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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo M6 - Mesoescala y Circulaciones Locales
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4897
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Forzamiento térmico común de mesoescala
Las circulaciones locales descritas comparten un origen: contrastes horizontales de temperatura entre superficies vecinas. Esos contrastes aparecen entre tierra y océano, ladera y fondo de valle, ciudad y campo, y entre masas de aire modificadas por el cruce orográfico. El contraste térmico pone en marcha circulaciones de escala aproximada 10–1000 km. Estas circulaciones redistribuyen regionalmente temperatura y precipitación, especialmente en verano. La fuente no entrega una ley cuantitativa única que transforme contraste térmico en velocidad de circulación.
Grupo 2: Grupo 2: Ciclo diurno de brisa marina y terrestre
Durante el día la tierra se calienta más rápido que el mar, el aire sobre tierra asciende y se establece flujo superficial desde el océano hacia el continente. El frente de brisa avanza a 5–10 m/s y penetra 20–50 km tierra adentro. De noche la tierra se enfría más rápido que el mar, se invierte el contraste térmico y también el sentido de la circulación, ahora desde tierra hacia mar. El ciclo día–noche cruza hacia el grupo convectivo mediante el frente de brisa. No se especifican gradientes de presión ni una relación funcional velocidad–contraste.
Grupo 3: Grupo 3: Vientos de valle y montaña
En terreno montañoso, el calentamiento diferencial entre laderas y fondo del valle genera una alternancia diaria. De día las laderas se calientan más rápido y el viento de valle asciende por ellas; de noche las laderas se enfrían más rápido y el viento de montaña desciende. La alternancia produce una oscilación térmica en el fondo del valle de 5–20 °C entre día y noche. La topografía organiza la dirección espacial de la circulación, pero la fuente no cuantifica pendiente, altura ni velocidad del flujo.
Grupo 4: Grupo 4: Isla de calor urbano y convección
La ciudad almacena y libera calor de manera distinta al campo circundante, creando una anomalía térmica urbana de 1–8 °C. Esa diferencia genera una circulación local propia. Durante tardes de verano el aire urbano más cálido asciende con mayor fuerza que el aire rural más fresco y la isla de calor intensifica la convección sobre la ciudad. El contraste ciudad–campo y la anomalía térmica son variables puente hacia la respuesta convectiva. No se proporciona una función cuantitativa entre anomalía urbana e intensidad convectiva.
Grupo 5: Grupo 5: Circulación föhn y calentamiento adiabático
El aire asciende por barlovento, pierde humedad y luego desciende por sotavento. Durante el descenso se comprime adiabáticamente y se calienta. El aire de sotavento puede alcanzar 10–20 °C por encima de la temperatura que tenía antes de cruzar la montaña. La pérdida de humedad y el descenso son etapas intermedias indispensables del mecanismo. La fuente no cuantifica la tasa adiabática, altura recorrida ni cantidad de humedad perdida.
Grupo 6: Grupo 6: Acoplamiento local de convección y distribución regional
El frente de brisa marina es un lugar frecuente de disparo convectivo porque el aire oceánico entrante encuentra el aire que ya asciende sobre tierra. Esa convección puede intensificarse sobre ciudades por la isla de calor urbana. La alternancia diaria de vientos de valle y montaña redistribuye el patrón local día tras día. En conjunto, estas circulaciones controlan cómo se reparten regionalmente precipitación y temperatura y siguen estrechamente el ritmo día–noche. La fuente describe el acoplamiento cualitativamente, sin una ley de superposición entre los distintos mecanismos.
ID:1784
Grupo 1: Grupo 1: Forzamiento térmico común de mesoescala
Descripción
Las circulaciones locales descritas comparten un origen: contrastes horizontales de temperatura entre superficies vecinas. Esos contrastes aparecen entre tierra y océano, ladera y fondo de valle, ciudad y campo, y entre masas de aire modificadas por el cruce orográfico. El contraste térmico pone en marcha circulaciones de escala aproximada 10–1000 km. Estas circulaciones redistribuyen regionalmente temperatura y precipitación, especialmente en verano. La fuente no entrega una ley cuantitativa única que transforme contraste térmico en velocidad de circulación.
