Ocho ejercicios propios ayudan a interpretar capa de mezcla sin convertir una cuenta en previsión. Intenta responder antes de leer cada solución. El perfil seco, las cajas y las muestras se han construido para practicar: no son observaciones. Se distinguen datos dados, operación y significado. Una respuesta puede ser numérica y seguir sin resolver intensidad de intercambio o evolución real.

1. Convertir altura con referencia

Ejercicio 1. Una capa tiene 0,4 km de profundidad sobre un suelo situado a 500 m sobre el mar. ¿Qué profundidad tiene en metros y a qué elevación queda su frontera?

Solución. 0,4 km son 400 m. La frontera queda a 500+400=900 m sobre el mar.

Se mantienen dos resultados: profundidad de 400 y elevación de 900. No son intercambiables. La suma utiliza el mismo suelo al que se refiere la profundidad. Si el terreno procede de un modelo, conserva esa procedencia antes de comparar con una estación. Cambiar referencia no reconstruye por sí solo el perfil local.

2. Identificar la variable uniforme

Ejercicio 2. Nuestro perfil calculado tiene temperatura potencial de 300 K entre 0 y 600 m. La temperatura real pasa de 300 a 294,14 K. ¿Qué variable permanece uniforme?

Solución. La temperatura potencial, que compara aire seco llevado idealmente a una presión común. La temperatura física disminuye aproximadamente 5,86 K.

No hay contradicción: la presión cambia con altura. Tampoco se demuestra actividad turbulenta actual solo con esa uniformidad. La cuenta permite leer estructura y reconocer la variable, sin conocer cuánto aire se intercambia ahora. Si falta humedad, no se completa inventando un estado de nube o una humedad observada igual a cero.

3. Delimitar una transición

Ejercicio 3. Una zona propia ocupa desde 600 hasta 800 m. ¿Cuál es su espesor, su base y el centro geométrico elegido?

Solución. Espesor 200 m, base 600 y centro 700. El centro es la media de ambos extremos.

Un método que selecciona base y otro que selecciona centro difieren 100 m con el mismo perfil. Esa diferencia no demuestra crecimiento del aire durante un intervalo. Antes de comparar dos horas, conserva qué criterio se utilizó en cada una. La mitad del espesor describe geometría, sin convertirse automáticamente en error de instrumento o intervalo estadístico.

4. Comparar una parcela dentro de la rampa

Ejercicio 4. En esa zona, la temperatura potencial aumenta 2 K cada 100 m desde 300 K a 600. Una parcela seca prescrita conserva 302,5 K. ¿Dónde coincide con el ambiente?

Solución. El aumento necesario es 2,5 K. Cada kelvin corresponde a 50 m: 125 m por encima de 600, es decir, 725 m.

El resultado está dentro de la rampa de 600–800. La comparación utiliza un ambiente fijo y no calcula trayectoria, inercia o mezcla de una corriente real. Tampoco determina cuánto tarda en llegar. Si el cruce quedara fuera del tramo, habría que revisar el perfil.

5. Convertir un margen de entrada

Ejercicio 5. Otra parcela tiene temperatura potencial de 301 K con margen propio de ±0,2. La rampa anterior se considera exacta. ¿Qué margen tiene el cruce?

Solución. El cruce nominal es 650 m. Como 1 K corresponde a 50 m, 0,2 K corresponden a 10: queda entre 640 y 660.

Solo se perturbó la entrada de parcela. El margen no incluye error de altura o del ambiente ni es una incertidumbre completa de radiosonda. Mantén esas condiciones junto al número. Una operación precisa no elimina otras limitaciones de datos, definición o cobertura.

6. Mezclar vapor con masas distintas

Ejercicio 6. Dos kilogramos de aire seco llevan 8 g de vapor por kilogramo; otro kilogramo lleva 5. Sin cambio de fase, ¿qué razón de mezcla resulta?

Solución. La primera porción lleva 16 g; la segunda, 5. En total son 21 g de vapor por 3 kg de aire seco: 7 g/kg.

Promediar 8 y 5 sin ponderar daría una respuesta distinta porque las masas no son iguales. Se ha conservado vapor y definido el denominador. La cuenta no determina humedad relativa: faltan condiciones térmicas y presión. Si hubiera gotas o evaporación, se revisaría el balance.

7. Relacionar fluctuaciones y calor

Ejercicio 7. Dos pares propios, igualmente ponderados, tienen velocidad vertical y desviación térmica de (+0,3 m/s; +0,4 K) y (−0,3; −0,4). ¿Es cero el producto medio?

Solución. No: cada producto vale +0,12 K m/s y su media también. Las dos variables individuales sí tienen media cero.

Con densidad fijada en 1,2 kg/m³ y capacidad térmica 1004 J/(kg K), el flujo sensible del ejercicio sería 144,576 W/m², unos 145. Son pares prescritos, sin medición de campo. Dos muestras reales no bastan por sí solas para asegurar representatividad de ese flujo.

Si inviertes solo las desviaciones de temperatura, los dos productos cambian de signo aunque las medias sigan siendo cero. La relación entre movimientos y temperatura, además de sus magnitudes separadas, determina el sentido del transporte en este ejercicio.

8. Revisar concentración al cambiar masa

Ejercicio 8. Una caja uniforme de base de un millón de metros cuadrados contiene 1 kg de trazador con 500 m de profundidad. Después tiene 3 kg y 1000 m. ¿Cómo cambia la concentración?

Solución. Inicialmente son 2 µg/m³; después, 3. Aumenta un 50 % aunque la profundidad se duplique.

La masa se triplicó. La regla de dilución inversa con profundidad habría requerido masa fija. La construcción no resuelve emisiones, transporte o eliminación, ni representa concentración en una calle. Permite identificar qué supuesto falta antes de atribuir una evolución a una sola altura.

9. Comprobación de tus respuestas

Escribe dato, unidad, referencia, operación y condición mantenida. Comprueba si comparaste estructura, movimiento o una propiedad de caja.

No confundas K con Celsius en transformaciones absolutas, humedad con porcentaje ni una profundidad con elevación sobre el mar. Un dato que no se proporciona sigue faltando; la respuesta puede indicar esa limitación sin inventar un número.

10. Conclusión

Los ejercicios entrenan cuentas y lectura física a la vez. Una solución completa conserva sus supuestos y distingue el resultado educativo de la observación o del proceso atmosférico que haría falta contrastar.

Fuentes y lecturas recomendadas

• Stull: transformaciones secas y temperatura potencial.
• Stull: razones de masa de vapor y humedad específica.
• Stull: estabilidad y comparación de parcelas.
• Stull: estructura e intercambio en la capa límite.
• Met Office: transporte turbulento próximo a superficie.

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