Clouds, wind, atmospheric pressure, floods, drought,...

1. Unitat 3
Dinàmica i riscos atmosfèrics

3. Principals paràmetres meteorològics
El vent
La pressió atmosfèrica
Els núvols i les precipitacions
Riscos relacionats amb les precipitacions
Les sequeres
Els aiguats
Inundacions i avingudes
Riscos derivats de l’electricitat atmosfèrica
Riscos causats pel vent
El fenomen d’El Niño
Prevenció de riscos meteorològics

4. 1.1 El vent = Aire que es mou horitzontalment
La compressió de l’atmosfera és el resultat
de la gravetat, per això la major part de
moviments a l’atmosfera són horitzontals.
La compressibilitat de l’aire implica que
quan l’aire puja per l’atmosfera es dilata i
quan baixa es comprimeix.
P = constant T = constant
T T
ρ ρ
P
ρ
P
ρ

7. 1 – Quan les característiques de l’aire:
pressió i temperatura es mantenen
uniformes, l’aire es manté estable i
quiet
2 – L’escalfament de l’aire a prop del
terreny pot ser diferent segons: el
tipus de roques, vegetació, mar o oceà
(aigües càlides o fredes)
3 – L’aire calent és menys dens i puja
respecte al que l’envolta => baixa la
pressió atmosfèrica de la zona
4 – L’aire de les zones properes es
desplaça horitzontalment per ocupar
l’espai deixat
A escala
local
Marinades
Vents entre valls i muntanyes
A escala
planetària
Circulació de l’atmosfera

8. Circulació general de l’atmosfera  dinàmica contínua i complexa
dels vents
Hi ha importants sistemes
de vents que recorren milers
de quilòmetres des de zones
d’alta pressió a baixa
pressió.
Tendeixen a igualar les
diferències de Tª, pressió i
humitat de l’atmosfera, però
hi ha una constant aparició
de nous gradients de Tª i
pressió entre diferents
punts.
Variables
Direcció penell
Intensitat
(velocitat)
anemòmetre
Escala de Beaufort

10. Mesurar la part superior
de la troposfera
Avions
Radars
Satèl·lits meteorològics
Globus meteorològics

11. 1.2 – La pressió atmosfèrica
El pes de la massa d’aire que hi ha sobre un punt (unitat de superfície)
Relacionat amb el vent i => la Temperatura
Cèl·lula convectiva Moviment cíclic d’aire entre els centres de baixa i alta pressió
Centres d’↑ P o anticiclons
Subsidència o descens d’aire fred
Divergència dels vents superficials
Gir dels vents en sentit horari a l’hemisferi
nord causat per la rotació terrestre (Coriolis).
Zones de ↓ P o depressions
Convergència de vents a la superfície
Ascens d’aire calent a la part central
Gir dels vents al contrari de les agulles del
rellotge a l’hemisferi nord

12. Perfil de la situació atmosfèrica i fenòmens associats
Zona depressionària.
Pluges i tempestes
Zona afectada per
vents del sud. Cels
coberts
Zona de domini
anticiclònic.
Bon temps.
Algunes boires
Zona afectada per
vents del nord.
Formació
d’algunes
tempestes per
l’arribada de l’aire
fred.

15. 1.3 – Els núvols i les
precipitacions
L’aire i el vapor d’aigua es comporten com a solut o dissolvent
depenent de la concentració => de la temperatura
Humitat absoluta (g/m3)
Massa d’aigua en forma de vapor
volum d’aire
Humitat relativa %
vapor d’aigua que conté l’aire
màxim vapor que podria contenir a la Tª
x 100

17. Monjo de caputxa
www.wikihow.com/M
ake-a-Hygrometer
% HR 

18. Psicròmetre
Termòmetre de bulb sec i un termòmetre de bulb humit (amb aigua
destil·lada que mulla una metxa).
A Tª > 0 l'evaporació de l'aigua des de la metxa abaixa la Tª, per tant el
termòmetre de bulb humit normalment mostra una Tª < que el sec.
A Tª de l'aire < 0 °C, el bulb humit es cobreix d'una fina capa de gel i pot estar més
calent que el bulb sec.
La HR es calcula per la Tª ambient segons el termòmetre de bulb sec i les
diferències de Tª que mostren els termòmetres de bulb humit i bulb sec. La HR
també es pot determinar ubicant la intersecció de les Tª dels termòmetres de
bulb humit i sec en una taula psictomètrica.