Pregunta clave: ¿Qué origen común pone en marcha las circulaciones locales?
Las circulaciones locales descritas comparten un origen: contrastes horizontales de temperatura entre superficies vecinas. Esos contrastes aparecen entre tierra y océano, ladera y fondo de valle, ciudad y campo, y entre masas de aire modificadas por el cruce orográfico. El contraste térmico pone en marcha circulaciones de escala aproximada 10–1000 km. Estas circulaciones redistribuyen regionalmente temperatura y precipitación, especialmente en verano. Lo que induce a estas circulaciones de mesoescala son los contrastes horizontales de temperatura que existen entre superficies vecinas —la brisa marina, que nace del contraste entre la tierra y el océano; el viento de montaña y de valle, que nace del contraste entre laderas y fondos de valle; y la isla de calor urbano, que nace del contraste entre la ciudad y el campo—, y es precisamente ese contraste horizontal de temperatura el que hace que cada una de estas circulaciones de mesoescala se ponga en marcha. La isla de calor urbano es otro contraste térmico capaz de generar su propia circulación de mesoescala, aunque en este caso el contraste no depende de la topografía ni de la costa, sino de la propia ciudad: la ciudad almacena y libera el calor de un modo distinto al campo que la rodea, y esa diferencia hace que aparezcan anomalías de temperatura de entre uno y ocho grados entre la ciudad y el campo circundante. Estas circulaciones de mesoescala son, además, fundamentales para cómo se reparte regionalmente la precipitación y la temperatura, sobre todo durante el verano.
ID:10612
Grupo 2: Grupo 2: Ciclo diurno de brisa marina y terrestre
Descripción
Durante el día la tierra se calienta más rápido que el mar, el aire sobre tierra asciende y se establece flujo superficial desde el océano hacia el continente. El frente de brisa avanza a 5–10 m/s y penetra 20–50 km tierra adentro. De noche la tierra se enfría más rápido que el mar, se invierte el contraste térmico y también el sentido de la circulación, ahora desde tierra hacia mar. El ciclo día–noche cruza hacia el grupo convectivo mediante el frente de brisa. No se especifican gradientes de presión ni una relación funcional velocidad–contraste.
Pregunta clave: ¿Cómo se invierte la brisa entre día y noche?
Durante el día la tierra se calienta más rápido que el mar, el aire sobre tierra asciende y se establece flujo superficial desde el océano hacia el continente. El frente de brisa avanza a 5–10 m/s y penetra 20–50 km tierra adentro. De noche la tierra se enfría más rápido que el mar, se invierte el contraste térmico y también el sentido de la circulación, ahora desde tierra hacia mar. El ciclo día–noche cruza hacia el grupo convectivo mediante el frente de brisa. De todas ellas, la brisa marina es la circulación térmica más clásica: durante el día, el continente se calienta más rápido que el mar, el aire que hay sobre la tierra asciende, y ese ascenso crea una circulación superficial que trae aire desde el océano hacia el continente, con un frente de brisa que avanza a entre cinco y diez metros por segundo y que puede penetrar tierra adentro entre veinte y cincuenta kilómetros. Es precisamente en el frente de la brisa marina, donde el aire que llega desde el océano choca contra el aire que ya ascendía sobre tierra, donde con más frecuencia se dispara la convección que después se intensifica sobre las ciudades y se reparte, día tras día, entre el viento de valle y el viento de montaña; y es esa misma alternancia diaria la que hace que, de todas las escalas de la atmósfera, sea la mesoescala la que más de cerca acompaña el ritmo del día y la noche. Lo que induce a estas circulaciones de mesoescala son los contrastes horizontales de temperatura que existen entre superficies vecinas —la brisa marina, que nace del contraste entre la tierra y el océano; el viento de montaña y de valle, que nace del contraste entre laderas y fondos de valle; y la isla de calor urbano, que nace del contraste entre la ciudad y el campo—, y es precisamente ese contraste horizontal de temperatura el que hace que cada una de estas circulaciones de mesoescala se ponga en marcha.
