Presión

SESIÓN 2. PRESIÓN ATMOSFÉRICA

Índice 2.1. Concepto de presión. 2.2. Instrumentos de medida. 2.3. Variación de la Presión con la Altura. 2.4. Reducción de la presión a nivel del mar. 2.5. Superficies de presión: Isobaras e Isohipsas. 2.6. Isalobara. 2.7. Mapa de Superficie. 2.8. Mapa de Altura. 2.9. Algunos conceptos meteorológicos. 2.10. Sistemas de presiones estacionarios.

2.1 Conceptode presión

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Se denomina presión atmosférica en un punto al peso de la columna atmosférica de sección unidad que hay sobre ese punto (experiencia de Torricelli). La presión al ser una fuerza por unidad de superficie, sus unidades en el sistema internacional son el Pascal, pero en meteorología se suele expresar en hpa, ó lo que es lo mismo, en mb. También a veces se suele expresar la presiónen mm de mercurio, que son los mm de altura que alcanza el mercurio en un tubo de un metro de longitud y de sección de un centímetro cuadrado y que equilibra a la presión atmosférica. Así 1 atm = 760 mm Hg. Otras veces la forma de dar la presión en vez de en mmHg se utilizan las pulgadas. De forma que 760mm=29,92 pulgadas En resúmen: 1hpa=1mb 1pul=25,4mmHg P.N.M =1 atm= 101300 Pa = 1013 hPa = 1013mb = 760mmHg = 29,92 pulgadas

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2.2 Instrumentos de medida

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Existen diversos instrumentos para la medida de la presión atmosférica, que se dividen en dos tipos fundamentalmente. Barómetros líquidos y barómetros de deformación de sólidos.

A. Barómetro de mercurio. Es uno de los instrumentos más precisos para realizar esta medida, a través de la altura alcanzada porel mercurio en el tubo se determina la presión atmosférica que hay sobre el lugar donde esté situado. A las medidas llevadas a cabo por estos barómetros hay que aplicarles una serie de correcciones: instrumental (efectos de capilaridad y construcción del aparato), por T (dilatación del líquido), por latitud y altitud. B. Barómetro aneroide. Consiste en una cámara obloidal cerrada donde se ha hechoel vacío previamente y la cuál contiene un resorte unido a las caras opuestas, de modo que cuando la presión atmosférica aumenta el resorte se contrae y el volumen de la cámara disminuye, ocurriendo exactamente lo contrario cuando la presión atmosférica disminuye. Un tipo especial de estos barómetros son los altímetros usados en aeronáutica. Para su calibración se utiliza la atmósfera ISA.2.3 Variación de la presión con la altura

• Tal y como definimos la presión..., y conociendo que 3/4 de la masa de la atmósfera se encuentra en los primeros 11 km de altura (troposfera), es de suponer que la presión de un lugar será menor cuanto mayor altitud tenga ese lugar. • Así existe una dependencia clara entre la presión y la altitud. Esta dependencia se expresa a través de la ecuación delequilibrio hidrostático: dp = -ρgdz (0) • Considerando que el aire atmosférico se comporta como un gas ideal: P=ρRT • Sustituyendo esta expresión en la anterior: dp = - (P g dz)/(R T)

• Integrando la anterior ecuación entre dos niveles obtenemos: ln (P2)- ln (P1) = (g/(R Tm)) (Z1-Z2) • quitando logaritmos: P2 = P1 exp -[(g/(R Tm)) (Z2-Z1)] (1)

• Dónde Tm es la T media de la capa (estrato)comprendida entre los niveles Z1 y Z2.

2.4 Reducción de la presión al nivel del mar

• Debido a la dependencia de la presión con la altitud se hace necesario para la comparación de esta variable entre los distintos puntos de medida el reducirla hasta el nivel del mar. • De esta manera lo que se hace es añadir la capa teórica de atmósfera que existiría desde el lugar en el que se encuentra elobservatorio hasta el nivel del mar, conocida por supuesto la altitud topográfica del observatorio. • Para ello se utiliza la expresión (1), aunque algo más complicada pues debe añadirse la dependencia de la T con la altura. • Así, si consideramos: P1=presión reducida al nivel del mar P2=presión obtenida en el lugar del observatorio Z1=0 Z2=altitud topográfica del observatorio T=f(Z) • En...