1. Lección ¿Cómo predecimos el tiempo?
Usamos muchos tipos de instrumentos para reunir datos sobre el tiempo atmosférico. Los pronósticos del tiempo se
basan en esos datos.
¿Qué es exactamente el tiempo atmosférico? ¿Cómo lo definirías?
Si deseas describir la totalidad de un sistema meteorológico en un lugar y un momento específicos, tienes que
describir todas sus partes: la temperatura, la humedad, las nubes, la precipitación, la rapidez del viento, la presión
del aire y la dirección del viento. Todas estas partes pueden interactuar y cambiar en el transcurso de un día. ¡O tal
vez cambien en un período aún más corto!
Hay muchos tipos de instrumentos para medir todas las partes del tiempo atmosférico. Incluso es posible que tengas
alguno en tu casa.
Un barómetro indica la presión del aire. En algunos barómetros, la presión del aire hace subir mercurio por un tubo.
El barómetro que se muestra aquí tiene un pequeño recipiente sellado y conectado a un dial. Cuando la presión del
aire hace fuerza contra el recipiente, el dial del barómetro se mueve.
Un anemómetro mide la rapidez del viento. El viento hace girar las tazas, o cazoletas, del anemómetro. Las
cazoletas giran más rápido cuando el viento sopla más fuerte.
Los higrómetros miden la humedad del aire. Algunos higrómetros tienen una aguja unida a una cerda de caballo.
Cuando el aire es seco, la cerda se encoge y mueve la aguja.
Higrómetro de cabello

2. Un pluviómetro mide la cantidad de lluvia que ha caído. La parte superior del pluviómetro es más ancha que la parte
inferior. Esto permite recolectar más agua de lluvia cuando llueve poco. Además, facilita la medición de pequeñas
cantidades de lluvia.
Un radar puede medir la precipitación y los vientos que se producen en el interior de una tormenta. La estación de
radar transmite una forma de energía semejante a las señales que emiten las estaciones de radio. Parte de esa
energía rebota contra todos los objetos, incluso contra las gotas de lluvia. Los cambios registrados en la energía que
regresa muestran la dirección y la rapidez de una tormenta lluviosa.
Anemómetro Torre de un radar Doppler
Pluviómetro Las estaciones meteorológicas computarizadas reúnen y transmiten muchos tipos de datos.
Lección 5 ¿Qué es el clima?
El tiempo atmosférico y el clima no son lo mismo. El clima de una zona no cambia con tanta frecuencia como el
tiempo atmosférico.

3. Tiempo y clima
Las palabras tiempo y clima no tienen la misma definición. El tiempo, o tiempo atmosférico, está formado por todas
las condiciones que se dan en un lugar y en un momento específicos. El tiempo atmosférico cambia muy a menudo.
El clima es el promedio de las condiciones del tiempo en un período largo, en general de treinta años. El clima
incluye cosas como la cantidad promedio de precipitación, la temperatura promedio y los cambios de temperatura
durante el año. El clima no cambia tanto como el tiempo atmosférico, que cambia a diario.
Los accidentes geográficos afectan el clima
Las cadenas montañosas pueden tener un clima distinto al de sus alrededores. Los terrenos altos son fríos porque
la temperatura disminuye a medida que aumenta la altura en la troposfera.
Pero ésa no es la única variación que se produce en el clima de lugares montañosos.
A ambos lados de una cadena montañosa puede haber climas distintos. Por ejemplo, la ladera oeste de las
montañas Cascade, en el oeste de los Estados Unidos, tiene un clima húmedo. Puede recibir más de 2.5 m de
precipitación por año. De ese lado de las montañas, crecen bosques templados lluviosos. Pero en la ladera este de
las montañas hay un clima seco, como el de un desierto. Esto se debe a que el aire no contiene mucha humedad
cuando llega a esta ladera.
Cuando los vientos húmedos que soplan desde el océano se encuentran con las montañas, éstas los hacen subir y
enfriar. Esto produce nubes. El agua se condensa en las nubes y cae en forma de lluvia o nieve. Ese ciclo del agua
se muestra aquí.
Los océanos afectan el clima
Los océanos pueden afectar el clima haciendo que el ascenso y descenso de la temperatura del aire sea más lento.
Recuerda que las masas de agua se calientan y se enfrían más despacio que las zonas terrestres. Por eso, la
temperatura del aire cerca del océano no cambia tan rápido como en el interior del continente. En general, en
invierno las playas no son tan frías como las tierras situadas a sólo unas millas de la costa. En verano, el aire suele
estar más fresco en la costa que tierra adentro.
Las corrientes oceánicas pueden hacer que el clima sea más cálido o más frío. La corriente del Golfo y la deriva
noratlántica son grandes corrientes que llevan aguas cálidas hacia el norte. El agua calienta los vientos que soplan
sobre ella. Estos vientos hacen que el clima del norte de Europa sea mucho más cálido de lo que sería sin ellos. Un
cambio en estas corrientes podría cambiar el clima de Europa. Por otro lado, las corrientes frías que fluyen desde
Alaska hacia California hacen que ese clima costero sea más frío.
El aire se vuelve más seco una vez que ha caído lluvia o nieve.
El aire que baja por la ladera de una montaña no trae nubes ni lluvia.
Esta zona está en una sombra de lluvia.

