Circulación general de la atmósfera

Circulación general de la
atmósfera
La circulación atmosférica
transporta el surplus de
energía que tienen los
trópicos hacia los polos.
La circulación atmosférica
transporta vapor de agua y define
donde llueve, creando zonas
climáticas.
Los viajes de Colon
La ruta de Colón
hacia las “Indias”
marca la
presencia de
vientos del este
en los trópicos y
del oeste en
regiones
extratropicales.
¿Por qué existe esta distribución de vientos?
Para entender la circulacion atmosférica
global podemos comenzar estudiando la brisa
marina.
La brisa es causada por la diferencia de temperatura entre
el mar y la costa, causada a su vez por la diferencia en capacidades
caloríficas de los dos medios.
La diferencia de temperatura en superficie genera una diferencia
de presion que induce vientos del mar al continente.
Por otro lado, sobre el continente, como el aire está calido, tiende a
subir y la presión disminuye mas despacio que sobre el mar donde el
aire esta frío. Así, en altura, la presión es mayor sobre el continente
que sobre el mar, lo cual genera vientos de la tierra al mar, cerrando la
circulación.
Aplicando el mismo argumento que en la brisa
marina, es de esperar que la distribución de
radiación solar con la latitud cause que aire cálido se
eleve en la zona ecuatorial y aire frío descienda en
los polos. Una circulación hacia el ecuador en
superficie y hacia los polos en altura cerraría el
circuito.
Una circulación de ese tipo se observa en
Venus, pero no en la Tierra.
En nuestro planeta los vientos predominantes
son en la dirección longitudinal y no
latitudinal => corrientes en chorro en
dirección oeste-este.
La principal razón de la diferencia de
circulación entre Venus y la Tierra es que
nuestro planeta gira sobre su eje mucho más
rápido: una vez al día,
mientras que Venus gira
1 vez cada 243
días terrestres.
La rotación de los planetas restringe
el tipo de circulación atmosférica
¿Cómo es la circulación en la Tierra?
Consideremos el movimiento de una parcela de aire que se eleva en
la zona ecuatorial y comienza a moverse hacia un polo.
Si no se ejerce ninguna fuerza en la dirección este-oeste, el momento
angular de la parcela se conserva de acuerdo a las leyes de Newton.
El momento angular L de una parcela de 1g que rota con la Tierra en
una latitud 
L=ru=Rcos  R cos =R² cos² 
v
Si inicialmente la parcela tenía velocidad nula en la
dirección este-oeste, podemos calcular su velocidad
U cuando llega a una latitud  usando la
conservación del momento angular Linicial=Lfinal
L= R² cos² 
Li =Lf
L i= R²
Lf =Ltierra Lrelativo=R² cos² Rcos  U
 R² =Rcos  R cos U
1
U= R 
−cos 
cos 
sin² 
U= R
cos 
sin² 
U= R
cos 
Esta ecuación nos dice que una parcela de aire que inicialmente tenia velocidad en la dirección este­oeste nula tendrá una velocidad U=134 m/s a los 30° de latitud.
Este proceso da lugar a las corrientes de chorro presentes en los dos hemisferios. Si la parcela siguiera moviéndose hacia los polos adquiriría velocidades cada vez mayores y pronto llegaría a viajar mas rápido que el sonido! Esto no ocurre pues el aire en altura tiende a descender cerca de los 30° en cada hemisferio. El aire que ascendió en los trópicos
desciende en latitudes cercanas a los
30°.
Parte de este aire vuelve hacia el
Ecuador y al ser afectado por Coriolis
se convierte en los vientos alisios.
La otra parte del aire que desciende en los 30° viaja hacia los polos en superficie y es deflectada por la fuerza de Coriolis. Este flujo sumado a la componente de superficie de las corrientes de chorro es responsible de los vientos del oeste en latitude medias.
30N
Viento en
superficie
medio anual.
Fondo azul
indica hacia oeste,
Fondo rojo
hacia este.
30S
En la cercanía de 60° N y S el flujo de superficie hacia los polos encuentra aire que se mueve hacia el ecuador que había descendido en los polos. Así, la circulación entre el ecuador y los polos está dividida en 3 celdas
Circulación de Hadley
El aire que se mueve hacia el ecuador cerca de la superficie gana humedad de los océanos y la devuelve en forma de lluvia en la Zona de Convergencia Intertropical. El aire en la atmósfera alta de la zona ecuatorial que no tiene casi humedad diverge y viaja a los subtrópicos donde desciende. El descenso causa compresión del aire y calentamiento de forma tal que la humedad relativa de la masa de aire es pequeña y existen altas presiones en superficie. Por estas razones los principales desiertos se encuentran en los subtrópicos. Zona de Convergencia
Intertropical