CURSO DE METEOROLOGÍA AERONÁUTICA OPERACIONAL
RESÚMENES DE TEORÍA ©
Profr. MET. GUILLERMO E. CAMPOS
MÉXICO, D.F. OCTUBRE 2005
Nota: Las imágenes no aparecen en esta presentación, pero si en los archivos a descargar.
CAP 1 LA ATMÓSFERA DE LA TIERRA
A.- INTRODUCCIÓN
B.- COMPOSICIÓN
C.- ESTRUCTURA VERTICAL
D.- LA ATMÓSFERA STANDARD INTERNACIONAL
(ISA)(International Standard Atmosphere)
E.- DENSIDAD E HIPOXIA
F.- RESUMEN
A => INTRODUCCIÓN
Nuestra atmósfera (que nunca descansa), constantemente está en movi- miento en tanto tiende a alcanzar un equilibrio.
1.- Debido a que el Sol calienta a la atmósfera de manera desigual, da por resultado diferencias en la presión del aire, las cuales causan una serie de movimientos que no terminan nunca.
2.- Estos movimientos del aire a su vez producen reacciones, mismas que culminan en una variedad continua de condiciones meteorológicas.
3.- Virtualmente todas las actividades humanas son afectadas por las condiciones meteorológicas, pero de todas ellas, la aviación es la que resulta mas afectada.
B => COMPOSICIÓN
El aire es una mezcla de varios gases
1.- Alrededor de 78% de Nitrógeno y 21% de Oxígeno.
2.- El restante 1% queda integrado por otros gases como el Argón, bi óxido de Carbono, Neón, Helio y otros.
3.- No obstante, el aire nunca está completamente seco. Siempre con- tiene algo de vapor de agua, en cantidades que varían desde casi cero, hasta alrededor de 5% por volumen.
C => ESTRUCTURA VERTICAL
La atmósfera se clasifica en capas o “esferas”, por las característi-cas que quedan exhibidas en esas capas de acuerdo al comportamiento de la temperatura con la altura. (Ver la fig. 1 a continuación).
FIGURA 1
1.- La tropósfera es la capa ubi
cada a partir de la superfi-
cie terrestre hasta una al-
titud promedio de 7 millas.
a)- Queda caracterizada por
una disminución generalizada de la temperatura con los incrementos de altitud.
b)- La altura de la tropósfera sufre variaciones con
la Latitud geográfica y
con las estaciones del año
c)- Se inclina desde aproximadamente 20,000 FT sobre
los Polos, hasta alrededor de 60,000 FT sobre el
Ecuador (4 a 12 millas).
d)- Queda mas alta durante el
Verano y mas baja durante
el Invierno.
2.- En el límite superior de la tropósfera se ubica la tropopausa, la cual es una zona de transición que marca la “frontera” entre la tropósfera y la capa que le sigue, que es la estratósfera.
a)- El espesor de la tropopausa sufre variaciones, desde discretas capas en algunas regiones, hasta varias capas interrumpidas en otras regiones.
b)- La tropopausa actúa como una “tapadera” que atrapa dentro de la tropósfera la mayor cantidad de vapor-de-agua.
c)- La tropopausa se caracteriza por vientos que disminuyen gra dualmente en intensidad y con temperaturas constantes que aumentan gradualmente con la altitud.
3.- Por arriba de la tropopausa se ubica la Estratósfera, comenzando aproximadamente desde las 4, hasta las 12 millas.
a)- Esta capa se caracteriza por cambios relativamente pequeños en la temperatura con la altura, excepto por una tendencia
a aumentar cerca de su límite superior, (26 a 29 millas), y una ausencia casi absoluta de vapor-de-agua.
D => ATMÓSFERA STANDARD INTERNACIONAL (ISA)
La Atmósfera Standard Internacional (ISA) es un promedio “fijo” de valores a los cuales hacen referencia los ingenieros y los meteorólogos.
1- Para llegar a un valor standard se deben utilizar los valores pro medio a través de la atmósfera, para todas las estaciones del año
y para todas las Latitudes geográficas.
