En la atmósfera  el ejemplo más espectacular de los cambios de humedad y de la liberación de energía son las tormentas. Se originan en nubes cumulonimbus (Cb), dentro de las cuáles se producen truenos y relámpagos, producto del ascenso de grandes masas de agua líquida y muy fría.

Las tormentas más intensas producen granizo. El "National Weather Service de los Estados Unidos de América considera una tormenta como severa si produce granizo de al menos 2 cm de diámetro, vientos de 93 km/h o más fuertes, o un tornado.

Para la formación de tormentas se requiere la conjunción de ciertos factores:

• Aire inestable
• Contenido de humedad relativamente alto
• Un mecanismo que origine el ascenso del aire hasta niveles superiores

Los desarrollos convectivos se producen como consecuencia de persistencia en superficie de una masa de aire cálido, húmedo e inestable; pasaje de un frente frío o caliente o una vaguada en altura; y marcan las condiciones sinópticas previas a la generación de los procesos convectivos.

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Masa de aire

La masa de aire es definida como una porción de la atmósfera cuyas propiedades físicas son más o menos uniformes en la horizontal, y su cambio abrupto en los bordes. Este concepto fue introducido por Bergeron, en 1929.

La masa de aire se caracteriza por una gran extensión horizontal, entre 500 y 5000 kilómetros, y en la vertical entre 500 metros y 20 kilómetros, y su homogeneidad horizontal referida a la temperatura y contenido de vapor de agua.

Puede definirse también como una gran porción de aire, cuyas propiedades físicas, en especial, la temperatura, el contenido de humedad y el gradiente vertical de temperatura son más o menos uniformes en una extensión horizontal de varios centenares de kilómetros.

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Turbulencia

La turbulencia es un proceso importante en el tiempo atmosférico. Es el estado de un fluido en el que las velocidades de las partículas muestran fluctuaciones irregulares y aleatorias.

En el ámbito de la aeronáutica, se puede definir como el cambio de dirección y/o velocidad del viento en tramos de vuelo extremadamente cortos; estos flujos irregulares producen sobre las aeronaves cambios repentinos en la trayectoria y pérdidas en la sustentación.

En meteorología, puede ser definida como la perturbación del comportamiento del flujo laminar del viento, originada por diferentes factores (físicos, termodinámicos, etc.), dando como resultado la formación de remolinos y cambios en los componentes horizontales y verticales del mismo. Estas perturbaciones no presentan un patrón único y definido, sino que varían de acuerdo a las causas que la producen.

• Flujo laminar: el fluido se mueve en capas uniformes denominadas láminas.
• Flujo turbulento: las láminas fluyen desorganizadas en dirección y en velocidad.

En el espacio libre, el flujo no interactúa con los objetos, pero si un objeto está cercano al flujo del fluido interactúa con él cambiando sus características de velocidad.

El flujo permanece laminar mientras las láminas no interactúan lo suficiente para causar movimientos secundarios, entre ellas; la mezcla libre y aleatoria de las láminas, hacen al flujo turbulento.

Cuando un fluido fluye sobre una superficie, la capa más cercana a la superficie se detiene completamente debido a la fricción.

Encima de esta capa se forman otras, con menos fricción y mayor velocidad que la anterior; así hasta una capa a partir de la cual no hay fricción y las capas tienen la velocidad libre del fluido.

Al conjunto de capas que van desde la que tiene velocidad cero (la más cercana al ala) hasta la que tiene velocidad libre, se le llama capa límite, y a la distancia entre la primera y la última, espesor de la capa límite.

Tipos de turbulencia

• Térmica
• Mecánica
• Orográfica
• Cortante de viento
• Inversiones térmicas
• Frentes
• Corriente en chorro
• Estelas de otro avión

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