Circulación Atmosférica: Definición, tipos y patrones de células

¿Qué es la circulación atmosférica?

El clima de la Tierra está controlado por varios factores diferentes, incluida la distribución de características geográficas como océanos y masas terrestres, la cantidad de luz solar que llega a la Tierra y la circulación atmosférica. La circulación atmosférica se refiere al movimiento del calor y el aire a través de la superficie terrestre. Los cambios en los patrones climáticos, la presencia de nubes y la cantidad de precipitación que recibe una ubicación geográfica están influenciados por la circulación atmosférica.

La circulación atmosférica está determinada en parte por las diferencias en la cantidad de luz solar que reciben las diferentes regiones de la Tierra. En general, las latitudes más bajas (las más cercanas al ecuador) reciben más luz solar y, por lo tanto, son más cálidas que las áreas de latitudes más altas (ubicadas más lejos del ecuador). En general, la densidad del aire cambia a medida que se calienta: el aire más cálido sube y el aire más frío desciende. Esto contribuye a la presencia de corrientes de convección distribuidas en diversas latitudes de la Tierra. Las corrientes de convección transportan el aire caliente hacia arriba y el aire más frío hacia abajo.

Estas corrientes atmosféricas también están influenciadas por la rotación de la Tierra, lo que produce lo que se conoce como efecto Coriolis: la rotación de la Tierra impide que el aire se mueva en línea recta y, en cambio, se desvía hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Tanto la circulación atmosférica como el efecto Coriolis contribuyen a la distribución de diferentes climas terrestres, con climas tropicales más cálidos típicamente cerca del ecuador y climas más templados más cerca de los polos.

Tres tipos de células de circulación

La circulación atmosférica se caracteriza por la presencia de tres tipos diferentes de células circulatorias: células de Hadley, células polares y células de Ferrel. Cada tipo se analizará con más detalle a continuación.

Definición de células de Hadley

Una celda de Hadley es una celda de circulación que se extiende desde el ecuador hasta los 30° norte y sur. En una célula de Hadley, que lleva el nombre del meteorólogo inglés George Hadley, el aire caliente se eleva desde las regiones ecuatoriales, se mueve hacia el norte o el sur y luego desciende como aire más frío a 30° norte y sur. La circulación de aire dentro de una celda de Hadley da como resultado la formación de los vientos alisios, debido al impacto del efecto Coriolis.

En el hemisferio norte, el aire del ecuador es atraído hacia el oeste antes de ser desviado hacia el noreste como resultado del efecto Coriolis. Esto produce los vientos alisios, o vientos tropicales del este, como a veces se les llama. En el hemisferio sur, los vientos alisios se conocen como vientos alisios del sureste. Los vientos alisios representan esencialmente el movimiento del aire de regreso al ecuador, completando así la circulación del aire dentro de la celda de Hadley.

Las células de Hadley son responsables de la formación de dos climas geográficos diferentes, las selvas tropicales y los desiertos. Cerca del ecuador, el aire caliente se eleva y atrapa el vapor de agua, produciendo fuertes bandas de tormentas asociadas con los bosques tropicales. Cuando el aire que circula dentro de una celda de Hadley alcanza los 30° norte o sur, esta humedad se ha agotado, dejando el aire extremadamente seco característico de los desiertos de China y el norte de África.

Definición de célula polar

Una célula polar representa la pequeña célula de circulación que se extiende desde los 60° norte y sur hasta los polos. Dentro de una célula polar, el aire frío viaja desde las latitudes más bajas hasta las regiones polares, donde el aire desciende antes de regresar a lo largo de la superficie terrestre hasta las latitudes más bajas. El aire frío transportado desde los polos se calienta y acumula humedad. Al llegar a las latitudes más bajas, aproximadamente a 60° norte y sur, el aire se eleva y forma sistemas de baja presión que traen lluvia a las regiones templadas de estas zonas. La colisión entre el aire tropical frío, polar y cálido a 60° norte y sur produce masas de aire inestables, que son responsables de los patrones climáticos a veces impredecibles en estas latitudes.