4. Climas del pasado
Los climas están determinados por el tiempo atmosférico que predomina a lo largo de muchos años, pero eso no
significa que los climas no cambien. En el siglo XVII, los climas de América del Norte y de Europa eran mucho más
fríos y húmedos que ahora. Esta época se conoce como la Pequeña Glaciación. Aún existen muchos registros
escritos sobre las características del tiempo atmosférico en esa época.
Los investigadores pueden hallar indicios de los cambios climáticos que ocurrieron antes de que existieran registros
escritos. Por ejemplo, durante las grandes glaciaciones, los continentes quedaron cubiertos por glaciares gigantes.
Estos glaciares arrastraron tierra y rocas de todos los tamaños y dieron forma a colinas y lagos. Los investigadores
pueden averiguar cómo se desplazaron los glaciares elaborando mapas de estas colinas y lagos.
Los climas han cambiado muchas veces a lo largo de la historia, a veces rápido pero en general despacio. Observar
fósiles es una de las cosas que hacen los científicos para saber cómo eran los climas antes de que existieran
registros escritos. Los científicos suponen que si una planta del pasado se asemeja mucho a una planta actual,
ambas necesitan el mismo tipo de clima. Por ejemplo, imagina que un científico que trabaja en un desierto encuentra
un fósil semejante a un helecho. Como los helechos actuales no pueden sobrevivir en los desiertos, este fósil sería
un indicio de que esa zona alguna vez fue más húmeda de lo que es ahora. El mismo tipo de comparación se hace
con los fósiles de animales y de otros organismos.
Los fósiles de helechos se encuentran en zonas que probablemente hayan sido cálidas y húmedas en el pasado.
Las zonas blancas de este mapa estuvieron cubiertas por glaciares durante la última gran glaciación.

5. Cómo cambian los climas
Hay muchos sucesos que pueden enfriar el clima. La Pequeña Glaciación pudo haberse desatado porque el Sol
produjo menos energía. Las erupciones volcánicas y los impactos de asteroides o de meteoritos pueden haber
provocado rápidamente climas más fríos en el pasado remoto. Tal vez lo hayan hecho levantando polvo y otros
materiales hacia la capa superior de la atmósfera. Estos materiales pueden haber enfriado el clima al tapar la luz del
Sol o reflejarla hacia el espacio.
El dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua también pueden hacer que los climas sean más cálidos. Estos
gases pueden ser producto de actividades humanas, como la quema de carbón y gasolina. También pueden entrar
en la atmósfera de manera natural, por ejemplo, a través de la materia en descomposición, los incendios forestales,
los volcanes y el ciclo del agua.
Muchos sucesos influyen en la formación de un clima. Por eso, es difícil determinar por qué un clima ha cambiado.
Los científicos han debatido mucho acerca de estos cambios y probablemente sigan debatiendo en el futuro.
Es posible que las erupciones volcánicas hayan cambiado los climas en el pasado.
Este cráter se formó debido al impacto de un meteorito.
Lección ¿Cómo se forman las nubes?
Las nubes cumplen un papel importante en el ciclo del agua.
Llevan lluvia y nieve a todas partes del mundo. Sin nubes, los ríos y los lagos se secarían.
Temperatura y presión
¿Alguna vez has visto una nube agrandarse más y más?
¿Has intentado descubrir figuras en las nubes? Las nubes tienen muchas formas y tamaños.

