Masas de aire

1.1. Generación de masas de aire

El aire toma las características de la superficie subyacente, modificando las originalmente propias. Si el aire modificado tiene un área extensa, se ha formado una masa de aire. Por lo tanto, una masa de aire puede ser definida como un gran volumen de aire con características relativamente uniformes, es decir, propiedades similares de temperatura, presión de superficie y humedad en toda su extensión. Es decir esa masa de aire posee unas propiedades homogéneas.

Las principales regiones fuente de las masas de aire son áreas extensas y planas donde el aire puede estacionarse durante suficiente tiempo (como mínimo varios días), como para adquirir las características de la superficie sobre la cual se encuentra. Las masas de aire son vastas, generalmente cubren miles de kilómetros cuadrados. Se clasifican de acuerdo con las características de su región fuente o área de formación, y son designadas como frías o cálidas, húmedas o secas.

Debido a a su tamaño y a la poca conductividad térmica del aire, las masas de aire son bastante persistentes y en su desplazamiento hacia otras regiones interaccionan con éstas modificando las condiciones meteorológicas.

Las regiones de la superficie terrestre que generan las masas de aire se denominan regiones manantiales. Estas regiones deben ser de gran extensión y tener propiedades de humedad y temperatura suficientemente uniformes.

La topografía incide en el movimiento de las masas de aire desde su región manantial. Los límites de estas masas no son precisos, varían según la estación y los cambios en las condiciones de la superficie. Las masas de aire frío tienen origen en las regiones polares y cercanas a los polos, mientras que las cálidas se forman sobre áreas tropicales y subtropicales. Las masas de aire adquieren su humedad a través de la evaporación, la cual depende tanto de la temperatura de la superficie donde se produce la evaporación, como de la humedad disponible. No es difícil imaginar que las masas de aire que se originan sobre aguas tropicales son húmedas y que las que se forman sobre tierras frías y secas son más secas.


1.2. Clasificación de las masas de aire

Las masas se clasifican por su temperatura en polar (P), ártica (A), tropical (T) y ecuatorial (E), y por la humedad en marítimas (m) y continentales (c). Una región manantial y la masa de aire que genera queda determinada por el correspondiente par de letras que describen su temperatura y humedad.

Principales regiones manantiales

1.3. Principales masas de aire

Las principales regiones manantiales de masas de aire son:

- Aire ártico (A): situadas en el círculo polar, sobre un suelo muy uniforme, cubierto de hielo y nieve, por lo que no hay manantiales marítimos. La zona está ocupada por el anticiclón polar con vientos débiles que dan lugar a una masa de aire muy estable, muy fría y seca. Hay una inversión térmica entre el suelo, donde la temperatura es mínima, y un nivel cuya presión está comprendida entre 900 y 850 hPa en el que la temperatura es máxima. La temperatura está comprendida entre -55 ºC y -35 ºC y la humedad específica entre 0,05 y 0,2 g/kg. A veces se distingue entre el manantial ártico y el antártico (AA), pero más por razones geográficas que termodinámicas.

- Aire polar continental (Pc): se sitúan en el norte de Canadá y de Siberia. Las características son parecidas a las del aire ártico, pero con temperaturas más elevadas, -35 y -20 ºC, y con mayor humedad, entre 0,2 y 0,6 g/kg, que causa cierta condensación sobre el suelo.

Una vez que una masa de aire se mueve fuera de su región fuente, se modifica al encontrar condiciones de superficie diferentes a las de la misma. Este cambio puede ser gradual y también repentino, por ejemplo, cuando una masa de aire Pc pasa sobre una fuente de calor y humedad, tal como un lago. Con la humedad que se evapora del lago, la masa de aire seco que era originalmente estable pasa a ser una masa de aire húmedo e inestable (por ejemplo, tormentas de nieve por “efecto de lago” en Michigan, Pensilvania, Ohio y Nueva York). Otro ejemplo, una masa de aire que se mueve hacia el sur, encuentra masas de tierra más cálidas y en consecuencia, toma el calor del suelo que hay debajo.

Las masas de aire chocan normalmente en las latitudes medias, produciendo fenómenos meteorológicos muy interesantes. Las personas que viven en las regiones norteñas del Hemisferio Norte y las sureñas del Hemisferio Sur, esperan tiempo frío durante los meses de invierno. Continuando con el ejemplo de América del Norte, estas condiciones generalmente son el resultado de la invasión de masas árticas de aire frío que se originan en las regiones cubiertas de nieve del norte de Canadá. La energía solar que llega al suelo es muy escasa y la superficie helada emite radiación de onda larga a mayor ritmo que lo que recibe de la atmósfera. Este desequilibrio en la radiación causa una pérdida de energía neta en la superficie; el suelo se enfría progresivamente y por contacto hace lo propio el aire adyacente. En estas condiciones se forman las masas de aire Polar y Ártico. Debido a las largas noches de invierno y el fuerte enfriamiento por radiación que sucede en estas regiones, el aire se vuelve muy frío y sumamente estable. Cuanto más tiempo persiste este proceso, más fría se vuelve la masa de aire, hasta que patrones meteorológicos cambiantes transportan la masa de aire ártico hacia el sur.

