Este tema amplía el del PER. Allí están la presión y el barómetro, el giro del viento en borrascas y anticiclones, las brisas, el fetch y las escalas Beaufort y Douglas; aquí se da por sabido. El Patrón de Yate pide entender por qué sopla el viento como sopla, leer un frente, prever la niebla, conocer los vientos y las corrientes de nuestras costas y describir una ola.
Isobaras y gradiente de presión
Las isobaras unen puntos de igual presión en un momento dado, reducida al nivel del mar: son el corte de las superficies isobáricas con la superficie del nivel del mar. No son líneas de igual dirección del viento ni de igual tendencia, ni son paralelas o concéntricas por definición. Su forma y separación dicen hacia dónde y con qué fuerza soplará el viento.
El gradiente horizontal de presión (o gradiente barométrico) es la diferencia de presión entre dos puntos situados a la misma altura dividida por la distancia que los separa, medida perpendicular a las isobaras. Es la fuerza motriz que pone el aire en marcha, de las altas hacia las bajas, e interviene decisivamente en la circulación del viento: da idea de la velocidad del viento en un punto y, comparando mapas, de su evolución en la zona.
- Isobaras juntas: gradiente alto, viento fuerte. Separadas: gradiente bajo, viento flojo y, por lo general, buen tiempo.
- Cuanto más inclinadas están las superficies isobáricas, mayor es el gradiente y más juntas aparecen las isobaras.
- Si al comparar dos mapas la separación entre isobaras se reduce, el gradiente ha aumentado y el viento ha refrescado.
- En las borrascas el gradiente suele ser mucho mayor que en los anticiclones.
- La aceleración que produce el gradiente es inversamente proporcional a la densidad del aire: el mismo gradiente mueve más un aire menos denso.
- La presión también varía en vertical, y mucho más deprisa: baja al subir. Pero lo que mueve el viento horizontal es el gradiente horizontal.
En los problemas se expresa en hPa por grado de latitud (un grado son 60 millas) o en hPa por milla:
| Isobaras | Distancia | Cálculo | Gradiente |
|---|---|---|---|
| 1008 y 1012 hPa | 120 millas (2°) | 4 hPa ÷ 2° | 2 hPa/grado |
| 1004 y 1008 hPa | 160 millas (2,67°) | 4 hPa ÷ 2,67° | 1,5 hPa/grado |
| 1008 y 1012 hPa | 40 millas | 4 hPa ÷ 40 millas | 0,1 hPa/milla |
En los mapas aparecen además la dorsal o cuña, una prolongación del anticiclón entre dos borrascas, con isobaras en forma de U, y la vaguada, una prolongación de la borrasca con isobaras en forma de V.
Ley de Buys-Ballot, en el hemisferio norte: de espaldas al viento, la baja queda a la izquierda; de cara al viento, a la derecha.
Tipos de viento
Los modelos teóricos se distinguen por las fuerzas que se equilibran:
| Viento | Fuerzas | Cómo es |
|---|---|---|
| De Euler | Solo el gradiente | Iría derecho de la alta a la baja, con una aceleración proporcional al gradiente. Es ideal: no existe (y no tiene nada que ver con los alisios) |
| Geostrófico | Gradiente = Coriolis | Paralelo a isobaras rectas, sin rozamiento. Su intensidad es proporcional a la diferencia de presión e inversamente proporcional a la distancia entre isobaras |
| Del gradiente | Gradiente, Coriolis y centrífuga | Como el geostrófico, pero con isobaras curvas |
| Ciclostrófico | Gradiente = centrífuga | Sin Coriolis ni rozamiento. Sistemas pequeños, con isobaras muy curvas y viento intenso: torbellinos, trombas, latitudes bajas |
| Antitríptico | Gradiente = rozamiento | El rozamiento manda y resta empuje al gradiente; no es paralelo a las isobaras. En los textos náuticos se llama así al viento real de superficie, frenado por el suelo, la orografía y la vegetación |
La fuerza de Coriolis se debe a la rotación de la Tierra: desvía lo que se mueve hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el sur. Por eso el geostrófico deja, en el hemisferio norte, las bajas a su izquierda mirando hacia donde va.