ID:10613
Grupo 3: Grupo 3: Vientos de valle y montaña
Descripción
En terreno montañoso, el calentamiento diferencial entre laderas y fondo del valle genera una alternancia diaria. De día las laderas se calientan más rápido y el viento de valle asciende por ellas; de noche las laderas se enfrían más rápido y el viento de montaña desciende. La alternancia produce una oscilación térmica en el fondo del valle de 5–20 °C entre día y noche. La topografía organiza la dirección espacial de la circulación, pero la fuente no cuantifica pendiente, altura ni velocidad del flujo.
Pregunta clave: ¿Cómo alternan los vientos de valle y montaña?
En terreno montañoso, el calentamiento diferencial entre laderas y fondo del valle genera una alternancia diaria. De día las laderas se calientan más rápido y el viento de valle asciende por ellas; de noche las laderas se enfrían más rápido y el viento de montaña desciende. La alternancia produce una oscilación térmica en el fondo del valle de 5–20 °C entre día y noche. Sobre terreno montañoso ocurre una alternancia parecida a la de la brisa marina, aunque impulsada por la propia topografía: durante el día sopla el viento de valle, que asciende por las laderas a medida que estas se calientan más rápido que el fondo del valle, y durante la noche sopla el viento de montaña, que desciende por esas mismas laderas a medida que se enfrían más rápido que el aire del valle. Esta alternancia diaria entre el viento de valle y el viento de montaña hace que la temperatura en el fondo del valle oscile, entre el día y la noche, con una amplitud térmica de entre cinco y veinte grados. Es precisamente en el frente de la brisa marina, donde el aire que llega desde el océano choca contra el aire que ya ascendía sobre tierra, donde con más frecuencia se dispara la convección que después se intensifica sobre las ciudades y se reparte, día tras día, entre el viento de valle y el viento de montaña; y es esa misma alternancia diaria la que hace que, de todas las escalas de la atmósfera, sea la mesoescala la que más de cerca acompaña el ritmo del día y la noche.
ID:10614
Grupo 4: Grupo 4: Isla de calor urbano y convección
Descripción
La ciudad almacena y libera calor de manera distinta al campo circundante, creando una anomalía térmica urbana de 1–8 °C. Esa diferencia genera una circulación local propia. Durante tardes de verano el aire urbano más cálido asciende con mayor fuerza que el aire rural más fresco y la isla de calor intensifica la convección sobre la ciudad. El contraste ciudad–campo y la anomalía térmica son variables puente hacia la respuesta convectiva. No se proporciona una función cuantitativa entre anomalía urbana e intensidad convectiva.
Pregunta clave: ¿Cómo genera la ciudad circulación y convección propia?
La ciudad almacena y libera calor de manera distinta al campo circundante, creando una anomalía térmica urbana de 1–8 °C. Esa diferencia genera una circulación local propia. Durante tardes de verano el aire urbano más cálido asciende con mayor fuerza que el aire rural más fresco y la isla de calor intensifica la convección sobre la ciudad. La isla de calor urbano es otro contraste térmico capaz de generar su propia circulación de mesoescala, aunque en este caso el contraste no depende de la topografía ni de la costa, sino de la propia ciudad: la ciudad almacena y libera el calor de un modo distinto al campo que la rodea, y esa diferencia hace que aparezcan anomalías de temperatura de entre uno y ocho grados entre la ciudad y el campo circundante. Durante las tardes de verano, esa misma isla de calor urbano no solo calienta el aire sobre la ciudad, sino que también intensifica la convección que se forma sobre ella, porque el aire más cálido de la ciudad asciende con más fuerza que el aire más fresco del campo vecino. Lo que induce a estas circulaciones de mesoescala son los contrastes horizontales de temperatura que existen entre superficies vecinas —la brisa marina, que nace del contraste entre la tierra y el océano; el viento de montaña y de valle, que nace del contraste entre laderas y fondos de valle; y la isla de calor urbano, que nace del contraste entre la ciudad y el campo—, y es precisamente ese contraste horizontal de temperatura el que hace que cada una de estas circulaciones de mesoescala se ponga en marcha.
