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Isolínea

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Curvas de nivel de un mapa
Curvas de nivel en una zona de montaña.
La isoterma de 10 °C de media en julio, marcada por la línea roja, se utiliza para definir la frontera del Ártico

Una isolínea (también llamada, isopleta, curva de nivel, isógrama o isaritma), para una función de varias variables, es una curva que conecta los puntos en que la función tiene un mismo valor constante.

Las isolíneas que se representan en un mapa son líneas, rectas o curvas, que describen la intersección de una superficie real o hipotética con uno o más planos horizontales. La configuración de estas curvas permite a los lectores del mapa inferir el gradiente relativo de la variable o parámetro y estimar un valor en un lugar determinado.

El gradiente de la función es siempre perpendicular a la isolínea. Cuando las líneas están muy cerca, la longitud del gradiente es grande: la variación es acentuada. Si las isolíneas adyacentes tiene el mismo grosor de línea, la dirección del gradiente no puede determinarse y por ello se emplean diferentes grosores o se rotulan o etiquetan numéricamente: de este modo la dirección del gradiente puede ser fácilmente apreciada.

El uso más habitual de las isolíneas es en cartografía y en meteorología. Un mapa topográfico (o mapa de curvas de nivel) utiliza isolíneas que unen puntos de igual altitud y muestra, así, la forma de los valles y las colinas, y la pendiente de las laderas.

Historia

La idea de utilizar líneas que unen puntos de igual valor fue redescubierta en varias ocasiones a lo largo de la historia. En 1701, Edmond Halley utilizó ese tipo de líneas (isogonas) en un gráfico que recogía la variación magnética. En 1727, el ingeniero holandés Nicholas Cruquius dibujó el fondo del río Merwede con líneas de igual profundidad (isóbatas), en intervalos de 1 braza; y en 1737, Philippe Buache, utilizó un intervalo de 10 brazas para elaborar un mapa del Canal de la Mancha‏‎, que fue publicado en 1752.

El uso de estas líneas (la curva de nivel) para describir la superficie de la tierra fue estudiado teóricamente por Ducarla en 1771, y Charles Hutton lo utilizó en el cálculo del volumen de una colina en 1777. En 1791, J. L. Dupain-Triel realizó un mapa de Francia, en que reflejó las curvas de nivel cada 20 metros de intervalo. En 1801, el también francés y jefe del Cuerpo de Ingenieros, Haxo, utilizó la línea de nivel a mayor escala, 1:500 en un planta para su proyecto para la Rocca de Aufo.[1][2][3]

En torno a 1843, cuando en Gran Bretaña e Irlanda la Ordnance Survey comenzó a recoger en sus mapas con regularidad las líneas de nivel, éstas ya eran usadas con generalidad en los países europeos. Las isóbatas no se generalizaron en las Cartas náuticas hasta que fueron publicadas en 1834 las de Rusia y en 1838 las de Gran Bretaña.[4][5]

Cuando los mapas con curvas de nivel o isolíneas se hicieron habituales, la idea de utilizar este tipo de representación se propagó a todo tipo de aplicaciones. Tal vez los de más reciente desarrollo son los mapas de curvas de Calidad del aire y contaminación acústica, que aparecieron por primera vez en los EE. UU., aproximadamente hacia 1970, en gran parte como resultado de la legislación nacional que requería la delimitación espacial de esos parámetros.

Tipos de isolíneas

A algunas isolíneas se les suele dar un nombre específico, que comienza por el prefijo «iso» (del griego ισος (isos), que significa igual) según la naturaleza de la variable que se mantiene constante, aunque en muchos campos se habla simplemente de curvas de nivel: la isotermas es una línea de temperatura constante; la isopleta' es una línea de presión constante; y la isogona es una línea a lo largo de la cual un ángulo se mantiene constante (del griego iso-gonios = iguales ángulos).

El prefijo «iso» puede sustituirse por «isallo» para especificar una línea que une puntos en los que una variable cambia al mismo ritmo durante un período de tiempo determinado.

El uso de nombres específicos está muy extendido en Meteorología, en que se usan en un mismo mapa o diagrama (generalmente, isobaras e isotermas) para presentar una imagen de los principales factores que afectan al tiempo. Las isolíneas empleadas en Meteorológica se basan en la generalización de los datos recibidos desde la Estación meteorológica. Las estaciones rara vez se colocan exactamente en una isolínea (cuando lo están, indica una medición precisa igual al valor de la isolínea). En lugar de ello, las líneas son dibujadas con la mejor aproximación de los valores exactos, basados en la dispersión de la información disponible. Los mapas del tiempo pueden presentar datos recogidos, como la presión de aire en un momento dado, o una extrapolación de esos datos, como la presión media durante un período de tiempo, o los pronósticos de tiempo, como la predicción de la presión de aire en algún momento futuro.

