El aire que nos visita

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Las masas de aire nos visitan cada ciertos periodos, produciendo cambios en las condiciones del tiempo que observamos y sentimos. Estas pueden recorrer largas distancias trayendo frío, calor o humedad, y por lo tanto modificar notablemente las condiciones meteorológicas.

Durante el mes de julio dimos cuenta del ingreso de una masa de aire frío en la zona central de Chile, en esa oportunidad la observamos a través del satélite meteorológico GOES-16 y mostramos sus efectos en la temperatura mínima. Sin embargo, las masas de aire son mucho más complejas y son una parte importante de la meteorología, dado que juegan un rol fundamental en los cambios de las condiciones del tiempo, siendo cruciales para el desarrollo de otros fenómenos como los sistemas frontales. 

En esta ocasión nos introduciremos más en el tema de las masas de aire y exploraremos los diferentes tipos y sus características.

Pero para comenzar, ¿qué es una masa de aire?

Esta se define como un volumen de aire que presenta una uniformidad (o poca variación) en alguna propiedad física; como temperatura, densidad, humedad, entre otras. Tienen gran extensión horizontal, desde cientos a miles de kilómetros y por lo general alcanzan algunos kilómetros en la vertical. Es decir, una masa de aire es como una burbuja que se mueve desde una región del planeta a otra llevando sus propiedades y cambiando las condiciones locales por donde circula.

Las regiones donde se forman las masas de aire se les denomina región fuente y son lugares donde el movimiento del aire es débil, permitiendo que permanezca en un mismo lugar por un tiempo prolongado y así, esta masa de aire comienza a adquirir las propiedades físicas de la superficie sobre la que se encuentra. 

Cuando una masa de aire abandona su región fuente y se empieza a mover, comienza a modificarse gradualmente, desde la superficie hacia arriba, a través de diferentes procesos, como contacto (conducción), movimiento (turbulencia) o recibiendo energía desde una fuente externa (radiación).

Tipos de masas de aire

Las masas de aire se clasifican en primer lugar por la temperatura, la cual está asociada a la región fuente donde se desarrollan: las masas de aire pueden ser consideradas frías o cálidas.

Además, se les puede diferenciar cuando es una masa de aire “marítima (m)”, es decir, se desarrolla sobre el mar o “continental (c)”, que se desarrolla sobre el continente. Esta condición (marítima o continental) proporcionará la humedad que tiene la masa de aire, siendo las marítimas consideradas “húmedas” y las continentales “secas”. 

Si mezclamos ambas clasificaciones, una masa de aire puede ser fría y continental a la vez y así otras combinaciones posibles. 

A escala global se identifican principalmente 4 tipos de masas de aire:

1) Masa de aire “Ártica” o “Antártica” (cA o cAA): Esta se forma sobre los continentes polares y, como se imaginarán, es extremadamente fría. Pero además de ser fría, es también una masa de aire muy seca.

2) Masa de aire Polar (mP): Tiene origen en la región sub-polar (cerca de los polos pero no sobre ellos). En nuestro Hemisferio, esta región es sólo mar, así que adquiere características más húmedas que su contraparte en el Hemisferio Norte (en donde predominan zonas continentales).

3) Masa de aire Tropical (mT): Está definida por el cinturón de altas presiones subtropicales principalmente sobre los océanos y se caracteriza por ser cálida y húmeda. Si se forman sobre continentes, adquieren características secas.

4) Masa de aire Ecuatorial (E): Está delimitada a la zona cercana a la línea del Ecuador y es una masa de aire cálida y muy húmeda.

** Nota: La nomenclatura de las masas de aire utiliza las letras mayúsculas para denominar la temperatura de origen de la masa de aire, mientras que las letras minúsculas informan sobre que superficie se desarrolló, asociada a la humedad que poseen. Se puede agregar además una tercera letra que indica el carácter de temperatura respecto a la superficie “sobre la cual se desplaza” la masa de aire, donde “w” es cálida y “k” fría. Por ejemplo, en nuestro hemisferio cuando aire cálido sobre el océano se desplaza hacia el sur sobre una superficie cada vez mas fría la masa de aire sería una mTw que es una masa de aire marítima tropical cálida (ya que se desplaza sobre una superficie mas fría). 

Y en Chile, ¿qué Masas de aire predominan?

