Se conoce como “Ridge” o Cresta a un área de alta presión, y como “Trough” o Depresión a un área de baja presión. Todos los frentes se encuentran en áreas de baja presión. En la siguiente imagen, podemos ver en amarillo un ridge y en color café un trough.
Cuando un cuerpo de aire se desplaza sobre extensas áreas de terreno o agua, el aire adquiere las propiedades de temperatura y humedad de esas áreas. Con forme la masa de aire continua desplazándose, se modifica y adquiere las características de las nuevas zonas que cubre en su camino, de manera que siempre hay un constante cambio y adaptación.
En el hemisferio norte, podemos observar 5 áreas bien definidas donde las masas de aire adoptan características específicas.
- Polar continental sobre Canadá, con aire seco y frío.
- Artico continental sobre el Polo Norte, con aire muy frío y seco.
- Polar marítimos en ambas costas, con aire frío y húmedo.
- Tropical marítimo en el Golfo de México y océanos del Sur, con aire cálido y húmedo.
- Continental tropical en el centro de México y Sur de Estados Unidos, con aire seco y cálido.
Si consideramos las masas de aire junto a los procesos de calentamiento y enfriamiento estacional del planeta, la rotación del planeta, la gravedad, y la orografía, obtenemos un panorama del constante cambio y movimiento que ocurre día a día en el clima. Las masas de aire colisionan y se empujan unas a otras, ocasionando lo que conocemos como frentes.
Hay 4 tipos de frentes:
- Frente frío: dibujado de color azul y con picos triangulares indicando la dirección del movimiento.
- Frente cálido: dibujado de color rojo y con semicírculos indicando la dirección del movimiento.
- Frente estacionario: dibujado con figuras triangulares azules y semicírculos rojos alternados y en direcciones opuestas, y se puede intuir que al estar unos contra los otros no existe un movimiento predominante.
- Frente ocluido: dibujado de color morado, con picos y semicírculos apuntando en la misma dirección.
El frente frío es el borde de una masa de aire frío y denso que avanza por debajo de una masa de aire caliente y menos denso. Si miramos los picos azules del dibujo de un frente frío, podemos imaginar una pala que ingresa por debajo del frente cálido y lo levanta. Estos frentes por lo general presentan los cambios más dramáticos, especialmente cuando la diferencia de temperatura y presión es mucha entre las masas de aire frontales. Se esperan nubes tipo cúmulo o cumulonimbo, inestabilidad, tormentas, turbulencia severa, cambios en la velocidad y dirección del viento, y movimiento frontal rápido. El avance puede ser de 30 hasta 60 mph, por lo que para aeronaves ligeras puede ser muy peligroso. Podemos reconocer que se avecina un frente frío por la presencia de nubes tipo cirro o altocúmulo, las cuales preceden el frente por algunas horas o días. Después de que el frente ha pasado, la presión atmosférica sube abruptamente, la temperatura baja, y las condiciones meteorológicas mejoran rápidamente a cielos despejados con algunas nubes tipo cúmulo.
De igual manera, un frente cálido es el borde de una masa de aire caliente que avanza sobre una masa de aire frío y la reemplaza. Para recordar esto, podemos imaginar los semicírculos rojos como burbujas cálidas que flotan y suben sobre el frente frío. Los frentes cálidos se mueven más lentamente (a la mitad de la velocidad del frente frío o menos) y son bastante más estables que los frentes fríos. El aire cálido y húmedo se enfría a medida que se eleva sobre el frente frío, ocasionando extensas áreas de nubosidad y lluvia (algunas veces puede extenderse cientos de millas por delante del frente). Las nubes características cuando se avecina un frente cálido son de tipo estrato, por ejemplo: cirroestrato, altoestrato, nimboestrato, estrato, y niebla. La visibilidad puede reducirse en áreas extensas, con techos de nubes y visibilidad muy bajos como para permitir vuelos visuales. Usualmente no existe turbulencia importante, a menos que existan tormentas embedidas en las áreas cubiertas por los estratos. Estas tormentas puede formarse si el aire cálido es inestable y forma nubes tipo cúmulo o alto cúmulo. Otro peligro importante son amplias áreas de engelamiento a lo largo del frente.
Los frentes estacionarios son un híbrido entre los frentes fríos y los frentes cálidos. Ninguno de los dos tiene suficiente energía para definir y reemplazar el otro. Es por esto que se obtiene un clima que es como la mezcla de los dos, y al no tener movimiento, puede generar mal clima en una región durante varios días. Existen los ciclones, los cuales generalmente los vamos a encontrar en zonas de frentes fríos que se mueven muy lentamente o son estacionarios.
