa
Base
1.000 m
Vuelo
Suave · cima tapada
0,40 °C/100 m
1,2 °C/1000 ft · dentro de la nube manda el saturado, 0,6
Humedad

El aire sube por la ladera y condensa a 1.000 m. Con 0,40 °C/100 m el entorno se enfría menos que la nube (0,6 °C/100 m): no puede crecer hacia arriba y se extiende en capa. Estratos pegados a barlovento y cima tapada: techo bajo y aire suave.

Ascenso orográfico
Subida forzada del aire al encontrarse con una montaña.
Barlovento
Ladera por la que llega el viento. La contraria, por la que baja, es sotavento.
Nube estratiformeen capa
Nube más extensa que alta, de base y techo casi planos: estratos, estratocúmulos, altoestratos, nimboestratos.
Nube cumuliformede desarrollo
Nube que crece hacia arriba, en torres de bordes definidos: cúmulos y cumulonimbos.
Por qué pasa

El viento empuja el aire ladera arriba; al subir se enfría y, si es húmedo, condensa en el nivel de condensación (se explica en Las nubes). Desde ahí la parcela va saturada y se enfría unos 0,6 °C/100 m. Si el aire de alrededor se enfría menos, la nube no puede crecer hacia arriba y se extiende en capa: estratos pegados a la ladera y la cima tapada.

Si el entorno se enfría más que la parcela saturada, la nube queda más caliente que su entorno y crece sola: cúmulos sobre la cresta y, si la torre se hace muy alta, chubascos. Cuanta más humedad, más abajo condensa y antes se dispara. Ojo: una nube en capa dice cómo es su capa, no toda la atmósfera; encima puede haber aire inestable.

Quédate con
  • Aire estable forzado a subir → nubes en capa y lluvia continua.
  • Aire húmedo e inestable → cúmulos y chubascos.
  • Montaña con estratos a barlovento: techo bajo y cima tapada.
4

Qué notas en vuelo

Aire estableAire inestable
NubesEn capa: estratos, estratocúmulos, altoestratosDe desarrollo: cúmulos y cumulonimbos
PrecipitaciónContinua: llovizna o lluviaEn chubascos: aguaceros cortos e intensos
TurbulenciaAire suaveBaches por térmicas y descendencias
VisibilidadRegular o mala: calima, humo, bruma o nieblaBuena, salvo dentro de los chubascos
Viento en superficieConstanteRacheado
Humo de una chimeneaSube poco y se aplastaSube y se dispersa

Rasgos típicos. Un aire estable y seco, sin humo ni humedad, puede tener buena visibilidad.

Mezcla vertical
Intercambio de aire entre niveles por corrientes que suben y bajan. Reparte calor, humedad y partículas.
Condiciones meteorológicas de vuelo
Estado del aire que decide si se puede volar y con qué dificultad: visibilidad, nubes, turbulencia, viento y precipitación.
Por qué pasa

Todo sale de la mezcla vertical. En aire inestable las corrientes ascendentes suben humo, polvo y humedad y los reparten en mucho espesor: abajo el aire queda limpio, pero el avión cruza térmicas y descendencias y va a baches. En aire estable no hay mezcla: el vuelo es suave, pero lo que se emite abajo se queda abajo.

Por eso el examen asocia estable con mala visibilidad e inestable con buena. Es una tendencia, no una ley: un aire estable y seco puede estar limpio, y un chubasco tapa la visibilidad en el aire más inestable.

Quédate con
  • Estable: suave, nubes en capa, visibilidad regular o mala.
  • Inestable: baches, cúmulos, chubascos y buena visibilidad.
  • Humo que se aplasta → inversión o aire estable.
#

Números que caen

≈ 1 °C/100 mAdiabático seco: aire no saturado que sube o baja. Son 3 °C/1000 ft.
≈ 0,5–0,6 °C/100 mAdiabático saturado: dentro de la nube. Menor por el calor que suelta la condensación.
0,65 °C/100 mGradiente ISA (2 °C/1000 ft). Está entre los dos: condicional.
T ↑ con la alturaInversión térmica: la capa más estable que hay.
+1 °C/100 mLo que se calienta el aire que baja por subsidencia: se comprime a razón del adiabático seco.
!

Trampas del examen

Opción incorrecta más elegida en las preguntas del tema · % de fallo real

Error típicoEl aire estable da buena visibilidad.
CorrectoSin mezcla, humedad, humo y polvo se quedan abajo: visibilidad regular o mala, incluso niebla.
34 %88 resp.
Error típicoLa subsidencia es aire que sube.
CorrectoEs aire que baja en una zona amplia, se comprime y se calienta.
32 %88 resp.
Error típicoLa subsidencia favorece las tormentas.
CorrectoLas frena: el aire que baja se calienta, se seca y no deja crecer nubes.
30 %76 resp.
Error típicoAire inestable: turbulencia y poca visibilidad.
CorrectoTurbulencia y buena visibilidad: la mezcla sube y diluye el humo y el polvo.
30 %70 resp.
Error típicoUna inversión aumenta la turbulencia cerca del suelo.
CorrectoLa reduce: es una capa muy estable que frena el movimiento vertical.
25 %102 resp.