ID:10615
Grupo 5: Grupo 5: Circulación föhn y calentamiento adiabático
Descripción
El aire asciende por barlovento, pierde humedad y luego desciende por sotavento. Durante el descenso se comprime adiabáticamente y se calienta. El aire de sotavento puede alcanzar 10–20 °C por encima de la temperatura que tenía antes de cruzar la montaña. La pérdida de humedad y el descenso son etapas intermedias indispensables del mecanismo. La fuente no cuantifica la tasa adiabática, altura recorrida ni cantidad de humedad perdida.
Pregunta clave: ¿Cómo produce el cruce orográfico calentamiento föhn?
El aire asciende por barlovento, pierde humedad y luego desciende por sotavento. Durante el descenso se comprime adiabáticamente y se calienta. El aire de sotavento puede alcanzar 10–20 °C por encima de la temperatura que tenía antes de cruzar la montaña. La pérdida de humedad y el descenso son etapas intermedias indispensables del mecanismo. Sobre las laderas de sotavento de las montañas, por último, aparecen las circulaciones de föhn: el mismo aire que ascendió por el lado de barlovento y dejó allí su humedad desciende después por el lado de sotavento, y ese descenso, al comprimir el aire de manera adiabática, hace que se caliente hasta entre diez y veinte grados por encima de la temperatura que tenía antes de cruzar la montaña. Así, todas estas circulaciones de mesoescala —la brisa marina, el viento de montaña y de valle, la isla de calor urbano, las circulaciones de föhn— nacen del mismo tipo de contraste horizontal de temperatura, aunque cada una lo produzca de una manera distinta. Sobre terreno montañoso ocurre una alternancia parecida a la de la brisa marina, aunque impulsada por la propia topografía: durante el día sopla el viento de valle, que asciende por las laderas a medida que estas se calientan más rápido que el fondo del valle, y durante la noche sopla el viento de montaña, que desciende por esas mismas laderas a medida que se enfrían más rápido que el aire del valle.
ID:10616
Grupo 6: Grupo 6: Acoplamiento local de convección y distribución regional
Descripción
El frente de brisa marina es un lugar frecuente de disparo convectivo porque el aire oceánico entrante encuentra el aire que ya asciende sobre tierra. Esa convección puede intensificarse sobre ciudades por la isla de calor urbana. La alternancia diaria de vientos de valle y montaña redistribuye el patrón local día tras día. En conjunto, estas circulaciones controlan cómo se reparten regionalmente precipitación y temperatura y siguen estrechamente el ritmo día–noche. La fuente describe el acoplamiento cualitativamente, sin una ley de superposición entre los distintos mecanismos.
Pregunta clave: ¿Cómo se acoplan las circulaciones locales con convección y resultados regionales?
El frente de brisa marina es un lugar frecuente de disparo convectivo porque el aire oceánico entrante encuentra el aire que ya asciende sobre tierra. Esa convección puede intensificarse sobre ciudades por la isla de calor urbana. La alternancia diaria de vientos de valle y montaña redistribuye el patrón local día tras día. En conjunto, estas circulaciones controlan cómo se reparten regionalmente precipitación y temperatura y siguen estrechamente el ritmo día–noche. La fuente describe el acoplamiento cualitativamente, sin una ley de superposición entre los distintos mecanismos. Es precisamente en el frente de la brisa marina, donde el aire que llega desde el océano choca contra el aire que ya ascendía sobre tierra, donde con más frecuencia se dispara la convección que después se intensifica sobre las ciudades y se reparte, día tras día, entre el viento de valle y el viento de montaña; y es esa misma alternancia diaria la que hace que, de todas las escalas de la atmósfera, sea la mesoescala la que más de cerca acompaña el ritmo del día y la noche. Durante las tardes de verano, esa misma isla de calor urbano no solo calienta el aire sobre la ciudad, sino que también intensifica la convección que se forma sobre ella, porque el aire más cálido de la ciudad asciende con más fuerza que el aire más fresco del campo vecino. Sobre terreno montañoso ocurre una alternancia parecida a la de la brisa marina, aunque impulsada por la propia topografía: durante el día sopla el viento de valle, que asciende por las laderas a medida que estas se calientan más rápido que el fondo del valle, y durante la noche sopla el viento de montaña, que desciende por esas mismas laderas a medida que se enfrían más rápido que el aire del valle.
ID:10617