Tipos de isolíneas
Disciplina Imagen Nombre Magnitud constante Etimologia Notas
Geografía física Schoenberg-ebringen-isohypsen.png Isohipsa o Curvas de nivel. Altura Altura sobre cualquier nivel de referencia (isohypsa) y si es sobre el nivel del mar, curvas de nivel. Es el método cartográfico más común para representar la altitud. A partir de las curvas, un sentido general del terreno puede ser determinado. Se utilizan en una variedad de escalas, desde la ingeniería a gran escala a los dibujos y planos de arquitectura, pasando por Mapas topográficos hasta los mapas a escala continental.
Oceanografía Isóbata
o curva batimétrica
profundidad marina También con respecto a un nivel de agua: ríos, lagos, presas, etc. Es el método más común en cartografía marina, mapas Batimétricos.
Oceanografía Isobatiterma Profundidad de agua con igual temperatura
Oceanografía Isohalina Salinidad de los océanos.
Meteorología Isobaren bei Orkan.png isobara Presión atmosférica βαρος o baros = pesos. La Presión barométrica muestra la presión a Nivel del Mar, no las presiones en superficie. El mapa de isobaras es usado habitualmente en las noticias del tiempo en televisión. Se llama analobara cuando el cambio es positivo y catalobara cuando es negativo.
Isostera Densidad atmosférica - -
Isotherms ugglan.jpg Isoterma Temperatura θερμη o thermē = calor. En general, las isotermas se representan cada 5 °C (o 10 °F), pero cualquier otro intervalo puede ser elegido dependiendo del análisis.
Isogeotherm igualdad de temperatura media anual
Isocheim Temperatura media de invierno
Isothere Temperatura media de verano
Isodrosoterma Punto de rocío δροσος o drosos = rocío.
y Θερμη o therme=calor.
Isóhuma Humedad relativa
Isotaca Velocidad del viento ταχ o tach = velocidad.
Isógona Dirección del viento
Isohyet.jpg Isoyeta o isohieta Cantidad de precipitación ύετος = lluvia.
Isoneph Cielo cubierto
Isochalaz Frecuencia de tormentas de Granizo.
Isopectic Formación de hielo lugar cada invierno.
Isotac Época de deshielo.
Isohelia radiación solar έλιος o helios = sol.
Isodosa Intensidad radiación solar
Magnetismo Isógonica Declinación magnética La línea de declinación magnética cero se denomina Línea agonica.
Isoclinica Inclinación magnética
Ciencias ambientales Isoplatas Lluvia ácida Algunas de las aplicaciones más generalizadas de las isolíneas en las ciencia ambientales, son los mapas cartográficos del Ruido ambiental, Polución del aire, Contaminación del suelo, Contaminación térmica y Contaminación subterránea.
Transporte Isócrona tiempo de desplazamiento lugares situados a una misma distancia en tiemo de un determinado punto
Isotim gastos de transporte los gastos de transporte equivalente desde un lugar de origen
Isodopan costo de tiempo de viaje la línea de costo de tiempo de viaje equivalente.
Ciencias sociales Isoglosa Iguales aspectos linguisticos se utiliza en cartografía para mostrar la distribución geográfica de los aspectos lingüísticos, solo cualitativos, no cuantiativos.
Economía Isocuanta cantidad de producción
Isocoste costes de producción

Además de estas isolíneas, en varios tipos de gráficos empleados en termodinámica, ingeniería y otras ciencias usan isobaras (para mostrar presiones constante), isotermas (temperaturas constantes), isochors (para volumenes específicos constante), u otros tipos de isolíneas (o curvas), aunque estos gráficos no están generalmente relacionadas con mapas. Esas isolíneas son útiles para la representación de más de dos dimensiones (o cantidades) en gráficos bidimensionales. Los ejemplos más habituales en termodinámica son algunos tipos de Diagrama de fase.

Otros fenómenos

  • Isochasm: la aurora igualdad de ocurrencia de la aurora.
  • Isochor: volumen.
  • Isophene: hechos biológicos ocurridos con coincidencia, como las floración de las plantas.
  • Isófotas: iluminancia.

Referencias

  1. R. A. Skelton, "Cartografía", "Historia de la Tecnología, Oxford, vol. 6, págs. 612-614, 1958.
  2. Coronel Berthaut,La Carte de Francia, vol. 1, pág 139, citado por Close (véase más adelante).
  3. C. Hutton, "An account of the calculations made from the survey and measures taken at Schehallien, in order to ascertain the mean density of the Earth" («Una reseña de los cálculos efectuados a partir de la encuesta y las medidas tomadas en Schehallien, a fin de determinar la densidad media de la Tierra»), "Philosophical Transactions de la Royal Society de Londres, vol. 68, págs. 756-757.
  4. C. Close, The Early Years of the Ordnance Survey, 1926, reeditado por David y Charles, 1969, ISBN 0-7153-4477-3, págs. 141-144.
  5. T. Owen and E. Pilbeam, Ordnance Survey: Map Makers to Britain since 1791, HMSO, 1992, ISBN 0-11-701507-5.
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