Física (plan 2002) 2015-1

Optativas, Temas Selectos de Ciencias de la Tierra I

Temas Selectos en Ciencias de la Tierra:

Tormentas Eléctricas

(curso introductorio para estudiantes de licenciatura)

por Dra. Beata Kucieńska

Requisitos: Tener conocimiento previo de nivel licenciatura en mecánica, termodinámica y electrodinámica.

Objetivo: Introducir al estudiante al tema de convección profunda en la atmósfera que da lugar a nubes de gran extensión vertical (cumulonimbus) en las cuales se generan campos eléctricos que resultan en descargas, tanto intra-nube como de nube a tierra.

Mecanismos de evaluación: tareas, presentación oral y dos exámenes.

Temario

1. Introducción (6 horas)

1.1 Conceptos básicos sobre la formación de las nubes, tipos de nubes y estado actual del conocimiento científico sobre las nubes, electrificación y precipitación.

1.2 Climatología global de precipitación y descargas eléctricas

1.3 Conceptos básicos sobre la atmósfera: composición, perfiles de presión y temperatura, capas atmosféricas.

2. Termodinámica atmosférica (9 horas)

2.1 Definiciones básicas

2.2 Ecuación de Clausius-Clapeyron

2.3 Diagramas termodinámicos

2.4 Gradientes atmosféricos

2.5 Estabilidad atmosférica

3. Dinámica de las nubes cumulonimbus (9 horas)

3.1 Forzamiento de la convección

3.2 Influencia de la topografía

3.3 Velocidades verticales (updrafts y downdrafts)

3.4 Ciclo de vida de las celdas convectivas

3.5 Tormentas multicelulares

4. Microfísica de nubes (9 horas)

4.1 Aerosoles atmosféricos y núcleos de condensación y de hielo

4.2 Activación y crecimiento de las gotitas de nube

4.3 Formación de precipitación (líquida y sólida)

4.4 Modificación inadvertida y artificial de las nubes y precipitación

5. Electrificación de nubes y las descargas eléctricas (15 horas)

5.1 El circuito eléctrico global atmosférico y las teorías sobre la electrificación de las nubes

5.2 Formación de “leaders” y descargas eléctricas. Tipos de descargas.

5.3 Eventos luminosos transitorios (TLE’s)

5.4 Climatología de las descargas eléctricas en la República Mexicana y sus zonas costeras

5.5 Influencia de los aerosoles atmosféricos en las descargas eléctricas

5.6 Daños a salud por las descargas eléctricas nube-tierra y las medidas de seguridad

Bibliografía

Cotton W. R., Storms, *ASTeR Press, 1990.

Emanuel A. K., Atmospheric Convection, Oxford University Press, 1994.

Wallace J. M., Hobbs P. V., Atmospheric Science: An Introductory Survey, Academic Press, INC., London, 1977.

Rakov, V. A., Uman M. A., Lightning Physics and Effects, Cambridge University Press, 2003.

The Meteorology of Transient Luminous Events. An Introduction and Overview por Walter A. Lyons. NATO Science Series, 2006, Vol. 225, 19-56