En superficie el rozamiento frena el viento y, como Coriolis depende de la velocidad, el gradiente gana: el viento cruza las isobaras hacia la baja. El ángulo es pequeño sobre el mar (del orden de 10° a 20°) y mayor sobre tierra, donde con relieve y vegetación llega a 30° o 45°. Aun así, mirando hacia donde va, en el hemisferio norte deja las altas a su derecha y las bajas a su izquierda (en el sur, al revés).
Frentes, borrascas y anticiclones
Un frente es la superficie (en el mapa, la línea) de separación entre dos masas de aire de distinta temperatura y humedad. Cuando una masa cálida y una fría se encuentran, el contraste acaba generando una borrasca. En una borrasca de latitudes medias salen dos frentes del centro: el cálido delante y el frío detrás. Entre ellos queda el sector cálido. Los tres tipos principales son frío, cálido y ocluido (el estacionario es un frente que apenas se mueve).
- Frente cálido: zona de transición delgada en la que el aire cálido avanza y sustituye al frío que retrocede, subiendo por encima de él.
- Frente frío: frontera en la que el aire frío avanza y desplaza al cálido, obligándolo a subir.
Frente cálido y frente frío
| Frente cálido | Frente frío | |
|---|---|---|
| Qué pasa | El aire cálido avanza y sube despacio sobre el frío | El aire frío avanza, se mete por debajo del cálido y lo levanta de golpe |
| Pendiente | Suave, del orden de 1:300 | Fuerte, del orden de 1:50 a 1:100 |
| Velocidad | Más lento | Más rápido |
| Nubes | Ci → Cs → As → Ns, en capas | Cu y Cb, de desarrollo vertical |
| Tiempo | Lluvia continua o lloviznas en una franja más ancha (el tiempo frontal es más extenso); nieblas | Chubascos fuertes, tormentas y rachas en una franja estrecha |
| Al pasar | La presión deja de bajar; el viento rola al SW; sube la temperatura; la visibilidad sigue de regular a mala, con brumas o nieblas | La presión sube rápido; el viento rola a W o NW; baja la temperatura; baja la humedad; mejora la visibilidad |
| Símbolo | Línea roja con semicírculos | Línea azul con triángulos |
En el frente cálido el aire frío, más denso, sigue pegado a la superficie y no se desaloja del todo: el cálido sube por encima de esa cuña. En el frío es el aire frío el que se mete por debajo. En los dos casos lo que asciende es el aire cálido, se enfría y su vapor se condensa en nubes.
Al paso de una borrasca típica por el sur de su centro, un barco ve por este orden: lluvia continua, cesa o llovizna en el sector cálido, chubascos fuertes con el frente frío y chubascos aislados con claros. En el barómetro, el frente frío se nota como una bajada seguida de una subida rápida.
La oclusión
El frente frío, más rápido, acaba alcanzando al cálido. El aire cálido queda despegado del suelo, en altura, y en superficie solo se tocan dos masas frías: es el frente ocluido, dibujado en morado.
- Oclusión de tipo frío: el aire de detrás es más frío que el de delante y se mete por debajo.
- Oclusión de tipo cálido: el aire de delante es más frío que el de detrás, que sube por encima.
Tiempo de borrascas y anticiclones
- Borrasca: el aire converge y asciende; tiempo inestable, nuboso, con precipitaciones y viento fuerte. Su presión suele quedar por debajo de 1013 hPa (760 mm de mercurio) y es menor cuanto más cerca del centro. Se mueven hacia el E, nunca suelen estar quietas ni ir hacia el W; su velocidad de traslación es del orden de 15 a 30 nudos, más rápidas en invierno. Al acercarse, el barómetro baja; mientras pasa, aumentan la nubosidad y el viento.