19. Saturació d’humitat El 100 % HR no admet més vapor (transparent)
núvol
Part del vapor es condensa formant minúscules gotes (0.04 < Ø < 0.2 mm) en
suspensió, adherides a nuclis de condensació = partícules sòlides en suspensió:
espores, pol·len, pols, petits cristalls de sal,...
Enterboleixen l’aire, aspecte emboirat quan es produeix arran de terra
Gotes de subfusió = Quan la condensació del vapor es produeix a Tª < 0ºC
Gotes que es mantenen
en suspensió
líquides
Cristallets de gel

21. Els núvols es classifiquen segons l’altura, la forma i la composició.
Hi ha 10 tipus principals de núvols, que s’agrupen en 3 famílies: alts mitjans i baixos

22. Formació dels núvols => condensació
Ascensió orogràfica Efecte föhn, vent draganeu o fogony
Una massa d’aire ascendeix davant d’un obstacle orogràfic i es
refreda fins a condensar-se.

23. Mentre l’aire es troba per
sota de la saturació, cada
100m que ascendeix, la
seva Tª baixa 1ºC.
Quan assoleix la saturació,
el vapor d’aigua es va
condensant i allibera el
calor latent. => la Tª
augmenta només 0.6ºC
per cada 100m.
Quan descendeix l’aire
cada 100 m augmenta 1ºC
la Tª perquè sempre està
per sota de saturació.
Efecte föhn junt amb la
orientació respecte el Sol
condiciona la vegetació
dels vessants d’una
muntanya.

24. Formació dels núvols => condensació
Convecció (cèl·lules convectives a escala local)
El terra escalfat pel Sol
l’aire més proper a la superfície s’escalfa i ascendeix

25. Formació dels núvols => condensació
Convergència en àrees depressionàries
Semblant a la convecció però a escala molt gran i generalment
no originada directament per l’escalfament del terra pel Sol

26. Formació dels núvols => condensació
Refredament per contacte amb una superfície freda (produeix boires)
Durant les llargues nits d’hivern, quan la terra es refreda molt
Sobre el mar, quan la Tª de l’aigua és << Tª aire

27. 1.3.2 - Precipitacions
El núvol es continua refredant. Augment de les gotes i cristalls de gel dins la massa
d’aire.
En núvols càlids (T > 20ºC) creixen per coalescència (xoc i fusió de gotes)
Els núvols freds creixen per subfusió cap a cristalls de gel.
Quan el pes de les gotes d’aigua o els cristalls de gel supera la força dels corrents
ascendents de dins el núvol, cauen i formen la precipitació
FORMA
pluja Gotes d’aigua
Flocs de neu Tª ≤ 0ºC
Pluja engelant Gotes travessen una capa d’aire fred, en el descens, i es
congelen.
Granís, calamarsa  Ø < 1 cm
Pedra  Ø > 1 cm
Fragments arrodonits de gel que es formen durant l’ascens i
descens de l’aire dins el núvol
Calabruix = pedra o calamarsa + tova (A l’hivern o principis de
primavera)
Rosada  gebrada (cristallets
de gel)
Condensació sobre objectes que s’han refredat (pedres,
cotxes, fulles)

34. 1.3.3 – Tempestes (dinàmica atmosfèrica)
Un petit cúmul que creix en
situacions d’inestabilitat
Cumulonimbus (des de menys de 1 000 m a la
tropopausa o més) Forma d’enclusa
Corrent ascendent
d’aire calent
Al núvol, la condensació és molt alta, per coalescència  pluja
A la part alta, les gotes es congelen (calamarsa i cristalls de gel que van creixent) 
calamarsa o pedra
xàfec

35. Llamps
El fregament entre les partícules
dins el cumulonimbus causa forts
corrents  càrregues elèctriques
que acaben vencent la resistència
elèctrica de l’aire i apareixen
fortes descàrregues.
Successió de descàrregues
elèctriques produïdes en
centèsimes de segon.
L’energia que proporciona el
llamp permet fixar el nitrogen
atmosfèric al sòl. (=> relacionat
amb el cicle del nitrogen).
Llampec = dins el núvol
Llamp = del núvol a terra
El tro és la ona sonora causada per
l’expansió de l’aire escalfat pels
llamps. Es poden percebre com a
explosions seques o roncs
prolongats.

