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Circulación general de la atmósfera
La circulación atmosféricatransporta el surplus deenergía que tienen los trópicos hacia los polos.
La circulación atmosférica transporta vapor de agua y definedonde llueve, creando zonasclimáticas.
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=RcosRcos=R²cos²
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=R²cos² Li=Lf
L i=R²Lf=LtierraLrelativo=R²cos² RcosU
R²=Rcos RcosU
U=R 1
cos−cos
U=Rsin²cos
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.
U=R sin²cos
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 Coriolisse 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.
30S
30N
Viento en superficiemedio anual.
Fondo azul indica hacia oeste,Fondo rojohacia este.
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 HadleyEl 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