- Anticiclón: presión que aumenta de la periferia al centro; el aire desciende; tiempo estable, cielos despejados o poco nubosos y vientos flojos y variables que, en el hemisferio norte, giran en sentido horario (dextrógiro) y hacia fuera.
El barómetro en la predicción local
- Las subidas del barómetro anuncian mejoría y las bajadas, empeoramiento. La llegada de una borrasca hace bajar la presión.
- Los cambios bruscos e intensos de presión anuncian un cambio rápido del tiempo, no uno lento.
- La presión tiene una pequeña oscilación diaria, con dos máximos y dos mínimos: la marea barométrica. Si deja de notarse, tapada por otras variaciones, es señal de que se aproxima mal tiempo o un cambio notable.
- Una bajada seguida de una subida rápida que continúa es el paso de un frente frío.
- En puerto, si la presión ha bajado y el viento va en aumento, estamos bajo la influencia de una baja.
Predicción por las nubes
- Cirros que aumentan y van siguiéndolos nubes cada vez más bajas (cirroestratos, altoestratos…): se acerca un frente cálido.
- Altocúmulos y altoestratos que se espesan suelen preceder a la llegada de un frente.
- Un desarrollo vertical extraordinario de cúmulos hasta convertirse en cumulonimbos: probabilidad alta de tormenta.
- Nubes densas, oscuras y de base irregular (nimbos): presagio de lluvia.
Humedad y punto de rocío
- Humedad absoluta: masa (o peso) de vapor de agua en un volumen de aire, es decir, la densidad del vapor, en gramos por metro cúbico. No tiene un mínimo en el punto de rocío: al enfriar el aire hasta el rocío, el vapor es el mismo.
- Humedad relativa: vapor que contiene el aire respecto al máximo que admitiría a esa temperatura (y presión), en tanto por ciento. Se puede expresar también como la relación entre la presión de vapor real y la tensión de vapor saturante a esa temperatura. Al 100 % el aire está saturado y no admite más vapor sin condensarse; no puede pasar de ese valor.
- El aire caliente admite más vapor que el frío. Por eso, si una masa de aire se enfría sin ganar ni perder vapor, su humedad relativa aumenta.
- Punto de rocío: temperatura a la que hay que enfriar el aire, a presión constante y sin cambiar su vapor, para que se sature y empiece la condensación (rocío, niebla o nubes). Es una temperatura, no una presión. Si la temperatura del aire es igual a su punto de rocío, el vapor es el máximo posible y la humedad relativa es del 100 %.
El psicrómetro tiene dos termómetros, uno seco y otro húmedo, envuelto en una gasa mojada. No es un termómetro de máximas y mínimas. El húmedo marca menos porque la evaporación lo enfría. Da la temperatura seca y la húmeda; con la lectura del seco y la diferencia entre ambos se entra en las tablas psicrométricas y se obtienen la humedad relativa y el punto de rocío. Si los dos marcan lo mismo, el aire está saturado. La temperatura del agua del mar no la da: se mide aparte.
Nubes
Las nubes se forman cuando el aire sube, se expande y se enfría hasta su punto de rocío, y el vapor se condensa en gotitas o cristales de hielo.
Por su altura, según la Organización Meteorológica Mundial (valores de latitudes templadas):
| Piso | Altura | Géneros |
|---|---|---|
| Altas | de 5 a 13 km; lo habitual, entre 6 y 10 km | Cirros (Ci), cirrocúmulos (Cc) y cirroestratos (Cs), todas de cristales de hielo. Los cirros son blancos y fibrosos y no dan precipitación |
| Medias | de 2 a 7 km; lo habitual, entre 3 y 6 km | Altocúmulos (Ac) y altoestratos (As); el nimboestrato suele estar aquí |
| Bajas | base por debajo de 2 km | Estratos (St), capas grises muy bajas, y estratocúmulos (Sc), bancos grises o blanquecinos con claros |
| Desarrollo vertical | base baja, cima alta | Cúmulos (Cu) y cumulonimbos (Cb) |
- El nimboestrato (Ns) es una capa gris y espesa que da lluvia continua; ocupa normalmente varios pisos.
