Tiempo atmosférico

El tiempo atmosférico o meteorológico es el estado de la atmósfera en un momento y lugar determinado^[1]​ definido por diversas variables meteorológicas^[2]​ como la temperatura, la presión, el viento, la radiación solar, la humedad y la precipitación.^[3]​ La mayoría de los fenómenos del tiempo ocurren en la troposfera, la capa de la atmósfera que está en contacto con la superficie. Es importante diferenciar tiempo de clima, ya que este último se refiere a las condiciones atmosféricas promedio que caracterizan a un lugar.^[4]​ Esos promedios suelen realizarse en periodos de varias décadas.

El tiempo es impulsado por la presión de aire, la temperatura y las diferencias de humedad entre un lugar y otro. Estas diferencias pueden ocurrir debido al ángulo del sol en cualquier sitio particular, el cual varía por latitud desde los trópicos. El fuerte contraste de temperatura entre el aire polar y el tropical da origen al aumento de la corriente en chorro. Sistemas de tiempo en las latitudes medias, como los ciclones extratropicales, son causados por inestabilidades del flujo de corriente en chorro. Debido a que el eje de la Tierra está inclinado en relación a su plano orbital, la luz solar incide en ángulos diferentes en los distintos meses del año. Sobre la superficie de la Tierra, las temperaturas normalmente varían anualmente entre ±40 °C. Durante miles de años, cambios en la órbita terrestre pueden afectar la cantidad y distribución de la energía solar recibida por la Tierra, influenciando así el clima a largo plazo y el cambio climático global.

Las diferencias de temperatura de la superficie a su vez causan diferencias de presión. Las altitudes más elevadas son más frías que las bajas debido a diferencias en calentamiento de compresión. El pronóstico del tiempo es la aplicación de la ciencia y tecnología para pronosticar el estado de la atmósfera para un momento futuro y una ubicación dada. El sistema es un caótico; cambios tan pequeños a una parte del sistema puede crecer para tener efectos grandes en todo el sistema. A través de la historia, han existido intentos humanos de controlar el tiempo y existe evidencia de que las actividades humanas como la agricultura y la industria han modificado los patrones atmosféricos.

El estudio sobre cómo funciona el tiempo en otros planetas han sido útiles en comprender su funcionamiento en la Tierra. Un lugar famoso en el sistema solar, es la Gran Mancha Roja de Júpiter, es una tormenta anticiclónica que existe desde al menos 300 años. No obstante, el tiempo no se limita a los cuerpos planetarios. La corona de una estrella se pierde constantemente en el espacio, creando lo que esencialmente es una muy delgada atmósfera a través del sistema solar. El transporte de masa expulsado del Sol se conoce como viento solar.

Casi la totalidad de la energía solar que genera todos los cambios atmosféricos procede de la radiación solar, es decir, de la insolación. Pero los rayos solares no calientan directamente al aire atmosférico por la propiedad del aire en su conjunto de la diatermancia que explica que la atmósfera se deja atravesar por los rayos solares sin prácticamente calentarse. Así el calentamiento de la atmósfera por la radiación solar es indirecto: los rayos solares calientan primero la litósfera (de manera rápida) y la hidrósfera (más lentamente que la litosfera). Cuando tanto la litósfera como la hidrósfera se han calentado, van cediendo ese calor a la atmósfera, la primera rápidamente y la segunda más lentamente, todo ello de acuerdo a lo explicado sobre el calentamiento de la litosfera y la hidrosfera en el artículo ya citado (diatermancia). La imagen del delta del río Amazonas que aquí se presenta está tomada durante la mañana. Si la comparásemos con una imagen similar durante el anochecer ese mismo día (ello se hace posible, no en una imagen del espectro visible, sino en una imagen infrarroja) veríamos que la situación se invierte, apareciendo mayor condensación sobre los ríos que sobre las tierras.

Además de la radiación solar existen tres fuentes menores de energía térmica que pueden calentar la atmósfera:

El tiempo cambia movido por las diferencias de energía solar percibida en cada área diferenciada de acuerdo con una escala de tiempo que va desde menos de un día (diferencias de radiación entre el día y la noche) hasta períodos estacionales a lo largo del año. Las estaciones meteorológicas miden las distintas variables locales del tiempo como la temperatura, la presión atmosférica, la humedad, la nubosidad, el viento y el monto pluviométrico de las lluvias o precipitaciones. Conocidas estas variables directas, se pueden averiguar otras derivadas, como la presión de vapor de condensación, la temperatura de sensación o la temperatura de bochorno.

Mediante redes de estaciones meteorológicas locales, estaciones en barcos y satélites meteorológicos, la meteorología intenta averiguar las variables meteorológicas en los vértices de una malla tridimensional del menor tamaño posible. A partir de estas condiciones iniciales y aplicando las leyes de la física, se intenta predecir la evolución del tiempo. Para ello hay que usar potentes ordenadores que se encargan de realizar los cálculos usando un modelo predictivo de tipo empírico.

La realización de pronósticos meteorológicos a una escala regional y, especialmente, a escala local, constituye hoy en día una actividad sumamente importante y extendida en casi todo el mundo y en numerosas actividades. La organización de la aviación civil (horarios, previsiones, alternativas de vuelo, etc.) depende en gran manera, y cada vez más, de los pronósticos meteorológicos muy detallados. Lo mismo sucede con otros tipos de actividades (agricultura, transporte, comercio, servicios de todo tipo, etc.). Esta actividad se basa en los datos suministrados por las estaciones meteorológicas estratégicamente ubicadas e intercomunicadas entre sí y por la información obtenida en tiempo real de multitud de satélites meteorológicos, principalmente, satélites geoestacionarios, drones (vuelos no tripulados) y otros medios de obtención de datos atmosféricos.

Un ejemplo de los datos obtenidos casi en tiempo real y con imágenes en secuencia del hemisferio occidental y sectores del mismo (que permiten ver el movimiento de las masas nubosas, desplazamiento y energía transportada por las nubes, etc.) son los que proporciona el sitio web de la NASA de satélites geoestacionarios Goes (http://www.goes.noaa.gov/). Una visión animada de la secuencia de imágenes del Caribe y Atlántico al norte del ecuador y que se actualizan cada 30 minutos, puede verse en: [1].