6. Las nubes se forman cuando el vapor de agua se convierte en pequeñas gotitas de agua o en cristales de hielo. La
mayoría de los diagramas del ciclo del agua muestran este cambio. Es una parte fundamental del ciclo del agua.
El hecho de que una nube esté formada por gotitas de agua o por cristales de hielo depende en parte de la
temperatura del aire. A la altura de las nubes, la temperatura del aire normalmente es mucho más baja que cerca del
suelo.
Incluso en los días del verano, muchas nubes están hechas de cristales de hielo.
La presión del aire afecta la formación de nubes. En general, las nubes se forman cuando el aire sube hacia zonas
con menos presión de aire. Las nubes con forma de platillo, como las que se muestran en la ilustración de esta
página, se forman cuando el viento sopla sobre una montaña. A medida que el aire sube, la presión del aire
disminuye. Cuando la presión es menor, el aire se expande y se enfría. Si con esta nueva presión el aire se enfría lo
suficiente, el vapor de agua se convertirá en gotitas de agua o en cristales de hielo.
Las nubes lenticulares pueden formarse en lugares donde el viento sopla por encima de las montañas.
Tipos de nubes
Las nubes altas se forman a más de 6,000 m de altura. Esta región se superpone con la región de nubes medias.
Los cirros son nubes altas de apariencia delgada y deshilachada, y de color blanco.
Las nubes que crecen en sentido vertical contienen aire ascendente en su interior. Su base puede estar a apenas
1,000 m de altura. El aire ascendente puede empujar la parte superior de la nube hasta una altura de más de 12,000
m. Las nubes verticales a veces se llaman nubes de tormenta porque a menudo provocan tormentas eléctricas.

7. La base de las nubes medias está entre los 2,000 m y 7,000 m de altura. Los altocúmulos son nubes medias que
parecen bolitas de algodón. Es posible que su base sea oscura porque quizá no reciba luz del Sol. Sus costados son
blancos porque la luz del Sol se refleja en ellos.
Las nubes bajas con frecuencia se encuentran a menos de 2,000 m del suelo. Los estratos son nubes bajas que
cubren todo el cielo. Se ven oscuras debido a la poca luz del Sol que atraviesa la capa de nubes.
La niebla es un tipo de nube que está al nivel del suelo.
Puede formarse de diversas maneras. Un tipo de niebla se forma en las noches despejadas y frescas, cuando no
hay viento. El aire que está cerca del suelo se enfría. Si el aire se enfría lo suficiente, el vapor de agua se condensa
en pequeñas gotitas que forman una nube en el suelo o cerca del suelo. A medida que se forman más gotitas y se
hacen más grandes, la niebla se vuelve más espesa.

8. Precipitación
Quizá te sorprenda saber que la mayoría de las lluvias de los Estados Unidos nacen en forma de nieve.
La temperatura del aire a gran altura suele ser inferior a 0 °C. En ese aire frío, se forman nubes de cristales de hielo.
Éstos crecen hasta que empiezan a caer en forma de copos de nieve. A medida que caen, a veces se unen a otros
cristales y se hacen más grandes. Si la temperatura de todas las capas de aire que hay entre la nube y el suelo es
inferior a 0 °C, los cristales caerán en forma de copos de nieve.
Los cristales de hielo que caen de una nube pueden cambiar al atravesar las distintas capas de aire. Si atraviesan
zonas donde la temperatura del aire es mayor que 0 °C, se derriten y caen en forma de lluvia.
Si el aire cercano al suelo está muy frío, la lluvia tal vez se congele antes de tocar el suelo. Las gotas de lluvia
congelada se llaman aguanieve. La aguanieve y el granizo no son lo mismo. Se forman de manera distinta.
La lluvia helada, o tormenta de hielo, es lluvia que se congela en cuanto toca el suelo u otros objetos fríos.
Formación del granizo
El granizo se forma cuando soplan vientos ascendentes muy fuertes dentro de una nube y levantan las gotas de
lluvia hasta la parte superior de la nube, donde el aire está helado. Esto forma pedacitos de hielo. A medida que el
hielo sube por la nube una y otra vez, se le van agregando muchas capas de agua congelada. Cuando se vuelve
muy pesado los vientos ya no pueden levantarlo. La piedra de granizo cae al suelo. La mayoría tiene el tamaño de
un guisante. Pero algunas pueden ser más grandes que una pelota de béisbol. Los vientos ascendentes hacen que
el granizo suba una y otra vez dentro de una nube.
El granizo cae de la nube cuando se hace tan pesado que los vientos ya no pueden levantarlo.
Tipos de precipitación
Lluvia
La mayoría de las nubes de América del Norte están formadas por cristales de hielo. Los cristales de hielo se
derriten al caer, cuando atraviesan capas de aire más caliente. Caen al suelo en forma de lluvia.