- El cumulonimbo es la nube de tormenta: chubascos fuertes, granizo, rachas y rayos.
- Por su forma: estratiformes (en capas) y cumuliformes (en montones).
- Los cúmulos son de desarrollo vertical, con base plana; no son nubes «de desarrollo horizontal».
- Por cómo se forman: de convección (el suelo caliente hace subir el aire húmedo por inestabilidad hasta el nivel de condensación: cúmulos y cumulonimbos, nubes gruesas), orográficas (el aire húmedo choca con una montaña y sube por la ladera de barlovento), frontales (el aire cálido sube en un frente) y de advección (aire húmedo que se enfría al desplazarse sobre una superficie fría, como los estratos). «Frontal» es un origen, no una forma.
- Las lenticulares, con forma de platillo, son orográficas y estacionarias: se quedan quietas a sotavento de las montañas aunque sople viento fuerte.
Nieblas
La niebla es una nube baja en contacto con la superficie: gotitas de agua condensadas sobre núcleos de condensación. La condición necesaria es una humedad relativa cercana al 100 %. La calima es distinta: polvo o partículas secas en suspensión, no agua.
| Tipo | Cómo se forma | Dónde |
|---|---|---|
| De advección | Aire templado y húmedo que pasa sobre una superficie más fría y se enfría por debajo de su punto de rocío | La más frecuente en la mar; densa, extensa y rápida |
| De radiación | El suelo se enfría en noches despejadas y en calma, y con él el aire húmedo quieto que lo toca | Sobre tierra y en la costa; se disipa al calentar el sol |
| Orográfica | El aire húmedo se enfría al subir por una ladera | Montañas de la costa |
| Frontal | La lluvia templada de un frente cálido se evapora en el aire frío de debajo | Delante del frente cálido |
| De vapor o de evaporación | Aire frío sobre agua más templada | Rías, lagos o mares en invierno |
Las tres primeras son nieblas por enfriamiento. La frontal y la de vapor se forman por evaporación. Algunos textos añaden las de mezcla, cuando se encuentran dos corrientes de aire húmedo de distinta temperatura.
La de advección necesita que el aire esté más templado que el agua, que la temperatura del mar sea inferior al punto de rocío del aire y que la humedad relativa esté cerca del 100 %.
Previsión a bordo: con el psicrómetro se calcula el punto de rocío y se compara con la temperatura del agua. Si el aire va a pasar sobre agua cuya temperatura es igual o inferior a su punto de rocío, se formará niebla de advección.
Dispersión: la niebla se disipa por calentamiento (sol, corrientes o aguas más templadas) hasta que la temperatura supera el punto de rocío, por pérdida de vapor, porque arrecia el viento y mezcla el aire o porque el viento cambia de dirección y trae otro aire. No solo por subir la temperatura. La de advección se aclara al pasar sobre aguas más templadas.
