Dinámica atmosférica · Última actualización: 2026-10-14

Turbulencia: guía de mezcla y rachas: ejercicios y ejemplos

Ocho ejercicios para practicar lectura de rachas y mezcla, con números inventados y soluciones originales. No se describen predicciones actuales ni valores de una campaña. Antes de resolver, escribe qué variable y periodo se comparan; después conserva qué demuestra la cuenta y qué información sigue faltando.

Imagina un río con corriente media y remolinos: ayudan a distinguir movimiento promedio y variaciones. El aire incorpora altura, estabilidad y calentamiento, así que la analogía orienta sin sustituir los perfiles. Una racha local no cuenta por sí sola toda la dinámica de la columna.

1. Media y racha en unidades comunes

Enunciado. Una estación ficticia informa media de 18 km/h y racha de 36 durante el mismo periodo. Calcula diferencia, cociente y ambos valores en m/s. ¿Se ha calculado la energía turbulenta?

Solución. Diferencia 18 km/h; cociente 2. Dividiendo por 3,6, media 5 m/s y racha 10. Es una relación entre estadísticas de velocidad. Para TKE hacen falta fluctuaciones de componentes del viento con un promedio definido.

Control. Se conserva cómo se promedia cada muestra y el periodo del máximo. Duplicar la media no significa que la velocidad permaneciera duplicada toda la ventana ni determina mezcla vertical en altura.

2. Encontrar una comparación temporal válida

Enunciado. El modelo ficticio anuncia racha máxima 45 km/h entre 12 y 15 UTC. La estación alcanza 42 en esa ventana y 60 a las 20 UTC. ¿Qué diferencia verifica la previsión de mediodía?

Solución. Previsto menos observado: 45−42=+3 km/h, si las definiciones y exposición son comparables. El máximo de 60 pertenece a otra hora y no completa esa verificación.

Control. Si falta parte del registro 12–15, la comparación es parcial. Tampoco se transforma una media de diez minutos en racha máxima solo porque su hora coincida. La definición temporal forma parte del dato.

3. Estación abierta frente a balcón

Enunciado. Dos sensores ficticios registran rachas de 40 y 55 km/h; uno está en un emplazamiento abierto y otro junto a un edificio. ¿La diferencia prueba un error de 15 del sensor?

Solución. No por sí sola. Obstáculos, altura, dirección e instrumento pueden cambiar la comparación. La diferencia numérica es 15, pero atribuirla a un error requiere evidencia adicional.

Qué observar. Periodo y promedios iguales, estado del sensor y exposición por sectores. No se descarta la lectura mayor ni se aplica una corrección fija sin fundamento. Ambas pueden describir aire local diferente bajo el mismo contexto regional.

4. Estabilidad y energía que llega

Enunciado. Una capa del escenario consume una unidad de energía por estabilidad, recibe tres por generación mecánica y pierde una por disipación en un intervalo. Sin otros términos, ¿el saldo crece o disminuye?

Solución. 3−1−1=+1 unidad: crece. Son unidades didácticas del balance, no una tasa observada. Una contribución que frena movimiento no decide sola el resultado.

Lección. Una noche estable puede tener intercambio si existe alimentación o transporte. La cuenta no garantiza una racha concreta; para aplicarla se definen magnitudes, unidades y todas las fuentes relevantes.

5. Cielo sin nube y movimiento

Enunciado. Una tarde ficticia tiene suelo calentado y viento horizontal medio débil. No se ve nube. ¿Puede concluirse que no hay ascensos ni mezcla?

Solución. No. Puede existir movimiento asociado a flotabilidad sin nube visible. La nube requiere condiciones de humedad y saturación; una fotografía no mide el campo de velocidades ni los flujos.

Qué añadir. Medidas de componentes, temperatura y evolución adecuadas a la escala que interesa. Si solo se dispone de foto y media horizontal, el intercambio queda sin cuantificar, no automáticamente cero. La ausencia de una señal visible no completa datos ausentes.

6. Los mapas 850, 500 y 300 hPa

Enunciado. En un Ebro inventado, hay flujo intenso a 850, dorsal a 500 y chorro cerca en 300 hPa. ¿Qué racha exacta tendrá una calle del valle?

Solución. No se obtiene con esa descripción. Son campos de contexto en superficies de presión, no tres cotas fijas. Se necesita perfil, terreno, evolución, diagnóstico de racha y exposición local.

Error típico. Convertir la velocidad máxima en altura en racha garantizada al suelo. Se estudia si los mecanismos permiten intercambio y qué producto representa la ventana, conservando incertidumbre. El zoom de la imagen no añade resolución física.

7. Probabilidad con datos ausentes

Enunciado. Veinticuatro miembros ficticios deberían ofrecer un diagnóstico; veinte lo tienen y cinco superan la racha de 50 km/h. Informa frecuencia y cobertura.

Solución. Frecuencia entre disponibles 5/20=25 %. Cobertura 20/24≈83,3 %. Los cuatro sin dato no se cuentan como no evento. El umbral, altura y periodo deben ser iguales por miembro.

Límite. Esa frecuencia no garantiza calibración ni que cinco lugares concretos sufran esa racha. Los miembros pueden compartir errores y escalas ausentes. Se evalúan muchos resultados comparables antes de juzgar calidad probabilística.

8. Cuando el error medio engaña

Enunciado. Dos predicciones sintéticas tienen errores previsto menos observado de +8 y −8 km/h. Calcula media y error absoluto medio. ¿Fueron exactas?

Solución. Media cero; error absoluto medio (8+8)/2=8 km/h. Las predicciones no fueron exactas: sus signos se cancelan. La media con signo resume sesgo, sin describir toda magnitud.

Lección. Un caso acertado o un promedio pequeño no califican un sistema entero. Se conservan muestra, ventanas, exposición y periodos independientes, evitando elegir después solo los aciertos o el miembro que más encaja.

Checklist, glosario y conclusión

Define variable, unidad, altura, periodo, método y cobertura; escribe supuestos y qué queda desconocido. Racha es máximo bajo definición temporal; cizalladura es cambio del vector viento; TKE es energía de fluctuaciones por masa; flujo es transporte; calibración compara probabilidades y resultados repetidos. Una solución completa conserva esas diferencias junto a la aritmética.

Fuentes y lecturas recomendadas