9. Lluvia helada
Los cristales de hielo caen de las nubes. Los cristales de hielo se derriten y forman gotas de lluvia al atravesar el
aire caliente. Cerca del suelo, hay una capa de aire con una temperatura inferior a 0 ºC. Este aire helado hace que
el suelo, los árboles y los demás objetos estén muy fríos. El agua de lluvia se congela en cuanto termina de caer.
Aguanieve
Los cristales de hielo se derriten cuando caen por una fina capa de aire caliente a gran distancia del suelo. Si las
gotas de lluvia tardan en atravesar el aire frío, se congelarán antes de llegar al suelo. Las gotas de lluvia heladas se
llaman aguanieve.
Nieve
Los cristales de hielo caen en forma de nieve si el aire que hay entre las nubes y el suelo tiene una temperatura
inferior a 0 ºC.
¿Cómo se mueve el aire?
El aire es una mezcla de gases en constante movimiento. Las diferencias de temperatura que hay en el aire causan
el viento.
Capas de aire
Respira hondo. Probablemente tengas ahora unos 3 litros de aire en tus pulmones.
El aire contiene muchos gases. Unos 8/10 del aire están compuestos de nitrógeno y unos 2/8 están compuestos de
oxígeno. Una porción muy pequeña del aire está formada por dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases. El
aire de la Tierra no se parece al de ningún otro planeta del sistema solar.

10. La atmósfera de la Tierra se divide en cinco capas. La mayoría de los estados del tiempo sólo ocurren en la capa
inferior, llamada troposfera. A medida que subes por esas cinco capas, la temperatura y la presión del aire van
cambiando. La presión del aire disminuye a medida que subes por la atmósfera. Esto se debe a que las partículas
de gas que forman el aire están más separadas y hay menos aire encima de ti.
Corrientes de convección
¿Has caminado alguna vez por la arena caliente hasta llegar al agua fresca de un lago o del mar?
Al recibir la luz del Sol, la tierra se calienta más rápido que el agua. Durante la noche, la tierra se enfría más rápido
que el agua. Por eso, la temperatura del aire es distinta sobre la tierra y sobre el agua. Las diferencias en la
temperatura del aire producen vientos, tempestades y todo tipo de fenómenos meteorológicos.
Además, esas diferencias de temperatura causan la formación de corrientes de convección. En una corriente de
convección, los gases o líquidos suben y bajan formando un camino circular.
En el aire frío, las partículas de gas están más apretadas que en el aire cálido. Esto significa que un litro de aire frío
pesa más que un litro de aire cálido. Cuando ambos tipos de aire se encuentran, el aire frío desciende y empuja el
aire cálido hacia arriba.

11. El tipo de corriente de convección que se muestra aquí se produce cerca de lagos muy grandes y océanos durante
el día.
Durante la noche, hay otra corriente de convección que se mueve en dirección contraria. Estas corrientes forman los
patrones diarios de nubes, lluvias, vientos y presión del aire.
En el aire que hay sobre la Tierra, se forman seis grandes corrientes de convección. En alguna medida, las
corrientes se producen porque las regiones tropicales son más calurosas que el resto de la Tierra.
El aire cálido de las regiones tropicales se eleva. Cuando ese aire se enfría, desciende en dirección norte y en
dirección sur.
La combinación del movimiento de estas grandes corrientes de convección con la rotación de la Tierra causa los
patrones de vientos superficiales de cada región. En general, los vientos cruzan gran parte de los Estados Unidos
moviéndose de oeste a este.
Las corrientes en chorro se encuentran a gran altura, entre las grandes corrientes de convección. Una corriente en
chorro es una banda de vientos muy rápidos que se forman a causa de las diferencias de temperatura entre las
corrientes de convección. Aunque esté a gran altura, una corriente en chorro puede cambiar la temperatura, los
vientos y la precipitación porque afecta el movimiento del aire.
Las 6 grandes corrientes de convección de la Tierra producen los patrones de vientos superficiales de cada región.

