Dinámica Atmosférica: Viento, Efecto Coriolis y Circulación Global
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La Atmósfera y la Presión Atmosférica
Como vimos en el apartado anterior, en la superficie terrestre existen zonas con diferente presión atmosférica. Estas diferencias provocan desplazamientos horizontales de aire desde los anticiclones (zonas de alta presión) hacia las borrascas (zonas de baja presión), es decir, se produce el viento.
El movimiento ascendente del aire en las borrascas contribuye a la formación de nubes y precipitaciones, mientras que el aire que desciende en un anticiclón provoca vientos superficiales divergentes desde su centro. Generalmente, en los anticiclones no hay contacto entre masas de aire heterogéneas y el tiempo es estable y bueno.
La atmósfera se encuentra en continuo movimiento debido a la diferente insolación que reciben las distintas zonas del planeta. Este movimiento transporta calor sensible y calor latente desde las zonas ecuatoriales hacia las zonas polares. Este transporte es facilitado por los vientos y las corrientes oceánicas, y es dificultado por la presencia de los continentes.
La Circulación del Viento y el Efecto Coriolis
El viento divergente que sale de los anticiclones penetra en las borrascas, asciende, sale por la parte superior de la troposfera y vuelve a descender en los anticiclones, cerrando un ciclo. Sin embargo, la trayectoria del viento no suele ser rectilínea debido a la topografía del terreno y, fundamentalmente, al efecto Coriolis.
El Efecto Coriolis
La fuerza o efecto de Coriolis es una consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra hacia el este. La velocidad lineal de rotación es máxima en el ecuador y disminuye hacia los polos (siendo nula en los propios polos).
Esto provoca las siguientes desviaciones en el Hemisferio Norte:
- Si el viento parte desde un punto A hacia el norte, se desviará hacia la derecha (hacia el este), ya que al moverse hacia latitudes donde los paralelos son más pequeños y la velocidad de rotación de la superficie es menor, el viento tenderá a adelantarse a la rotación terrestre.
- Si el viento parte desde ese punto A hacia el sur, también se desvía hacia la derecha (hacia el oeste), ya que se mueve hacia latitudes con mayor velocidad de rotación superficial, quedándose "retrasado".
En el Hemisferio Sur ocurre lo contrario: la desviación es siempre hacia la izquierda.
El efecto Coriolis es el responsable de los particulares movimientos del aire en los anticiclones y las borrascas. En el Hemisferio Norte:
- En las borrascas, el aire gira en sentido contrario a las agujas del reloj al converger hacia el centro de baja presión.
- En los anticiclones, el aire gira en el mismo sentido de las agujas del reloj al divergir desde el centro de alta presión.
Circulación General de la Atmósfera
Si la Tierra no tuviese un movimiento de rotación y fuese una superficie homogénea, la circulación atmosférica sería simple: en las zonas ecuatoriales, el aire en contacto con la superficie se calentaría y se elevaría hacia la parte superior de la troposfera, viajaría hacia los polos, se enfriaría, descendería y regresaría al ecuador por la superficie. Sin embargo, el efecto Coriolis provoca que la circulación atmosférica real sea mucho más compleja, organizándose en células.
Células de Circulación y Zonas Principales (Hemisferio Norte)
Zona de Bajas Presiones Ecuatoriales
Debido a la fuerte radiación solar que incide perpendicularmente en las zonas ecuatoriales, el aire caliente y húmedo (y por tanto menos denso) asciende, formando el cinturón de borrascas ecuatoriales.
Cinturón Anticiclónico Subtropical
El aire que ascendió en el ecuador se enfría en altura y se desplaza hacia los polos. Parte de este aire, ahora frío y seco (y por tanto más denso), desciende a unos 30º de latitud, creando una zona de altas presiones: el cinturón de anticiclones subtropicales. Una parte de estas masas de aire retorna por la parte baja de la troposfera hacia el ecuador, dando lugar a los vientos alisios (del noreste en el Hemisferio Norte). Esta primera célula convectiva entre los 0º y los 30º se denomina Célula de Hadley.
Otra parte de las masas de aire que descienden en los anticiclones subtropicales se dirige por la parte baja de la troposfera hacia latitudes más altas, dando lugar a los vientos del oeste o Westerlies.
Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT)
Los vientos alisios de ambos hemisferios convergen cerca del ecuador, en una zona denominada Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), caracterizada por movimientos ascendentes de aire, nubosidad y precipitaciones.
Zona de Bajas Presiones Templada (Frente Polar)
Los vientos del oeste que salen de los anticiclones subtropicales, al llegar aproximadamente a los 60º de latitud, convergen con aire más frío procedente de los polos. Este encuentro y el calentamiento relativo hacen que el aire vuelva a ascender, originando la llamada zona de bajas presiones subpolares o templada (asociada al Frente Polar). Esto completa una segunda célula de convección (entre los 30º y los 60º) que se denomina Célula de Ferrel.
Zona de Altas Presiones Polares
Una parte de las masas de aire que ascienden a los 60º se dirige hacia las zonas polares por la parte alta de la troposfera. Allí el aire se enfría intensamente, se vuelve muy denso y desciende, originando el anticiclón polar. Desde aquí, el aire frío superficial se dirige hacia el ecuador (vientos polares del este), completando la Célula Polar.