36. Cumulonimbus
Des de ...
nuclis aïllats de tempesta fins a...
supercèl·lules = enormes i
complexos cumulonimbus que
poden originar
tornados.
Aiguats torrencials
Tempestes tropicals
huracans

38. Mapes meteorològics. Exercici 2
Isòbares  pressions, centres de pressió i vents
Isòbares = línies que uneixen punts amb la mateixa pressió en hectopascals (hPa)
“cada quatre hPa”.
Zona
depressionària (D)
< 1 013 hPa <
valor normal
Anticicló (A)
El sentit del vent s’indica d’on prové.
Les fletxes indiquen el sentit dels vents segons l’efecte Coriolis.
Com més juntes estan les isòbares més forts són els vents.
Als centres de pressió, els vents són més encalmats.
Els anticiclons tenen el nucli més ampli.
Tendència de les temperatures
Les zones afectades per vents de component nord (de latituds superiors =>
fredes), les temperatures tendeixen a baixar.
Amb vents de component sud, el contrari.

39. Front
línia imaginària que separa dues masses d’aire de temperatura diferent.=>
densitat ≠.

40. Fenòmens meteorològics
Depressions
Temps inestable, amb pluges, xàfecs o tempestes.
Els fronts associats a les baixes pressions presenten línies d’inestabilitat

41. Els fronts càlids
L’aire fred adopta una forma de tascó per sota del calent que s’eleva seguint la
mena de rampa que constitueix la línia frontal.
A la zona de contacte, l’aire calent es refreda fins a condensar-se i forma
abundants núvols estratificats. Al seu pas, pluja persistent de baixa intensitat amb
àmplia àrea d’afectació. Típic costa nord-oest de la península (Galicia, Astúries,…)
Es desplacen a una velocitat de 20 – 40 km/h.

42. Massa d’aire calent avança sobre massa aire fred. Part
davantera front polar

43. Fronts freds
L’aire fred, en ser més dens, avança amb rapidesa sobre la superfície i fa elevar
amb violència l’aire més càlid, que es refreda i condensa formant núvols de
desenvolupament vertical, cumuliformes.
Al seu pas pluja, intensa amb àrea d’afectació més reduïda.
Típic litoral mediterrani (Catalunya,…).
Es desplacen a una velocitat de 40 – 60 km/h

44. Front fred

45. Fronts closos
Quan un front fred, en moure’s més ràpid, atrapa un front càlid i s’hi fusiona. Així,
les dues masses d’aire fred, la del front càlid i la del fred, entren en contacte i
romanen a la part més baixa. L’aire càlid és forçat a elevar-se, es refreda i provoca
precipitacions intenses. Un cop a dalt continua el refredament per contacte amb
l’aire fred.
Provoquen pluges primer febles i continuades amb nuvolositat de tipus
estratiforme, posteriorment les pluges s’intensifiquen amb l’arribada de núvols
de desenvolupament vertical, que provoquen xàfecs i tempestes.

49. Formació d’un
centre de baixes
pressions amb un
sistema frontal

51. Sistema
frontal

52. Anticiclons
Temps estable amb només
algunes boires
Les depressions es desplacen
40 – 60km/h
Els anticiclons més lentament

53. Inversions tèrmiques
Massa d’aire fred a la part baixa de l’atmosfera i capa d’aire més càlid i sec
per sobre.

56. Tendència de la pressió i l’evolució del temps
Els centres de pressió
quan es troben en els
corrents principals
tendeixen a desplaçar-
se d’oest a est per
l’efecte Coriolis.

57. Departament de Ciències

58. Anticicló potent
Forts vents de
llevant amb pluja a
litoral català
Borrasca molt freda
“Gota freda”

59. Anticiclò Açores “protegint”
només pluges a l’alt Ebre
Front polar (jet)

60. Front fred
Formació borrasca
“tèrmica” a finals
estiu d’evolució
diurna i plujes
intenses
Borrasca generada a
front polar amb dos
fronts:
Càlid (davanter)
Fred (posterior)

63. 2 – Riscos relacionats amb les precipitacions
2.1 - Sequeres
Període prolongat de manca de precipitacions
En clima oceànic aprox. 3 setmanes sense ploure
Altres, quan la manca d’aigua es prolonga més de l’habitual
Clima mediterrani
Estiu calorós i sec (juliol - primera quinzena d’agost)
Períodes de sequera a qualsevol època de l’any. A Catalunya, anticicló de les
Açores (cinturó d’altes pressions a 30ºN) “bloquejat” a prop o sobre la PI,
impedint:
el pas de fronts i depressions de l’Atlàntic
La formació de baixes pressions al Mediterrani