Vientos regionales
| Viento | Procede del | Dónde | Cómo es |
|---|---|---|---|
| Tramontana | N | Litoral catalán, golfo de León y mitad norte de Baleares | Baja de los Pirineos; fría y seca, hace bajar mucho la temperatura; rachas de más de 40 nudos en el cabo de Creus |
| Mistral o maestral | NW | Golfo de León hasta el delta del Ebro, Baleares, Menorca y Córcega | Intenso, frío, seco, cielos muy claros y rachas fuertes; con la tramontana, el más fuerte del golfo de León |
| Gregal | NE | Baleares y Mediterráneo central | Frío y seco, de origen continental europeo |
| Levante | E | Litoral mediterráneo y Estrecho | Sopla cuando se instala una alta al norte de la Península; se encauza en el Estrecho, con rachas de más de 100 km/h |
| Poniente | W | Estrecho, Alborán y todo el Mediterráneo español | Nace en el Atlántico, húmedo; en invierno trae lluvias fuertes; al cruzar la Península llega seco a la costa levantina |
| Siroco o xaloc | SE | Mediterráneo | Cálido y seco, del Sáhara, con polvo en suspensión |
| Lebeche o garbí | SW | Sureste peninsular (cabo de Palos) y Valencia | Del norte de África; descarga la lluvia antes y llega cálido y seco a la costa, a menudo con calima |
| Mediodía o migjorn | S | Litoral mediterráneo | Cálido |
| Galerna | W a NW, de golpe | Cantábrico | Súbita, fuerte y racheada; rompe un tiempo apacible y caluroso al paso de un frente frío |
| Vendaval | SW | Golfo de Cádiz | Fuerte, con lluvia y mala visibilidad, ligado a borrascas de invierno |
| Alisios | Del NE al E | Canarias y Atlántico oriental, entre unos 30° N y 10° N | Casi permanentes |
| Céfiros o vientos del oeste | W y SW, rolan al NW tras el frente | Atlántico oriental | Los ponientes que traen las borrascas atlánticas |
Fuera de nuestras costas: los etesios soplan del N en el mar Egeo, de mediados de mayo a mediados de septiembre, y llegan a fuerza 7 u 8; la bora es un viento frío del NE del Adriático. No son del Mediterráneo el pampero ni la sudestada, del Río de la Plata, ni los alisios. Del Atlántico oriental son los alisios y los céfiros; el levante es del Mediterráneo.
Circulación general
Los vientos dominantes del planeta salen de tres células de circulación en cada hemisferio. Por eso en Canarias soplan casi siempre los alisios del NE y en la Península predominan los ponientes que traen las borrascas atlánticas.
Olas
- Cresta y seno: el punto más alto y el más bajo.
- Altura: distancia vertical del seno a la cresta.
- Longitud: distancia horizontal entre dos crestas (o dos senos) consecutivas.
- Período: tiempo, en segundos, que tardan en pasar por un mismo punto dos crestas (o dos senos) consecutivas.
- En aguas profundas, a mayor período, mayor longitud y más velocidad: la longitud en metros es aproximadamente 1,56 por el período al cuadrado.
- Altura significativa: la media del tercio de olas más altas.
El oleaje es un movimiento periódico de la superficie del mar. La causa de casi todas las olas es el viento, que transfiere su energía (no calor) al agua; su altura depende de intensidad, persistencia y fetch. Sin viento no hay olas de viento, aunque el viento que las creó soplara muy lejos. También levantan olas los movimientos del fondo (maremotos) y la marea.
El período es también el tiempo que tarda una cresta en recorrer una longitud de onda.
| Mar de viento | Mar de fondo (o de leva) | |
|---|---|---|
| Origen | El viento que sopla aquí | Viento que sopló lejos, a cientos de millas |
| Forma | Longitud corta, perfil agudo, altura irregular, crestas que rompen | Regular (casi sinusoidal), longitud mucho mayor que la altura, crestas redondeadas que no rompen en alta mar |
| Período | Corto | Largo |
| Dirección | La del viento reinante | No tiene por qué coincidir con la del viento local |
Corrientes
Según su causa, las corrientes marinas son:
- De arrastre o de deriva: las produce el viento al empujar la superficie (le transmite su cantidad de movimiento por rozamiento) cuando sopla con persistencia. Son la mayoría de las corrientes superficiales en mar abierto, y no solo de mares interiores.
- De densidad o termohalinas: por diferencias de temperatura y salinidad entre aguas de distintos lugares o profundidades.
- De marea: periódicas y conocidas, por la atracción de la Luna y el Sol. Mueven toda la masa de agua, no solo la superficie. Su intensidad depende de la amplitud de la marea, de la forma de la costa (más fuertes en canales, estrechos y desembocaduras) y del momento de la marea (entrante o vaciante). No son termohalinas.
- De gradiente: por diferencias de nivel del mar o de presión (también la atmosférica) entre masas de agua; fluyen hasta igualarlas.
En resumen, las causas son el viento, la densidad, la presión y las mareas. No existen «corrientes de altura» de las olas.
Costas españolas
- Galicia y Portugal: corriente general hacia el S (corriente de Portugal). Es una rama de la deriva noratlántica, la prolongación de la corriente del Golfo, que al llegar a Europa gira hacia el sur.
- Canarias: corriente de Canarias, fría, hacia el SW, paralela a la costa africana y empujada por los alisios del NE. No va hacia el norte.
- Cantábrico y golfo de Vizcaya: corrientes débiles e irregulares en intensidad y dirección, que cambian con el viento; también ligadas a la deriva de la corriente del Golfo.
- Donde una corriente cálida como la del Golfo se encuentra con aire frío hay fuertes contrastes térmicos: borrascas, nieblas densas y vientos fuertes.
- Estrecho de Gibraltar: en superficie entra agua atlántica hacia el E; por el fondo sale agua mediterránea hacia el W. La marea y el viento la refuerzan o la frenan.
- Mediterráneo: la corriente general es la entrada superficial de agua atlántica hacia el E, que sigue por la costa africana; por la costa catalana baja hacia el SW (SSW) la corriente del Norte.
Viento real y aparente
Ampliación del tema del PER: con el viento real fijo, al ganar velocidad el aparente aumenta y entra más a proa. Es lo que hace que un velero rápido navegue siempre con el viento aparente muy cerrado.
También entra en este tema
Lo básico del PER
En esta unidad también se examinan conceptos básicos del PER:
- Presión normal: 1013,25 hPa (o mb) = 760 mm de mercurio = 1 atmósfera.
- Virazón: de día, del mar a tierra. Terral: de noche, de tierra al mar.
- Fetch: distancia, en millas, sobre la que sopla el viento con dirección y fuerza constantes.
- Dirección del viento: el punto de donde viene.
Problemas de carta
En esta unidad pueden aparecer ejercicios de la carta del Estrecho. Se resuelven con el método del tema de navegación; estas son sus piezas:
| Paso | Regla |
|---|---|
| Corrección total | Ct = dm + Δ, con los valores NE positivos y los NW negativos |
| Rumbos | Rv = Ra + Ct; al revés, Ra = Rv − Ct |
| Abatimiento | Viento por babor: Rs = Rv + abatimiento. Por estribor: Rs = Rv − abatimiento |
| Demoras | Dv = Rv + marcación, con la marcación por estribor positiva y por babor negativa |
| Corriente | Se suman los vectores del barco (rumbo y velocidad) y de la corriente (Rc e Ihc): la resultante da el rumbo y la velocidad efectivos. Para llegar a un punto, se resuelve el triángulo al revés |
| Dos marcaciones a un faro | Se traslada la primera demora con el camino recorrido entre las dos observaciones; el corte con la segunda da la situación |
| Marea | Sonda en el momento = sonda en la carta + altura de la marea a esa hora, calculada entre la bajamar y la pleamar con la fórmula o con las tablas |
| Rumbo y distancia | Por estima: Δl, apartamiento = ΔL · cos de la latitud media, rumbo = arco cuya tangente es apartamiento ÷ Δl, distancia = Δl ÷ cos del rumbo |
Claves para el examen
Errores frecuentes
Fuentes
- AEMET, «Escalas de viento y oleaje» y «Glosario de términos» de meteorología marítima: dorsal, vaguada, mar de fondo, visibilidad. AEMET Blog, «La galerna del Cantábrico» (2018). Información reutilizable citando la fuente.
- Organización Meteorológica Mundial, Atlas Internacional de Nubes: pisos de nubes y sus alturas (solo hechos).
- NOAA, JetStream: frentes en los mapas de superficie y circulación general (dominio público).
- R. Stull, Practical Meteorology, cap. 12: pendientes de los frentes y tipos de oclusión (solo hechos).
- Real Decreto 875/2014, de 10 de octubre (BOE-A-2014-10344), para el temario del Patrón de Yate.
- Las figuras son de elaboración propia de NautiPractic.