La consideración de las distintas maneras en que cambia el carácter de -las masas de aire constituye una valiosa ayuda para el estudio del tiempo, ya que gran parte de los fenómenos meteorológicos que tienen lugar corrientemente son el producto de dichas modificaciones.
a. Aire frío. En invierno las corrientes de aire polar continental procedentes de Canadá soplan frecuentemente sobre el Atlántico occidental, donde sufren rápidas transformaciones. El calor desprendido por la Corriente del Golfo hace que las capas inferiores del aire se conviertan rápidamente en inestables y la evaporación hace que aumente enormemente el contenido de humedad (véase fig. 1.28). La turbulencia, asociada a la inestabilidad convectiva, da lugar a borrascas. Cuando el aire llega a la parte central del Atlántico, se ha convertido ya en una masa de aire marítimo polar (mP), fresco y húmedo. Un proceso análogo tiene lugar en la masa que, procedente de Asia, llega al Norte del Océano Pacífico (véase fig. 4.2). El océano circumpolar da lugar sobre las latitudes medias del hemisferio sur a una zona continua de aire mP que en verano se extiende a la orilla de la Antártida. Durante esta estación, sin embargo, existe un considerable gradiente de temperaturas oceánicas asociado con la convergencia Antartica que hace que la zona está muy lejos de ser uniforme en cuanto a sus propiedades físicas. El tiempo característico de las corrientes de aire cP alterna períodos de nitidez y lluvias de turbonada, con una capa variable de nubes formada por cúmulos y cumulonimbos. A medida que el aire se mueve hacia el Este, en dirección a Europa, la superficie del mar, por estar más fría, puede originar en las capas inferiores una estratificación indiferente o incluso estable; esto ocurre especialmente en verano, aunque el subsiguiente calentamiento del aire sobre la tierra regenera de nuevo las condiciones de inestabilidad. Estas condiciones son semejantes a las que se producen cuando el aire cA) atraviesa zonas marítimas en las latitudes altas, aunque con temperaturas inferiores (tabla 4-1), y se produce aire ártico marítimo (mA).
En invierno, cuando el aire cP se traslada hacia el Sur sobre los continentes, como, por ejemplo, sobre la parte central de América del Norte, su temperatura asciende y adquiere una mayor tendencia a la inestabilidad, pero el contenido de humedad apenas varía. Va acompañado de nubes cumuliformes escasamente desarrolladas, que raras veces originan precipitación, ni siquiera por la tarde, cuando la inestabilidad debida a la convección es máxima. Se producen excepciones
sin embargo, a principios de invierno en la zona de las orillas oriental y meridional de la bahía de Hudson y de los Grandes Lagos. Hasta el momento en que estas grandes extensiones de agua se hielan, las corrientes de aire frío que las atraviesan se calientan rápidamente y se cargan de humedad, lo que da origen a intensas nevadas de carácter local.
En Eurasia y América del Norte, el aire cP puede moverse hacia el Sur y luego torcer nuevamente hacia el Norte. Algunas clasificaciones de masas de aire tienen en cuenta estas posibilidades especificando si el aire es más frío (k) o más caliente (w) que la superficie que atraviesa. Por ejemplo, cPk hace referencia a una masa de aire polar continental, frío y seco, que se mueve sobre una superficie más caliente y que es, por tanto, susceptible de convertirse en inestable. De la misma manera, mPw indica que una masa de aire polar marítimo y húmedo se hace cada vez más fría en las proximidades de la superficie y, por consiguiente, aumenta su estabilidad.
En general, una masa de aire «k» va acompañada de vientos rachea-dos y turbulentos, que, al dispersar el humo y la niebla, contribuyen a aumentar la visibilidad. La inestabilidad da origen a nubes de tipo cúmulo. Las masas de aire del tipo «w» se caracterizan por su estabilidad, acompañada a veces de inversión con nubes estratiformes. La escasez de mezcla vertical permite la concentración de humo, bruma y niebla en los niveles inferiores. Es evidente que estos símbolos y otros similares constituyen una gran ayuda para la descripción abreviada de los principales parámetros que caracterizan a las distintas masas de aire.