La ISA queda especificada en valores de temperatura y de presión atmosférica al nivel medio del mar MSL, como sigue:
Temperatura = 15ºC (59ºF)
Presión = 29.92 pulgadas de mercurio
= 1,013.25 milibares (hectoPascales)
a)- a razones de disminución de la temperatura de 2ºC por cada 1,000 FT, y de 1 pulgada de mercurio por cada 1,000 FT de altitud.
A estas razones de cambio se les conoce también como gradientes.
Gradiente de temperatura standard = 2ºC/1,000FT
Gradiente de presión atmosférica standard = 1”Hg/1,000FT
2.- Estos valores standard se usan para calibrar los altímetros de presión y para el cálculo de los rendimientos y comportamiento de las aeronaves; (aircraft performance).
ATMÓSFERA STANDARD SIMPLIFICADA
ALTITUD FT TEMPERATURA ºC PRESIÓN hPa
E => DENSIDAD E HYPOXIA
1.- El aire es materia, y tiene peso.
a)- Dado que es un gas, es compresible.
b)- De aquí que conforme su presión aumenta su densidad también aumenta.
2.- La presión que la atmósfera ejerce sobre una superficie dada, es el resultado del peso del aire sobre esa superficie.
a)- De aquí que cerca de la superficie terrestre ejerce mas pre sión y es mas densa que el aire ubicado a mayores altitudes
b)- Hay una disminución de densidad y de la presión con la altu ra.
3.- La razón a la cual los pulmones absorben oxígeno depende de la presión parcial ejercida por el oxígeno mismo en el aire. El oxí- geno ejerce aproximadamente el 20% de la presión que ejerce la at mósfera.
a)- Dado que la presión disminuye conforme la altitud aumenta la presión-parcial del oxígeno también disminuye.
b)- Un piloto que gane altitud constantemente, o haciendo un vue lo prolongado a gran altitud, sin oxígeno suplementario abor do de su aeronave, probablemente sufrirá los efectos de una deficiencia de oxígeno.
c)- Esta deficiencia da por resultado una hipoxia, misma que pue de causar:
i- Una sensación de cansancio.
ii- Visión doble y pérdida del juicio, y
iii- La inconsciencia.
4.- La FAR 91.211 requiere que el piloto haga uso del aviation breathing oxygen, [equipo de oxígeno para respirar, para la aviación] para cualquier vuelo en una cabina presurizada, por arriba de al-titudes desde 12,500FT-MSL hasta 14,000FT-MSL.
a)- El piloto requerirá del uso de oxígeno continuamente cuando esté volando en una aeronave que no esté presurizada desde 14,000FT-MSL, o por arriba de esta altitud.
b)- Se requiere que los pasajeros dispongan continuamente de oxí geno, proporcionándose desde 15,000 FT-MSL, hasta altitudes mayores.
c)- Las FAR´s concernientes con vuelos comerciales requieren que se proporcione oxígeno suplementario a los pilotos, y que se utilice aún en cabina presurizada, en altitudes menores.
d)- La hipoxia puede afectar adversamente la visión nocturna en altitudes tan bajas como 5,000 FT-MSL.
e)- Si el piloto siente fatiga, (drowsy), somnolencia, etc., es preciso que descienda y vea si se empieza a sentir mejor en menores altitudes.
F => RESUMEN
1.- La tropósfera se extiende hacia arriba hasta una altitud promedio de 7 millas.
a)- la Tropopausa es una zona de transición entre la Tropósfera y la Estratósfera.
b)- Le sigue la Estratósfera dentro de la cual se presentan cam bios pequeños en la temperatura.
2.- La Atmósfera Standard Internacional (ISA):
a)- al nivel medio del mar = 15ºC
y 29.92”Hg = 1,013.2 mb (hPa)
El gradiente promedio (average Lapse Rate), es decir, el descenso de la temperatura y de la presión con la altura, es de:
2ºC/1,000FT
1 pulgada de Hg por cada 1,000 FT de altitud.
3.- La presión disminuye con la altura, por lo que no queda disponible suficiente oxígeno para los pilotos, comenzando aproximada mente a los 10,000 o 12,000 FT-MSL.
a)- A la deficiencia de oxígeno se le denomina como hypoxia.
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