Dinámica de la Atmósfera y Circulación Global
Movimientos Horizontales y el Efecto Coriolis
La atmósfera tiene movimientos horizontales que buscan amortiguar las diferencias de temperatura originadas por la mayor irradiación solar en el Ecuador que en los Polos. El transporte de calor desde las zonas con superávit a las de déficit es llevado a cabo por el viento.
Cuando un anticiclón y una borrasca se encuentran próximos, el viento que sale de los anticiclones penetra en las borrascas, y por arriba, el aire que asciende en las borrascas desciende por los anticiclones. Se forman así las llamadas células de circulación del viento.
La trayectoria del viento no es rectilínea por dos razones:
- La topografía: El relieve puede frenarlo, amplificarlo o formar torbellinos.
- El efecto Coriolis.
El efecto Coriolis es una consecuencia del movimiento de rotación terrestre y de su sentido antihorario (de oeste a este). Dicha fuerza no es constante: alcanza su grado máximo en los polos y disminuye progresivamente hacia el Ecuador, donde se anula. El resultado es una desviación hacia la derecha en la trayectoria inicial de un móvil en el Hemisferio Norte, y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur.
Debido a la fuerza de Coriolis, los vientos que circulan desde los anticiclones a las borrascas son desviados y su trayectoria es tangencial a las isobaras, girando, en el Hemisferio Norte, en sentido horario en los anticiclones y antihorario en las borrascas.
Circulación General de la Atmósfera
Las causas de la circulación general de la atmósfera son:
- La distinta insolación de la superficie terrestre, que produce un calentamiento desigual.
- La rotación de la Tierra, que produce el efecto Coriolis e impide que la trayectoria sea continua.
- El rozamiento contra la superficie del globo.
Células de Convección
En las zonas ecuatoriales, el calentamiento es intenso, lo que provoca que el aire caliente ascienda, dando lugar a borrascas ecuatoriales (B). En las zonas polares, las bajas temperaturas provocan el aplastamiento del aire frío contra el suelo y el asentamiento de un anticiclón polar (A) permanente.
Como consecuencia de la fuerza de Coriolis, en la circulación general de la atmósfera se distinguen tres células de convección:
- Célula de Hadley
- Célula de Ferrel
- Célula Polar
Zonas de Presión
Las principales zonas de presión que definen la circulación son:
- Zona de Borrascas Ecuatoriales o Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT): Las lluvias son constantes por la confluencia de los vientos alisios de ambos hemisferios, lo que produce un ascenso convectivo muy enérgico. La ZCIT se desplaza estacionalmente (desde los 5º S hasta los 10º N).
- Anticiclones Subtropicales: Se asientan sobre continentes y dan lugar a los mayores desiertos del planeta, ya que los vientos que salen de ellos impiden la entrada de las lluvias.
- Zona de Borrascas Subártica o Subantártica (hacia los 60º de latitud): Confluyen los vientos del oeste (que transportan aire cálido) con los fríos levantes procedentes de los polos.
- Zonas de Anticiclones Polares: De donde parte el viento frío levante polar (vientos del este).
Fenómenos Climáticos Globales
El Niño y La Niña (ENSO)
El Niño
Consiste en el excesivo calentamiento superficial de las aguas del Pacífico oriental, junto a las costas de Perú. Ocurre cada 3 o 5 años, con un máximo en Navidad.
El fenómeno ENSO (Oscilación del Sur de El Niño) se produce cuando los vientos alisios amainan y no arrastran el agua superficial hacia el oeste. El agua superficial se caldea y se forma una borrasca, quedando las nubes en la zona central del Pacífico. No se produce afloramiento porque persiste la termoclina, y la riqueza pesquera desaparece.
La Niña
Es la exageración de la situación normal, donde los vientos alisios soplan con más intensidad de lo habitual. Tanto El Niño como La Niña rigen la distribución geográfica y la intensidad de las lluvias tropicales, provocando cambios en los patrones climáticos de todo el mundo.
Conceptos Fundamentales de Meteorología
Clima y Precipitación
- Clima: Conjunto de fenómenos de tipo meteorológico que caracterizan la situación y el tiempo atmosférico en un lugar determinado de la Tierra.
- Precipitación: Caída de agua líquida o sólida sobre la superficie terrestre. Para que se produzcan precipitaciones, deben formarse nubes por: convección térmica, ascenso orográfico o convección de un frente.
Formación de Nubes
Nubes por Convección Térmica
Se forman en casos de inestabilidad atmosférica, por el ascenso convectivo del aire cálido y húmedo hasta el nivel de condensación. Esto origina un cúmulo. Si hay suficiente calor y humedad, se forman varios, dando lugar a un cumulonimbo (borrascas de convección).
Nubes por Ascenso Orográfico
Se forman por el choque de una masa de aire húmedo con una montaña. El desarrollo de esta nube es horizontal (se llaman estratos) y originan una precipitación horizontal.
Nubes de Convección en un Frente
Se forman en la zona de contacto entre dos masas de aire de distinta temperatura y humedad (borrascas frontales o móviles).
Tipos de Frentes
- Frentes Fríos: El aire frío choca con una masa de aire caliente, formando nubes de desarrollo vertical y provocando intensas precipitaciones.
- Frentes Cálidos: El aire cálido se desplaza sobre aire frío. Tienen desarrollo horizontal y provocan lluvias débiles y persistentes.
- Frentes Ocluidos: Aparecen por la superposición de dos frentes diferentes (uno frío y otro cálido).
Corrientes y Sistemas de Viento a Gran Altitud
Chorro Polar y Frente Polar
- Chorro Polar (Jet Stream): Es un velocísimo río de viento que rodea la Tierra a altitudes de la tropopausa, moviéndose de oeste a este.
- Frente Polar: Formado por una serie de frentes cálidos, fríos y ocluidos que rodean la Tierra. Separa dos masas de aire: una fría y otra caliente.
Meteorología Regional y Eventos Extremos
Clima en España
El Anticiclón Subtropical de las Azores se acerca al Polo Norte en verano y bloquea la entrada de borrascas, lo que provoca lluvias tormentosas con nubes de desarrollo vertical.
La Gota Fría (DANA)
La gota fría, también llamada en meteorología DANA (Depresión Aislada en Niveles Altos), se experimenta particularmente en España. A grandes rasgos, es el resultado de un frente de aire polar frío (corriente en chorro) que avanza lentamente sobre Europa Occidental a gran altura (normalmente 5-9 km) y que, al chocar con el aire más cálido y húmedo del Mar Mediterráneo, genera fuertes tormentas.
Con el término gota fría se designa un volumen limitado de aire frío en los niveles altos de la atmósfera, que en una carta meteorológica se representa rodeado con isotermas cerradas.
El Tornado
Un tornado es una masa de aire con alta velocidad angular cuyo extremo inferior está en contacto con la superficie de la Tierra y el superior con una nube cumulonimbo o, excepcionalmente, con la base de una nube cúmulus. Se trata del fenómeno atmosférico ciclónico de mayor densidad energética de la Tierra, aunque de poca extensión y de corta duración.
Aspectos Ambientales
Protocolo de Kioto
El Protocolo de Kioto establece límites de emisiones. Incluye tres mecanismos de flexibilidad:
- Compraventa de emisiones.
- Mecanismo de desarrollo limpio.
- Inclusión de sumideros de carbono.