65. Efectes de la sequera
Directes Pèrdua de collites
Restriccions en el subministrament d’aigua
Indirectes ↓ en la producció d’E hidroelèctrica
↑ la contaminació de rius pel descens del cabal
↑ de la contaminació atmosfèrica (la pluja “neteja” també l’atmosfera)
↑ la facilitat d’incendis forestals
MESURES:
No sobreexplotar les reserves d’aigua  rius, torrents, aigües subterrànies
Estalvi  racionalitzar l’ús de l’aigua  Particular, Industrial, regadiu eficient

66. 2.2 – Els aiguats =
precipitacions torrencials
A la part occidental de la conca
mediterrània.
Temporals de llevant i
Pertorbacions atlàntiques
reactivades
1. Massa d’aire càlida i humida del
mediterrani penetra a
Catalunya i “es veu forçada” a
elevar-se per la serralada litoral
i prelitoral.
2. L’aire fred de la part superior de
la Troposfera, accelera i
intensifica la condensació.
3. Es formen cumulonimbus que
poden donar intenses
precipitacions, sobretot al
litoral i prelitoral a la tardor
Ex 150 mm en 1 h o
287 mm en una nit

67. Efectes dels temporals o tronades
Pèrdua de vides humanes
Importants pèrdues econòmiques
Vies de comunicació
Destrucció de collites
Inundació d’indústries i habitatges
Tronades =
Precipitacions d’aprox. 100 mm en poc temps i sovint localitzades als Pirineus,
Prepirineus o Serralada transversal.
Dies calorosos amb inestabilitat (aire fred) a les capes altes troposfèriques

68. 2.3 – Inundacions i avingudes (conseqüència d’aiguats torrencials)
Acumulacions
d’aigua en zones de
terreny pla
Crescudes sobtades
del cabal d’un curs
d’aigua

69. 1 – Grau d’infiltració del terreny
Factors que depenen de la conca
-
Infiltració
-
Temps de resposta
+
cabal
+
inundacions i avingudes
- Coberta vegetal
+ impermeable
els materials que afloren a la conca

70. 2 - Morfologia de la conca
Estructura de la xarxa de
drenatge
Arribada simultània de rieres
al mateix punt o
successius
El pendent Rapidesa de l’aigua
Àrea de la conca + volum d’aigua recollit  + cabal => negatiu
+ temps de resposta => positiu

71. Hidrograma del riu Ripoll (riuada del 20/09/1971). Amb un temps de resposta
de només 2.5h, el cabal es va multiplicar per unes 30 vegades (de 20 a 600) i
va provocar inundacions importants.

73. Factors que depenen dels humans
Exposició Construir en
zones
inundables
1962 al Vallès
1996 barranc de Biescas, Càmping las Nieves al
con de dejecció del torrent
Canvis en l’ús
del sòl
forestal 
agrícola o
urbanitzat
+ aigua de les precipitacions als cursos d’aigua
- temps de resposta
+ risc d’inundacions
Obres
hidràuliques
Períodes de
retorn < 500
anys
Preses, Dics de contenció, Soterrament de
rieres Afavoreix l’ocupació del territori
Però fallada o trencament de l’obra!!!
Infraestructures
de barrera als
cursos d’aigua
naturals
Vies de
circulació
Per exemple al Maresme...
Autopista, Camí del mig, N-II, via de tren,
passeig marítim
=> Ponts (pilars), passos soterrats
dimensionats...

74. Mesures
Predicció Satèl·lits, radars meteorològics
Plans d’actuació
INUNCAT
Mesures de protecció
Planificació del
territori
Evitar edificar en zones inundables
Ponts i canalitzacions per cabals màxims previsibles (període de
retorn de 500 anys
Llei d’aigües de l’Estat Espanyol ( gestió municipal).
Prohibeix edificar amb ponts amb pilars damunt el llit riu
Xarxes de clavegueram dimensionades
Agència Catalana de l’Aigua (ACA). Govern en matèria d’aigües
en els principis de la Directiva marc de l’aigua (directiva
Europea 2000/60/CE)

75. A Catalunya
Clima mediterrani possibilitat de pluges torrencials tot l’any, sobretot a la
tardor
Relleu muntanyós + precipitacions per Ascensió orogràfica (efecte föhn)
avingudes

78. 3 – En els cumulonimbus es generen
potents llamps i llampecs
Llamp =
Descàrrega
elèctrica de
Milers d’ampers
Milions de volts
50 000 ºC
(5 vegades la Tª de la superfície del Sol)
RISCOS
Mort de persones
Incendis forestals
Danys a: Instal·lacions elèctriques
Edificacions  Parallamps
Mesures:evitar
Finestres obertes, entrades de coves
Circular en moto o bicicleta
Zones planes sense arbres, platges, arbres
aïllats
Vores de cursos d’aigua

79. 4 – Riscos causats pel vent
Depressions de front polar
Confrontació de l’aire fred polar amb aire
càlid tropical sobretot a l’hivern
1 000 km < Ø < 3 000 km als 60º Nord o
sud però poden afectar entre els 40 -70º
Poden generar vents < 100 km/h => danys
importants.