Definición de célula de Ferrel

Una celda de Ferrel, llamada así en honor al meteorólogo estadounidense William Ferrel, representa el tercer tipo de celda de circulación de aire, que se encuentra entre 60° y 30° de norte a sur. El aire de la superficie se mueve hacia los polos norte y sur en dirección opuesta a Hadley y las células polares. A medida que el aire viaja a lo largo de la superficie, la celda de aire absorbe el vapor de agua y se combina con el aire frío de las regiones polares. Al igual que ocurre con la celda polar, el movimiento del aire dentro de una celda de Ferrel da como resultado la producción de masas de aire inestables, que son responsables del viento y la lluvia en muchas regiones de las zonas templadas del planeta.

Comprender los patrones de circulación atmosférica

Estos tres tipos de células interactúan entre sí para producir los principales patrones climáticos que se observan en la Tierra. El aire más frío de las regiones polares es transportado a lo largo de la superficie por las células polares y en la atmósfera por las células de Ferrel. A medida que este aire se acerca al ecuador, se encuentra con el aire caliente que circula por las células de Hadley. Esto da como resultado la creación de tres amplias zonas climáticas en la Tierra: regiones tropicales cálidas cerca del ecuador, desiertos secos a 30° norte y sur, y zonas templadas con patrones climáticos inestables a 60° norte y sur.

Otro fenómeno meteorológico importante creado por los patrones de circulación atmosférica es la zona de convergencia intertropical o ZCIT. La ZCIT es una banda que rodea el ecuador donde convergen los vientos alisios de los hemisferios norte y sur. Esta banda está asociada con clima tormentoso y grandes cantidades de lluvia. La ZCIT es responsable de los bosques tropicales a lo largo del ecuador. La masa de aire de baja presión asociada con la ZCIT agota la humedad de la atmósfera, lo que resulta en la creación de áreas de alta presión en regiones desérticas. Estas regiones tienen un clima tranquilo y seco debido al aire que desciende hacia la superficie de la tierra.

Modelo de tres celdas

Juntas, Hadley, Ferrel y las células polares contribuyen a la circulación del calor y el aire a través de la superficie terrestre y de su atmósfera. Esto se conoce como modelo de tres celdas, y se ha utilizado para explicar la distribución del clima y los patrones meteorológicos en la Tierra. En el modelo de tres células, el aire asciende desde el ecuador, viaja hacia los polos y desciende como aire más frío. En el límite entre las células de Hadley y Ferrel, se forman desiertos debido al agotamiento del vapor de agua de esas dos masas de aire. Por el contrario, el límite entre Ferrel y las células polares facilita la creación de zonas templadas, que se caracterizan por vientos y patrones climáticos inestables. Finalmente, el ecuador está asociado con condiciones cálidas y lluviosas, debido a la convergencia de los vientos alisios de los hemisferios norte y sur.

Resumen de la lección

La circulación atmosférica se refiere al movimiento del calor y el aire a través de la superficie terrestre e incluye tres tipos de células: Hadley, Ferrel y polares. Una celda de Hadley está ubicada más cerca del ecuador y transporta aire caliente a la atmósfera, donde atrapa la humedad y produce las fuertes lluvias asociadas con las regiones tropicales. Una célula de Ferrel mueve el aire en dirección opuesta a la de Hadley y las células polares transportando aire frío y húmedo de latitudes más altas a latitudes más bajas. Finalmente, una célula polar transporta aire desde las latitudes más bajas a las regiones polares. Juntos, estos tres tipos de células explican la distribución de los patrones climáticos en la Tierra.

Las células de Hadley, por ejemplo, contribuyen a la formación de los vientos alisios en los hemisferios norte y sur. Los vientos alisios se mueven en dirección noreste en el hemisferio norte y en dirección sureste en el hemisferio sur. El lugar donde convergen los vientos alisios se conoce como zona de convergencia intertropical, o ZCIT, una banda alrededor del ecuador. Esa banda está asociada con un clima cálido y tormentoso. Las zonas de alta presión se encuentran justo fuera de la ZCIT y se caracterizan por un clima tranquilo y seco, porque el aire en dicha celda de circulación desciende hacia la superficie de la tierra.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador