¿Qué es una masa de aire?
Las masas de aire hacen referencia a aquellos cuerpos de aire con características horizontales homogéneas de temperatura, presión y humedad.
Estas características se adquieren en la región donde se forman y después se van modificando con el desplazamiento en distintas regiones continentales o marítimas.
Las masas de aire pueden llegar a cubrir miles de kilómetros cuadrados en la horizontal, pero únicamente pueden extenderse unos cuantos kilómetros en la vertical.
¿Cómo se forma una masa de aire?
Las masas de aire se forman sobre determinadas zonas conocidas como regiones “fuente», regiones “manantial” o regiones “madre”, en donde adquieren sus características propias de temperatura y humedad, que luego se van modificando poco a poco a lo largo de sus desplazamientos.
Estas características homogéneas de las masas de aire las consiguen tras mantenerse prácticamente estáticas durante varios días o semanas sobre estas regiones fuente. En general, se trata de regiones anticiclónicas donde el aire permanece estancado o circulando muy lentamente. Presentan unas condiciones superficiales homogéneas.
Movimientos verticales de las masas de aire
Los movimientos verticales de las masas de aire determinan la estabilidad o inestabilidad atmosférica de una región determinada.
Estos movimientos se producen por las diferencias de densidad del aire, la cual a su vez está directamente relacionada con la temperatura de estas masas de aire.
En condiciones normales, la radiación solar diurna calienta la superficie terrestre, provocando también un calentamiento del aire más superficial.
El aire más cálido presenta menor densidad, por lo que tiende a ascender a través de las diferentes capas de la troposfera. A medida que asciende, el aire se va enfriando y va aumentando su densidad, hasta que comienza a descender por gravedad, desplazando al aire caliente más cercano a la superficie. De esta forma se generan los movimientos convectivos.
Cuando se producen ascensos de las masas de aire (al estar más calientes que las parcelas de aire adyacentes en los distintos niveles), hablamos de inestabilidad atmosférica. Este ascenso continuará mientras que el resto del aire que rodea a la parcela ascendente se encuentre a menor temperatura (mayor densidad).
En estas situaciones de inestabilidad se produce una convergencia de vientos en superficie para reemplazar este aire que asciende. Además se ve favorecido el crecimiento de nubes por convección.
En el caso opuesto, cuando una masa de aire es más fría que las masas adyacentes, ésta tiende a descender hacia el nivel desde el que comenzó a ascender, provocando un aumento de la presión atmosférica (más cantidad de aire comprimido en las capas bajas). Hablamos entonces de estabilidad atmosférica. En este caso, la convergencia de vientos se produce en niveles altos, mientras que en superficie predominan las divergencias.
Por tanto, la estabilidad de una masa de aire (burbuja) se determina comparando la densidad (varía con la temperatura) con la del aire circundante en cada capa, nivel o estrato atmosférico.
Desplazamiento de las masas de aire y frentes
Las diferencias de presión en la superficie propician los movimientos horizontales de las masas de aire, ya que el aire se mueve de las regiones con altas presiones hacia las de bajas presiones, buscando el equilibrio.
Las masas de aire de distinta temperatura no se mezclan de forma inmediata debido a la diferencia en sus densidades.
Cuando una masa de aire frío y otra cálida se encuentran en superficie, el aire frío (más denso) empuja hacia arriba al aire caliente, provocando un descenso de la presión atmosférica e inestabilidad. Esta zona de choque entre masas de aire es lo que se denomina frente.
Cuando una masa de aire frío reemplaza a una masa de aire más cálida tenemos un frente frío. El aire frío, más denso, genera una “cuña” y se cuela por debajo del aire cálido. Avanzan rápidamente y dejan lluvias, tormentas y viento a su paso. Además, con el paso del frente se produce un descenso acusado de la temperatura en superficie.
En el caso opuesto, cuando una masa de aire cálido reemplaza a otra más fría hablamos de frente cálido. Este reemplazamiento de la masa de aire es más lento, ya que el aire frío al ser más denso ofrece mayor resistencia a ser desplazado de la superficie. En este caso, el paso del frente suele conllevar un aumento de la temperatura y va acompañado de lluvias menos copiosas y vientos más moderados que en el caso de un frente frío.