80. Huracà
Sobretot afecta a la costa:
vent
+
onatge
+
pujada del nivell del mar
(per la ↓↓ P atm de
l’huracà)
Depressions petites
200 km < Ø < 600 km amb
pressions molt baixes ≤ 950 hPa
Tempestes tropicals
Vents sostinguts = 117 km/h
Huracans
es formen a les regions oceàniques
intertropicals (5 - 20º N i S)
als mesos amb les aigües més calentes.
Vents sostinguts > 117 km/h – 374 km/h

81. Huracà

85. Tornados
Remolins gegants que es formen a dins
les tempestes amb un alt grau de
complexitat. Es creu, fins a 500 km/h.
(Pocs aparells de mesura).
Mànegues marines o caps de fibló
Semblant als tornados però menys
intenses. Formats sobre el mar,
ocasionalment poden afectar a la costa.

86. Rissagues
Augments i
descensos del nivell
del mar sobtats
causats per
pulsacions de la
pressió atmosfèrica.
Destrosses a ports i
petites badies
Badia o golf de Roses

87. Riscos pel vent a Catalunya
Riscos
Baixes pressions de
front polar
 vents
de N, N-W o W + relleu
Gregal, llevant i
xaloc
+ onatge 
dificultat de navegació
Desperfectes a la costa
Huracans Restes d’huracans formats a l’Atlàntic
Tornados Ocasionalment. Espluga de Francolí i Baix Llobregat
Mànegues marines Amb tempestes de tardor al Mediterrani
Mesuresde
prevenció
Predicció
Plans d’actuació
Planificació del territori
Construccions considerant
aquests riscos

88. 5 – El Niño o ENSO (El Niño-Southern Oscillation)
Un dels fenòmens atmosfèrics a més gran escala.
Als volts de Nadal..
.
un corrent marí càlid de l’oest escalfa intensa i prolongadament
la riba sud-americana del Pacífic. Cada 5 o 7 anys causa
alteracions atmosfèriques greus (La resta d’anys és la Niña).
-
Plancton (disminueix sobtadament)
-
Captures pesqueres
fins la primavera

90. La niña
En condicions normals, les
aigües càlides del Pacífic
se situen a les costes
d’Indonèsia i Austràlia
durant la major part de
l’any.
L’escalfament de l’aire i
l’aportació de vapor
d’aigua fan que en
aquesta zona dominin les
baixes pressions
convectives.
A la costa est, dominen
pressions elevades en formar-se
corrent d’aire descendent i fresc.
Hi ha un aflorament d’aigües
fredes profundes que condiciona
la gran riquesa pesquera
d’aquestes costes, menys quan
hi ha el niño.

93. 6 – Riscos meteorològicsPredicció
acurada
Servei meteorològic de Catalunya
Xarxa d’observatoris
amb llindars que
activen situacions
d’alerta (2 nivells)Agencia Estatal de Meteorología
Dissenyar plans d’actuació
INUNCAT,
NEUCAT i ALLAUCAT,
VENTCAT
Cartografiar les àrees de risc
Ordenar els usos del territori
Tipologia de les construccions
Probabilitat d’una situació
de risc / comarca i cada 6h
> 70% molt probable
30 – 70 % probable
< 30% possible
Mesures de Prevenció
Avisos del Servei meteorològic de Catalunya
36h abans que les prediccions indiquin la possibilitat de superació d’algun dels llindars
Immediatament després que algun observatori enregistri aquests valors, si no hi havia
activat cap avís.

95. Gestió del risc meteorològic a Catalunya

96. Bibliografia
Costa, M. i E. Roger (1996). Manual de l’home del temps. Iniciació a la
meteorologia. Ed. La Magrana. Barcelona.
Cuadrat, J.M. i M.F. Pita (1997). Climatología. Anaya. Madrid.
Vallée, J.L. (2006). Guía técnica de meteorologia. Omega. Barcelona.