12. ¿Qué son las masas de aire?
Hay cuatro tipos básicos de masas de aire. Estas grandes masas de aire se desplazan por todo el mundo. Cuando
chocan, el tiempo atmosférico puede cambiar.
Tipos de masas de aire
Imagina que tus primos acaban de regresar de un viaje. Quieres descubrir adónde fueron. Cuando te muestran las
conchas marinas que recogieron, infieres que estuvieron en la playa. También puedes inferir dónde ha estado el
aire. Su temperatura y la cantidad de vapor de agua que contiene pueden darte pistas.
Si el aire permanece en una región durante un tiempo, adopta las propiedades de esa región y se convierte en una
masa de aire. Una masa de aire es un gran cuerpo de aire con características uniformes.
Las características más importantes son la temperatura y la cantidad de vapor de agua. Las masas de aire
mantienen sus características originales durante un cierto tiempo al desplazarse hacia otra región.
En la ilustración de la derecha se ven cuatro tipos de masas de aire. En general, el estado del tiempo que hay en el
lugar donde vives se relaciona con la masa de aire que hay en tu zona. Si te tocan varios días calurosos y
despejados, el tiempo seguirá así hasta que llegue otra masa de aire a tu región. Algunos estados del tiempo sólo se
producen en los bordes de las masas de aire.
Las masas de aire se mueven a causa de los vientos. Estos vientos pueden soplar cerca del suelo. Algunas masas
de aire van hacia donde las dirija la corriente en chorro que sopla a gran altura. Si la corriente en chorro dirige una
masa de aire desde el Canadá hasta el centro de los Estados Unidos, es probable que estos vientos del norte
traigan aire frío y seco. En el borde de esta masa de aire puede haber tormentas.
El choque de 2 masas de aire
¿Has visto alguna vez una línea de nubes que avanza desde el horizonte hasta quedar sobre tu cabeza?
Probablemente, lo que viste fue la llegada de un frente. Un frente es el límite entre dos masas de aire. La mayoría
de las masas de aire cruzan los Estados Unidos de oeste a este, de modo que los frentes se mueven en esa misma
dirección.

13. Los frentes llevan el nombre del tipo de aire que transportan hacia determinada región. Un frente frío lleva aire frío a
una zona. Un frente cálido lleva aire cálido. A veces, los frentes no se mueven mucho o sólo se mueven hacia
adelante y hacia atrás dentro de una misma zona.
Este tipo de frente se llama frente estacionario.
En las ilustraciones puedes ver que ambos frentes contienen aire cálido ascendente. En las zonas de aire
ascendente que están cerca de los frentes, la presión del aire es menor que en el centro de las masas de aire. El
aire ascendente de los frentes por lo general trae lluvias o nieve.
Cuando llega el aire frío, empuja rápidamente el aire cálido hacia arriba.
El aire ascendente forma cúmulos a lo largo de este límite empinado.
Los frentes fríos por lo general traen precipitación abundante.

14. ¿Cuáles son las causas del mal tiempo?
A veces, el ciclo del agua puede causar inclemencias del tiempo. Algunas de estas inclemencias son las tormentas
eléctricas, los tornados y los huracanes.
Tormentas eléctricas
¿Qué tipos de inclemencias del tiempo se producen en la región dónde vives? ¿Hay tormentas eléctricas, tornados,
huracanes o acaso nevascas?
El solo hecho de tener temperaturas muy altas o muy bajas puede ser peligroso. Si sabes que se aproxima uno de
estos fenómenos, debes prepararte.
Las tormentas eléctricas pueden formarse de distintas maneras. Con frecuencia, en la primera etapa de una
tormenta eléctrica hay fuertes corrientes de aire húmedo que se eleva con gran rapidez. A medida que la humedad
del aire ascendente se condensa, empiezan a formarse nubes. Las nubes contienen cristales de hielo y gotitas de
agua.
En la segunda etapa, la precipitación empieza a caer y trae consigo algo de aire. La tormenta ahora tiene corrientes
ascendentes y descendentes.
En la etapa final de la tormenta, todas las corrientes se mueven hacia abajo y las nubes se hacen más pequeñas a
medida que la precipitación cae. Recuerda que la condensación y la precipitación que se producen en las tormentas
eléctricas forman parte del ciclo del agua.
Primera etapa: Todas las corrientes de aire suben.