Chile, por su ubicación geográfica, está influenciado o es visitado principalmente por dos tipos de masas de aire. Por una parte, una marítima Tropical (mT) que con frecuencia proviene desde el océano e ingresa por el norte. Y por otro lado, una masa marítima Polar (mP) que se origina también desde el océano, pero ingresa por el sur del país.

Si miramos con mayor detalle a cada una, vemos lo siguiente:

Masa de Aire marítima tropical (mTw): Esta masa de aire es la más conocida, para los que vivimos desde el norte del país hasta la zona centro y sur. Tiene su origen en la zona del Anticiclón Subtropical del Pacífico Sur y es una masa con humedad en niveles bajos debido a que está en contacto con el océano Pacífico. En los niveles bajos es donde se desarrollan nubes tipo estratos y estratocúmulos, mientras que hacia arriba se torna seca producto de la intensa subsidencia -corriente de aire descendente- presente, tal como se muestra en la siguiente figura.

Cuando esta masa de aire ingresa al continente las temperaturas se elevan, el aire se torna seco y el cielo permanece mayormente despejado.

Figura 2. (Arriba) Imagen satelital “color verdadero” resaltando nubosidad baja asociada a mTw. (Abajo) Perfil vertical esquematizado de la masa de aire tropical cálida. Flechas indican movimiento vertical de aire.

Masa de aire marítima polar (mPk): Esta masa de aire proviene de la región polar y es de características frías. Al ingresar al país genera importantes descensos de temperatura siendo la causante de la mayoría de los eventos de heladas o temperaturas mínimas bajas en la zona central y sur del país.

En su desplazamiento desde el polo hacia el norte, esta masa de aire va ganando humedad por estar en contacto con el océano, al mismo tiempo que se va desplazando por aguas cada vez más cálidas (por eso la letra k en su nomenclatura). Esto provoca un aumento del contraste de temperatura y acto seguido inestabilidad, la que puede verse por la formación de nubes tipo cúmulo (ver la siguiente figura).

Al ingresar al continente, el “choque” de este aire con la cordillera o la orografía, provoca la formación de nubes importantes, lo que puede llevar a la generación de chubascos e incluso tormentas eléctricas. Esta es una clásica situación de un día después del paso de un frente frío.

Figura 3. (Arriba) Imagen satelital “color verdadero” resaltando nubosidad convectiva o cúmulos asociados a mPk. (Abajo) Perfil vertical esquematizado de la masa de aire polar fría. Flechas indican movimiento vertical de aire.

¿Notaron la diferencia entre la imagen satelital de la masa tropical y la masa polar?

Como se aprecia en las imágenes, las nubes estratocúmulos -típicas de la masa marítima tropical-, se ven más juntas, compactas, mientras que las nubes cúmulos en la masa marítima polar se ven más separadas. A los primeros se les denomina celulares cerrados y los últimos se les llama celulares abiertos.

Esta característica de la nubosidad es muy útil a la hora de identificar masas de aire en imágenes satelitales, esto porque en la mayoría de las ocasiones estas masas de aire las podemos observar al mismo tiempo.

La siguiente imagen satelital muestra un ejemplo, en el que las nubes bajas y compactas (en naranjo) dan indicios de la presencia de una masa de aire cálido, mientras que las nubes más separada (en azul) se asocian a la masa de aire frío. El límite entre éstas dos masas es lo que conocemos como frentes y de ellos ya hablamos anteriormente.

Figura 4. Imagen satelital “color verdadero” donde se identifica la masa de aire cálido (naranjo) y masa de aire frío (azul). En el límite entre estas masas se encuentra el frente (línea azul con triángulos).

Como vimos, el frío o el calor persistente que sentimos cada cierto tiempo puede venir desde regiones muy lejanas. 

El estudio de las masas de aire es una parte muy importante para los meteorólogos. Determinar su origen y las propiedades de éstas, es necesario para así poder evaluar, pronosticar y anticiparse a sus efectos.

 

Escrito por: Ricardo Vásquez. Editor: Diego Campos. Periodista: Paz Galindo.

Referencias:

  1. Atmospheric Circulation  Systems, “Their Structure and Physical Interpretation”, Palmén and Newton, 1969.
  2. Introduction to Meteorology, Sverre Petterssen, 1941.
  3. Meteorology Today “An Introduction to Weather, Climate, and the Environment”, C. Donald Ahrens, 2009.

Fuente Imágenes Satelitales: NASA WorldView

Ricardo Vasquez

Meteorólogo, perteneciente a la Oficina de Cambio Climático de la Dirección Meteorológica de Chile.

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