Modelo simplificado de la circulación global atmosférica

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Introducción a la Meteorología y la
Oceanografía aplicadas al Surf
Meteosat image:ESA/Eumetsat
2. Circulación global atmosférica y formación de borrascas
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Circulación global atmosférica y formación de borrascas
1.
La atmósfera, transferencia de energía y generación del viento
2.
Circulación global: modelos de la tierra sin continentes ni rotación
y tierra con continentes y rotación.
3.
Patrones típicos de invierno y verano
4.
Formación de borrascas. Evolución en superficie y en altura
5.
Cálculo aproximado del viento a partir de los mapas de isóbaras y
de la ecuación del viento geostrófico
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La atmósfera
La atmósfera se puede dividir en
capas según la variación de la
temperatura.
El 50% de la masa total de la
atmósfera está concentrada en los
primeros 5 kms de altura
Los fenómenos meteorólógicos
que nos afectan se desarrollan en
los primeros 10 Kms de la
atmósfera. Esta capa de 10 km
junto a la superficie terrestre es la
TROPOSFERA.
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Transferencia de energia y generación
del viento
Radiación solar absorbida por la tierra/atmosfera
Balance desigual de radiación
Calentamientos/enfriamientos de las masas de aire
Variaciones de presión
Viento
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Modelo simplificado de la circulación global
atmosférica
1. Tierra sin rotación y sin continentes
2. Tierra en rotación y sin continentes
3. Tierra en rotación con estaciones
4. Tierra en rotación, con continentes y estaciones
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Modelo simplificado de la circulación
global atmosférica
Tierra sin rotación y sin
continentes
- Ecuador más cerca del
sol que los polos
- El aire caliente asciende
en el ecuador dejando un
“vacío”
- El aire frío de los polos
fluye hacia el Ecuador
para rellenar el “vacío”
Se
establece
una
circulación básica con una
única “célula”
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Modelo simplificado de la circulación global
atmosférica
1. Tierra sin rotación y sin continentes
2. Tierra en rotación y sin continentes
3. Tierra en rotación con estaciones
4. Tierra en rotación, con continentes y estaciones
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Modelo simplificado de la circulación
global atmosférica
Tierra en rotación y sin
continentes
-El
efecto de la rotación divide
la circulación en 3 células
diferenciadas
- A latitud aprox. de 30ºN y
30ºS se produce descenso de
aire desde capas altas a la
superficie,
creando
un
“cinturón” de altas presiones
- A latitud aprox. de 60ºN y
60ºS se produce ascenso de
aire desde la superficie hacia
las capas altas, creando un
“cinturón” de bajas presiones
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Modelo simplificado de la circulación global
atmosférica
1. Tierra sin rotación y sin continentes
2. Tierra en rotación y sin continentes
3. Tierra en rotación con estaciones
4. Tierra en rotación, con continentes y estaciones
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Modelo simplificado de la circulación
global atmosférica
Tierra en rotación y con estaciones
- la tierra da una vuelta al sol aprox.cada 365 dias.
- Pero además el eje de rotación de la tierra está inclinado respecto al plano
de la órbita tierra-sol unos 23.5º.
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Modelo simplificado de la circulación
global atmosférica
Tierra en rotación y con estaciones
- El efecto combinado de la
inclinación de la tierra y su
movimiento alrededor del sol da
lugar a las estaciones
-En los equinocios ambos
hemisferios reciben aprox.la misma
radiación solar
- Los gradientes de temperatura son
más acentuados en los inviernos, lo
que significa más probabilidad de
vientos fuertes, borrascas y por
tanto, olas.
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Modelo simplificado de la circulación global
atmosférica
1. Tierra sin rotación y sin continentes
2. Tierra en rotación y sin continentes
3. Tierra en rotación con estaciones
4. Tierra en rotación, con continentes y
estaciones
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Modelo simplificado de la circulación
global atmosférica
Tierra en rotación, con
continente y estaciones
- La tierra y el agua tienen
diferente capacidad calorífica
específica, y por esto:
- En verano,altas sobre el
océano y bajas en los
continentes
- En invierno,mayor
convección en el océano y
por tanto bajas presiones, y
altas sobre los continentes
- Pero además…
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Patrones típicos de invierno y verano
- En el hemisferio sur hay más
océano
que
tierra->menor
variación estacional
- En el H.Norte ocurre al
contrario->patrones
de
circulación más complicados
- En el H.Sur existe una banda de
vientos del oeste (los 40
rugientes)
más
fuertes
y
extensos en el invierno austral
- Por tanto, en general el surf
será más consistente en el H.Sur
durante todo el año. En el H.Norte
grandes
diferencias
entre
invierno/verano
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Formación de una borrasca
Las Bajas presiones, también
llamadas Borrascas o depresiones
de latitudes medias, son las
principales generadoras de las
olas que surfeamos.
Baja Presión = parcela de aire cuya
presión es menor que la su
alrededor
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Formación de una borrasca
Idea del Frente Polar de Bjerkness
Banda en la que confluyen el aire frío de los polos y el aire
cálido del ecuador (masas de aire) . A lo largo de ella se suelen
producir las depresiones o borrascas.
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Formación de una borrasca
Idea del Frente Polar de Bjerkness
Aire frío más denso
que aire cálido -> el
aire cálido se desliza
por encima del aire frío
El frente polar está
ondulado. Si aparece
una perturbación, esta
ondulación se acentúa
iniciando la formación
de la borrasca.
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Formación de una borrasca
Frente Polar + Inestabilidad Baroclínica
El aire cálido asciende sobre el aire frío de forma intensa en la
zona de la perturbación
El aire en superficie es absorbido en espiral antihoraria (por
efecto Coriolis, Hemisferio norte) hacia arriba
Entonces se produce una bajada significativa de la presión en el
centro de la borrasca
Mientras la borrasca se está intensificando la presión seguirá
descendiendo
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Formación de una borrasca
Borrasca totalmente desarrollada (1)
Sector cálido = zona de fuertes vientos soplando en la misma dirección
Fetch = distancia sobre la que sopla el viento en aprox.la misma dirección
A mayor fetch
Mayores olas se formarán
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Formación de una borrasca
Borrasca totalmente desarrollada (2)
El frente frío avanza más rápidamente que el frente cálido
El sector cálido tiene una duración limitada
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Formación de una borrasca
Ejemplo real de una borrasca en formación (dia 0)
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Formación de una borrasca
Ejemplo real de una borrasca en formación (dia 1)
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Formación de una borrasca
Ejemplo real de una borrasca en formación (dia 2)
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Formación de una borrasca
Movimiento de las borrascas (trayectorias)
Las capas altas
influyen en la
evolución y la
trayectoria seguida
por las depresiones
A 500hPa (unos 5 km
de altura) existe un Jet
de viento fuerte de
oeste a este (el Jet
Stream)
Típica trayectoria HN:
hacia el Noreste
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Formación de una borrasca
Viento en altura: el Jet Stream (1)
Los mapas de altura
geopotencial a 500hPa
muestran la situación
del Jet Stream
En este mapa del
H.Norte el centro del
Jet se sitúa en la zona
de vientos más fuertes
(lineas más juntas)
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Formación de una borrasca
Viento en altura: el Jet Stream (2)
El Jet Stream tiene
ondulaciones y éstas
varían con el tiempo
El Jet suministra
energía a las
borrascas en
formación y las
impulsa
Las borrascas se
forman en el lado de la
ondulación que apunta
al polo norte