Cuando chocan dos masas de aire y éstas no tienen la suficiente fuerza para conseguir desplazar a la otra, tenemos un frente estacionario. Éstos pueden permanecer durante varias horas o incluso días estáticos sobre una región, provocando precipitaciones muy persistentes, pudiendo llegar a ser potencialmente peligrosos.
Clasificación de las masas de aire según su origen
Las masas de aire se pueden clasificar en función de sus dos parámetros más característicos: la temperatura y la humedad. Ambos dependen de la región de origen de estas masas de aire.
En función de su fuente de calor podemos distinguir entre las masas de aire tropicales (cálidas) y polares o árticas (frías). No obstante, pequeñas variaciones en el origen también permiten diferenciar entre masas subpolares o subtropicales, cuando éstas no proceden de latitudes tan bajas o altas, respectivamente.
Además, en función de su grado de humedad, diferenciamos entre masas de aire continentales (formadas sobre superficie continental) y masas de aire marítimas (formadas sobre los océanos). Las primeras son predominantemente secas, mientras que las segundas son más húmedas.
Características de las masas de aire en España
En España podemos distinguir hasta 7 masas de aire diferentes en función de su región de origen:
- Tropical continental. Viene desde el norte de África y se caracteriza por las elevadas temperaturas que provoca en la Península, así como por episodios de calima al arrastrar polvo sahariano. Suelen darse las temperaturas más altas con este tipo de masa de aire. Son, en general, secas, aunque pueden provocar algunas lluvias acompañadas de barro en la fachada mediterránea principalmente.
- Tropical marítima. La masa de aire tiene su origen en latitudes más bajas sobre el Atlántico, por lo que se trata de una masa más húmeda. Suelen dejar temperaturas suaves o cálidas y, en muchos casos, lluvias abundantes en la fachada atlántica.
- Polar marítima. Tiene su origen sobre el Atlántico Norte, cerca de Groenlandia, por lo que es húmeda y fría. No obstante, debido a la configuración del relieve de la Península, reduce las precipitaciones más importantes al tercio noroccidental y los principales sistemas montañosos orientados hacia el noroeste.
- Ártica marítima. Como su nombre indica, estas masas de aire se forman sobre la región ártica y en zona oceánica. Se caracteriza por las temperaturas muy frías y por las importantes nevadas en la zona cantábrica y, en menor medida, en la cara norte de otros sistemas montañosos.
- Ártica continental. Viene desde la región Escandinava, dejando temperaturas muy frías pero menos precipitaciones que la anterior, limitándose normalmente al cantábrico más oriental y los Pirineos.
- Polar continental. En general se trata de la masa de aire más frío que puede afectarnos. Por su origen siberiano también se las conoce como “siberianas”. Dejan temperaturas gélidas y escasas o nulas precipitaciones. Responsables de algunas de las grandes olas de frío históricas.
- Mediterránea. Se caracterizan por las intensas precipitaciones que pueden dejar en el arco mediterráneo, especialmente al final del verano y durante el otoño, al llegar cargadas de humedad sobre un Mediterráneo caliente. En ocasiones pueden ser bastante frías y dejar importantes nevadas en el interior del este peninsular en invierno.
Es destacable el hecho de que, en el caso de la península, estas masas pueden sufrir fuertes modificaciones en la misma. Esto es así porque la península Ibérica actúa como un pequeño continente.
Estancamiento de las masas de aire
Cuando se tiene una situación anticiclónica persistente sobre una determinada región, se produce un estancamiento del aire, conocido como estancamiento atmosférico.
Las situaciones de estancamiento atmosférico están caracterizadas por tiempo estable, vientos débiles en la troposfera baja y media y ausencia de precipitación.
Estas condiciones impiden la dispersión horizontal y la mezcla vertical de las masas de aire en la baja troposfera, así como la limpieza de los contaminantes, deteriorando la calidad del aire y originando eventos de poca visibilidad.
Se ha observado que los episodios importantes de contaminación atmosférica suelen estar relacionados con la presencia de anticiclones estancados. Por ello, el estancamiento atmosférico tiene importantes impactos socioeconómicos, ambientales y sanitarios asociados con la contaminación atmosférica. Además, también tiene otros impactos negativos relacionados con una baja producción eólica, así como con las sequías, principalmente.