En general se asocian con cielos claros, estabilidad y frío intenso. La diferencia entre la masa de aire ártico continental y la masa de aire polar continental es muy leve. Las masas de aire Ac son más frías y más secas que las Pc. Durante la primavera, la presencia del sol produce un calentamiento significativo; el calentamiento polar de la primavera es mucho mayor que cualquier otro cambio de estación en la región ecuatorial. La intensidad del frío en las masas de aire Pc disminuye con el avance de la primavera. Durante el verano, la preponderancia de los vientos del oeste o del suroeste en las latitudes medias, más la ausencia de sistemas frontales fuertes, hace que las incursiones de las masas de aire Pc sean muy escasas. Cuando llegan, generan un gran alivio del calor y la humedad del pleno verano. En otoño, este tipo de masas de aire genera cambios bruscos hacia condiciones mucho más frías. A medida que aumentan los gradientes de temperatura entre las regiones polares heladas y las latitudes medias más templadas, se desarrollan límites frontales más intensos, promoviendo un cambio hacia condiciones invernales al traer el aire frío más hacia el sur. Inicialmente, la llegada de estas masas durante el otoño se asocia a tiempo claro y seco, pero como el enfriamiento progresa en forma más lenta sobre el agua, se producen grandes cantidades de evaporación. Una consecuencia clara de este proceso es la formación de niebla.

- Aire polar marítimo (Pm): este tipo de masa de aire se forma sobre aguas oceánicas frías en latitudes altas, por encima de los 55º de latitud cuando se dan las condiciones necesarias. Al pasar sobre la superficie del agua, el aire toma las características de temperatura del agua. El Aire Polar Marítimo es mucho menos estable que el Aire Polar Continental. Además, la temperatura del aire Pm tiende a ser más moderada que la de las masas de aire Pc. En general las nubes bajas aparecen junto con el aire Pm, debido a los altos valores de humedad relativa y la moderada inestabilidad del aire a nivel bajo. Estas masas de aire tienen la reputación de traer mal tiempo, por la combinación de temperatura baja, humedad alta y nubosidad espesa.

- Aire tropical continental (Tc): se encuentran situadas sobre los continentes en zonas anticiclónicas semipermanentes desérticas. Este tipo se forma cuando una masa de aire de grandes proporciones permanece sobre tierras tropicales secas durante un período prolongado. El aire se vuelve caliente y seco, al igual que la superficie que está por debajo. En general, su bajo contenido de humedad evita que se forme nubosidad significativa o lluvias. Los niveles superiores están usualmente dominados por altas presiones.

En términos generales, las masas de aire Tc no nacen en un área muy extensa. La región fuente más extensa de este tipo de masas es probablemente la de las tierras desérticas del Norte de África y de Medio Oriente.

De esta manera, según la región fuente, existen:

- Aire tropical marítimo (Tm): la marca registrada de las masas de aire Tm es una temperatura de punto de rocío muy elevada. Este tipo de masa de aire se origina sobre masas de extensas de agua cálida, como el Caribe. La temperatura de la superficie del agua alcanza en algunos casos los 28 grados Celsius (82.4° F), lo cual produce grandes cantidades de evaporación, que dan lugar a puntos de rocío elevados. En comparación con las masas de aire Tc, estas masas (Tm) tienen temperaturas más bajas pero puntos de rocío mucho más altos; por esta razón se dice que las masas de aire Tm son las que producen condiciones menos confortables.

Normalmente durante el verano, el aire Tm fluye desde las áreas tropicales y subtropicales hacia las regiones polares. Al moverse sobre superficies terrestres, el aire Tm puede aumentar su temperatura por contacto con el suelo cálido, causando las olas de calor que son comunes en el verano. En el invierno, si bien el calor y la humedad son elementos básicos para el desarrollo de tormentas en las latitudes medias, en general llegan y se van rápidamente. Como el aire cálido es menos denso, es desplazado fácilmente por las masas de aire más frío y más denso.

- Aire ecuatorial marítimo (Em): se encuentran en el borde ecuatorial de las altas subtropicales. Es una zona de calmas generalizadas por la convergencia de los alisios con corrientes ascendentes. Generan masas de aire cálido de aproximadamente 27 ºC y alta humedad, más de 20 g/kg, por lo que están en casi constante inestabilidad.


1.4. Desplazamiento de las masas de aire

Al generarse las masas de aire en zonas anticiclónicas, de altas presiones, tienden a desplazarse a zonas de convergencia. Generalmente la velocidad con la que se desplazan es lenta y en el recorrido modifican sus propiedades físicas según las condiciones de los suelos que atraviesa. Si una masa de aire frío se desplaza a zonas de menor latitud, más calientes, la masa en contacto con el suelo se calienta. En este caso se añade la letra k, como por ejemplo Tck. Si el proceso continuara, la masa de aire se puede desestabilizar e iniciar movimientos convectivos que mezclan el aire.

El caso contrario ocurre cuando una masa de aire caliente se desplaza sobre un suelo frío. Se establece un gradiente de temperatura estabilizante y la consiguiente estratificación. En este caso se añade la letra w.

Las características propias de las masas de aire son consecuencia de la región manantial sobre la que se han generado y de la trayectoria seguida hasta el lugar en que se encuentran.


1.5. Masas de aire en la Península Ibérica

En Europa, y concretamente en la Península Ibérica, existe la influencia de tres tipos de masas de aire:

- Aire ártico: seco y frío, que se va calentando y humedeciendo al desplazarse hacia el sur. Su llegada produce precipitaciones.

- Aire polar: si pasa por el mar llega humedecido y trae lluvia, y si llega a través del continente europeo da lugar a tiempo frío y seco.

- Aire tropical: puede ser marítimo, en cuyo caso llega acompañado de nubosidad abundante, y continental, que procedente del norte de África, trae tiempo seco y caluroso.


Curso de masas y frentes en meteorología:

http://cuvsi.blogspot.com.es/2012/08/curso-de-masas-y-frentes-en-meteorologia.html