15. Segunda etapa: Las corrientes de aire están mezcladas.
Etapa final: Todas las corrientes de aire descienden.
Cada zona de una nube de tormenta eléctrica contiene sólo cargas eléctricas positivas o sólo cargas eléctricas
negativas. Esto tal vez se deba a que las partículas de precipitación chocan unas con otras en las corrientes de aire
dentro de la nube.
Los rayos son grandes chispas eléctricas que se desplazan entre zonas con cargas opuestas. Los rayos pueden
elevar la temperatura del aire a unos 30,000 °C en apenas una fracción de segundo. A esta temperatura altísima, el
aire se expande tan rápido que genera vibraciones. Estas vibraciones en el aire son los truenos que oímos. Lo que
vemos como un único rayo son en realidad numerosos destellos causados por cargas positivas y negativas que
suben y bajan.

16. Los rayos suelen caer sobre los objetos altos. Si no puedes protegerte dentro de un edificio durante una tormenta
eléctrica, aléjate de los árboles y las torres altas. Mantente agachado pero no te acuestes en el suelo. Las cargas
negativas de la nube hacen que se acumulen cargas positivas en el suelo.
Advertencias y avisos
Una advertencia de tormenta severa indica que se pueden formar tormentas eléctricas severas con vientos fuertes y
granizadas. Una aviso de tormenta severa indica que ya se han formado tormentas eléctricas severas y que debes
estar preparado. Ponte a resguardo lo antes posible.
Tornados
Muchas cosas suceden cuando se forma un tornado. Las capas de viento de una tempestad empiezan a soplar con
distinta rapidez o en diferentes direcciones. Entre estas capas, una columna de aire empieza a girar como si fuera
un tronco que va rodando de costado. Luego, los vientos ascendentes levantan uno de los extremos de esa
columna. Los vientos descendentes empujan el otro extremo hacia abajo. Esta columna de aire que gira
rápidamente se llama nube en embudo. La llamamos tornado si toca tierra.
En general, los tornados no duran más que unos pocos minutos, pero pueden dejar a su paso una estela de
destrucción de muchos kilómetros de largo y cientos de metros de ancho. Los vientos de un tornado se desplazan a
cientos de kilómetros por hora. Estos vientos pueden arrastrar automóviles y edificios con facilidad.
Si oyes o ves un aviso de tornado, busca refugio de inmediato. Lo mejor es quedarse en un sótano. Si no es posible,
enciérrate en un armario o en una habitación sin ventanas en el centro del edificio.
El aire gira entre 2 capas de viento.
El aire arremolinado se pone en posición vertical y se convierte en una nube en forma de embudo. Si toca tierra, es
un tornado.
Huracanes
Los huracanes obtienen su energía del agua cálida del océano. Cuando el vapor de agua se condensa, libera
energía. Si se dan las condiciones adecuadas, esta energía se acumula e impulsa los vientos de un huracán.
Cuando el huracán toca tierra, su energía disminuye.

17. Aunque los vientos arremolinados de los huracanes no son tan rápidos como los de los tornados, los huracanes son
más destructivos que los tornados. ¿Por qué?
Primero, los huracanes duran varios días y pueden afectar varios lugares.
Segundo, los huracanes miden cientos de kilómetros de ancho.
Tercero, pueden desatar olas gigantes que causan graves daños e inundaciones en zonas costeras.
Las abundantes lluvias también pueden provocar inundaciones tierra adentro, lejos de la costa.
Prepararse para los huracanes
Para prepararte para un huracán, tapa las ventanas con tablas. Almacena alimentos y agua. Ten a mano linternas y
radios que funcionen con pilas. Pon tus objetos de valor en recipientes plásticos, lejos del suelo. Y lo más
importante: no salgas. Si las autoridades ordenan una evacuación, vete de inmediato.
Un huracán visto desde arriba.