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Atmósfera

La circulaciÓn general de la atmÓsfera

En general, el viento es la circulación de masas de aire, provocada por diferentes causas pero con un denominador común: el gradiente de energía. La Tierra recibe del Sol luz y calor, pero a causa del grado de inclinación sobre su eje, las zonas ecuatoriales y tropicales son las que reciben la mayor parte de esta energía, estableciéndose un gradiente entre el ecuador y los polos. Este gradiente de energía es el que determina la circulación general de la atmósfera, funcionando como una bomba que traslada el calor ecuatorial hacia ambos polos.

A pequeña escala, es posible visualizar este gradiente en las brisas terrestres y marinas. Durante el día, la tierra se calienta más rápido que el mar, provocando el ascenso del aire superficial, por diferencia de densidad, en la atmósfera. Esto provoca bajas presiones relativas que facilita la entrada de aire del mar, más frío. Son las denominadas brisas marinas. Durante la noche sucede el fenómeno contrario. La tierra pierde con más rapidez que el mar el calor acumulado durante el día. Esto provoca un ascenso del aire marino (más cálido) y, en consecuencia, bajas presiones relativas sobre el mar. El aire marino ascendente es reemplazado por aire procedente de la tierra, más frío. Son las denominadas brisas terrestres.

A escala planetaria, el fenómeno es similar, aunque mucho más complejo. En el ecuador existe un cinturón de bajas presiones que rodea al planeta denominado Depresión ecuatorial, provocado por la ascensión del aire caliente producido en esas latitudes. Al subir, el aire se enfría en contacto con las capas altas de la troposfera y pierde gran parte de la humedad que contenía, que generalmente la descarga en forma de lluvia, volviendo a descender. Según se aprecia en la figura inferior, este movimiento de masas de aire genera un flujo de aire, o célula de convección, célula de Hadley.

Al igual que el ascenso del aire caliente genera el cinturón de bajas presiones ecuatorial, el aire que desciende genera núcleos de altas presiones. La distribución de los núcleos de altas presiones no es idéntica en ambos hemisferios. En el Hemisferio Austral existe un cinturón de altas presiones conocido con el nombre de Cinturón subtropical de altas presiones, cuyo eje se sitúa en torno a los 30º de latitud Sur. En el Hemisferio Norte, la mayor presencia de masas continentales provoca que no exista un cinturón de altas presiones como en el caso anterior. Por el contrario, la situación de las altas presiones varía según la época del año.

Durante el invierno, el aire sobre los continentes está más frío que el que se encuentra sobre el mar. Esto genera la aparición de bajas presiones en el mar, siendo las más importantes las denominadas Baja Aleutiana, que se sitúa sobre el Pacífico, y la Baja Islándica, sobre el Atlántico. Sobre los continentes se generan centros de altas presiones, siendo los más importantes la Alta Siberiana, que se sitúa en el centro de Asia, y la Alta Canadiense, que se localiza en el norte de Norteamérica. Durante el verano, la situación es inversa. En esta estación, los continentes están más calientes que el mar. Por esta razón, sobre ellos se forman sistemas de bajas presiones, mientras que sobre el mar se forman altas presiones. Las más importantes son la Alta de las Azores, que se sitúa sobre el Océano Atlántico, y la Alta Hawaiana, sobre el Pacífico.

Las áreas de bajas presiones están relacionadas con el tiempo lluvioso y borrascoso. El aire superficial es cálido y húmedo. Al ascender, el aire se enfría y pierde gran parte de su capacidad de retener el vapor de agua, por lo que esta se condensa y precipita, convirtiéndose en lluvia.

Debido a la rotación de la Tierra, cualquier fluido en movimiento a lo largo de un gradiente no lo hace de manera rectilínea. La dirección de este fluido experimenta una desviación provocada por la denominada fuerza de Coriolis. En el Hemisferio Norte, ladesviación se produce hacia la derecha, mientras que en el Hemisferio Sur es hacia la izquierda. El aire, como cualquier otro fluido, experimenta dicha fuerza en su movimiento.

Tal como se ha explicado, el aire asciende en el cinturón de bajas presiones ecuatorial y vuelve a bajar en las zonas de altas presiones. Desde estas zonas, vuelve a desplazarse hacia el ecuador por la superficie, siguiendo el gradiente de presión, en forma de viento. Debido al efecto de las fuerzas de Coriolis, el viento sufre una desviación hacia la derecha en el Hemisferio Norte y a la izquierda en el Sur. Estos vientos se conocen como vientos Alisios, y siempre soplan de Este a Oeste.

La mayor parte del viento que sale de las zonas de altas presiones vuelve hacia el ecuador. Pero, una parte de éstos sigue hacia los polos. En su camino, vuelven a calentarse y, en consecuencia, ascienden. En el Hemisferio Sur, este fenómeno genera la aparición del denominado Cinturón subantártico de bajas presiones. El aire, una vez en el límite de la troposfera, parte de él vuelve hacia el cinturón subtropical de altas presiones. Otra parte se dirige en dirección al Polo Sur, formando un centro permanente de altas presiones conocido como Alta polar.

En la zona de contacto entre el Cinturón subantártico de bajas presiones y la Alta polar, a nivel de la superficie, se forma un cinturón de vientos de componente Este. Estos vientos, debido a la ausencia de grandes masas continentales, suelen ser muy persistentes y llegan a alcanzar altas velocidades.

En el Hemisferio Norte, debido a la existencia de grandes masas continentales, el aire que fluye desde las zonas de altas presiones hacia el Polo Norte se comporta de manera diferente. Como se ha visto anteriormente, se suceden zonas de altas y bajas presiones según la época del año. En estas latitudes, debido a la fuerza de Coriolis, los vientos en altura presentan una componente Oeste mayoritaria. Estos vientos en altura, al permanecer sobre las áreas polares, generan un gran vórtice donde la presión atmosférica disminuye. Esto se conoce como Baja Polar.

La zona de contacto entre los vientos de la Baja Polar, fríos y secos, y los vientos subtropicales, cálidos y húmedos, generan una zona muy inestable denominada Frente polar.

Debido al flujo de estos vientos, el frente polar es frecuentemente perturbado, apareciendo amplias ondulaciones en sus límites (ondas de Rossby) en las que el aire polar se mueve en dirección sur y el aire subtropical lo hace en dirección norte. Este fenómeno está asociado a la aparición de las borrascas. Al final, la ondulación se separa de la zona de bajas presiones polares y se disipa en el aire subtropical. Asociada al frente polar se encuentra una masa de aire en altura que se desplaza a altas velocidades. Es lo que se conoce como Corriente de chorro polar, que puede llegar a alcanzar en su seno velocidades de 300 Km/h.

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