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