A veces podemos encontrar frentes ocluidos, donde masas de aire con diferente temperatura chocan y se unen. Por ejemplo una masa de aire muy frío avanza y empuja una masa de aire menos fría, y a su vez eleva una masa de aire caliente hacia niveles superiores de la atmósfera. En este caso obtenemos algo parecido a un emparedado meteorológico, con las peores combinaciones de clima que podemos observar, por ejemplo tormentas eléctricas, baja visibilidad, y cambios en velocidad y dirección del viento.
Las características físicas de cada frente pueden ser diferentes. Por lo general las principales variaciones tienen relación con la velocidad de la masa de aire, su temperatura, y su estabilidad. Una masa de aire estable que es forzada hacia altitudes superiores, presentará y continuará presentando características de aire estable (nubes tipo estrato, baja visibilidad, no hay turbulencia). Por el contrario una masa de aire inestable que es forzada a elevarse, continuará con características inestables (nubes tipo cúmulo, turbulencia, precipitación en aguacero, buena visibilidad, etc.) Además, las características más marcadas de los frentes las vamos a observar en los niveles inferiores y cerca de la superficie, y estas van disminuyendo a medida que aumenta la altitud. Usualmente entre 15 y 20 mil pies, las consecuencias del frente ya son mínimas, y el único cambio perceptible es una diferencia de temperatura que se puede extender hasta la tropopausa.
Muchas veces es imposible conocer exactamente dónde inicia y termina un frente. Sin embargo, el paso de un frente estará identificado por las siguientes características: un cambio en la temperatura, un cambio en la presión atmosférica, y un cambio en la dirección del viento, velocidad del viento, o ambos. Cómo averiguar información acerca de los frentes?Como dice el dicho, una imagen vale más que mil palabras. Las imágenes de las cartas meteorológicas son la mejor manera de visualizar la posición de las áreas de alta y baja presión, frentes y sus movimientos, así como áreas bajo la influencia de los mismos. El “surface analysis chart, significant weather and prognostic chart, y el weather depiction chart” son algunos ejemplos de estos. Para planear vuelos usualmente nos concentramos en el aeropuerto de partida, la ruta, y el aeropuerto de llegada, pero es valioso ampliar el análisis y considerar tener un plan B y rutas de escape, y para esto necesitamos evaluar las cartas mencionadas anteriormente. Sin una buena preparación, es muy fácil terminar en una posición incómoda o hasta de mucho riesgo durante el vuelo.Wind shear (cortantes de viento)Una cortante de viento se define como un cambio en la dirección y/o la velocidad del viento en una muy corta distancia. Puede ocurrir a cualquier nivel de la atmósfera, y se detecta por un cambio súbito en la velocidad indicada del avión. Las cortantes de bajo nivel pueden encontrarse relacionadas generalmente a inversiones de temperatura, donde la velocidad del viento a 2000 o 4000 pies sobre la superficie es de 25 nudos. También se pueden encontrar en las afueras de una tormenta y directamente sobre la tormenta y por debajo de la tormenta. Además es usual encontrar cortantes de viento a lo largo de actividad frontal, debido a la diferencia en la velocidad del viento de cada masa de aire.Con un frente cálido, el periodo crítico es justo antes de que el frente pase y alrededor de 6 horas antes. Con un frente frío, las cortantes de viento usualmente se encuentran por detrás del frente y luego de que este pasa.Los principales peligros de una cortante de viento son el cambio en la dirección del viento, ya que puede pasar de un viento de frente a un viento de cola y visceversa. Durante la aproximación al aterrizaje, la manera de identificar la posibilidad de cortantes de viento es mediante el análisis del régimen de descenso (Velocidad Vertical), el indicador de velocidad (ASI) y el régimen de potencia que se está usando para la aproximación. Cuando cambia de viento de cola a viento calmo o viento de frente, la velocidad inicialmente aumenta de manera igual al cambio de la velocidad del viento. La aeronave responde nariz arriba y la altitud aumenta. En la aproximación a aterrizaje, al inicio es necesario responder con una disminución de potencia para retomar la senda de planeo, y luego volver a agregar potencia.Cuando el viento de frente cambia a un viento calmo o viento de cola, inicialmente la velocidad disminuye, la nariz del avión baja y la altitud disminuye. En la aproximación al aterrizaje esto puede ser muy peligroso, ya que perderemos velocidad y altitud en una fase crítica del vuelo. Es necesario incrementar la potencia para contrarrestar estos efectos y volver a interceptar la senda de planeo. Luego de esto tendremos que reducir de nuevo la potencia para compensar por el aumento en la velocidad sobre el terreno a causa del viento de cola.
Referencias:
- Private Pilot Test Prep. ASA. 2016
- Commercial Pilot Test Prep. ASA. 2012
- FAA Safety Briefing. Air Mases and Fronts. April 2015.
- Aviation Weather Student Guide. Naval Air Training Command. 2003.