Hay muchas partes del globo que deben ser consideradas como zonas de transición en las que la superficie y la circulación del aire producen masas de características intermedias. El Norte de Asia y el del Canadá pertenecen a esta categoría en verano. En términos generales, el aire tiene en ellas ciertas afinidades con las masas de aire polar continental, pero la abundancia de pantanos y grandes extensiones de agua, especialmente en Canadá, hacen que exista una elevada humedad y que la nubosidad sea abundante. De manera similar, las charcas y ríos de hielo fundente existentes en la capa de hielo prensado ártica hacen que esta zona sea considerada en verano como un manantial de masas de aire ártico marítimo (mA) (fig. 4.4 A). Esta designación también se aplica al aire que se encuentra sobre el casquete antártico en invierno, que está mucho menos frío en sus niveles inferiores que el aire que se encuentre sobre el continente mismo.
b. Aire cálido. La modificación de una masa de aire cálido constituye normalmente un proceso gradual. El aire que se mueve hacia el polo sobre superficies más frías se hace progresivamente más estable en sus
capas inferiores, En el caso del aire mT, de alto contenido de humedad, el enfriamiento en superficie produce nieblas de advección, como ocurre frecuentemente, por ejemplo, en los accesos al canal de la Mancha por la parte sudoccidental durante la primavera y a principios de verano, cuando el mar está aún frío. Se dan desarrollos análogos de nieblas de advección en el aire mT a lo largo de la costa meridional de China en febrero-abril y también frente a Terranova y sobre la costa del norte de California en primavera y verano. Si la velocidad del viento es suficiente para permitir la mezcla vertical, en lugar de niebla se forman estratos a poca altura, que pueden originar lloviznas. Además, si el aire se ve forzado a ascender para atravesar montañas o para salvar una masa de aire adyacente, pueden producirse intensas lluvias.
El aire del tipo cT, que se origina en verano en la parte de los anticiclones subtropicales situada sobre las zonas áridas próximas a los trópicos, es extremadamente cálido y seco (tabla 4.2). Es típicamente inestable en los niveles bajos y puede producir tempestades de arena, pero la sequedad y subsidencia del aire superior limitan el desarrollo de nubes. En el caso del Norte de África, este aire cT puede desplazarse hacia el Mediterráneo, donde rápidamente se carga de humedad, con el consiguiente desprendimiento del inestabilidad potencial, que desencadena chubascos y actividad tormentosa.
Las masas de aire de las latitudes bajas presentan considerables problemas de interpretación. Los contrastes de temperaturas que se encuentran en las latitudes altas y medias están prácticamente ausentes y las únicas diferencias existentes son debidas principalmente al contenido de humedad y, más especialmente, a la presencia o ausencia de subsidencia. Generalmente, el aire ecuatorial es más fresco que el que desciende en los anticiclones subtropicales, por ejemplo. Las masas de aire tropical pueden diferenciarse de manera significativa tan sólo en función de su contenido de humedad y de los efectos de la subsidencia en el gradiente. En verano, en la parte ecuatorial de los anticiclones subtropicales el aire se mueve en dirección Oeste procedente de zonas en que la superficie del mar está fría (por ejemplo, en África del Norte y California) hacia zonas en que está más caliente. Además, la parte sudoccidental de las células de altas presiones se ve afectada sólo por una débil subsidencia debida a su estructura vertical (véase fig. 3.16). Como resultado de todo ello, el aire mT que se dirige hacia el Oeste siguiendo la parte ecuatorial de los anticiclones subtropicales se hace mucho menos estable que el del borde nororiental de las células. Este aire se transforma finalmente en el «aire ecuatorial» muy cálido, húmedo e inestable de la Zona de Convergencia Intertropical (véanse figs. 4.2 y 4.4). El aire monzónico aparece en dichas figuras indicado separadamente, aunque también puede
considerarse en verano como aire mT. En el capítulo 6 se explican las dificultades que entraña el estudio de la climatología tropical en términos de las masas de aire.