Introducción al viento geostrófico
Hay una serie de fuerzas que pueden cambiar la fuerza o la dirección del viento. Dos de las mayores fuerzas de los vectores del viento son la fuerza del gradiente de presión y la fuerza de Coriolis. Cuando estas dos fuerzas principales se combinan y son iguales entre sí, obtenemos un tipo de viento llamado viento geostrófico. En esta lección, estudiaremos cómo se crean la fuerza del gradiente de presión y la fuerza de Coriolis y la formación de vientos geostróficos.
Fuerza de gradiente de presión
Uno de los impulsores más importantes es la fuerza del gradiente de presión. La fuerza del gradiente de presión es la fuerza que impulsa el aire de alta a baja presión. Los sistemas de la naturaleza siempre intentan mantenerse en el estado de energía más bajo posible. Los sistemas de alta presión son estados de alta energía. Si hay un área cercana de menor presión, el aire se moverá libremente desde el área de alta presión a la de baja presión en un intento de igualar este gradiente de energía.
Es posible que le hayan presentado la idea de las isobaras , que son líneas imaginarias de igual presión. Debido a que el aire desea moverse tan rápida y eficientemente de alta a baja presión, se moverá la distancia más corta entre estas áreas, que siempre es perpendicular a las isobaras. Esto se describe en la siguiente ecuación para la porción horizontal de la fuerza del gradiente de presión:
P = inverso -1 / p * p
La fuerza del gradiente de presión, aquí mostrada como P , es igual a la inversa de la densidad multiplicada por el gradiente de presión. El signo inverso es un triángulo invertido. El negativo (-) al comienzo de la ecuación indica que nos movemos de alto a bajo a través del gradiente de presión.
Desarrollo del Sistema Nervioso Central: Desde el Tubo Neural hasta la Corteza Cerebral
Ahora bien, si esta fuera la única fuerza que actúa sobre la atmósfera, podríamos predecir fácilmente la dirección del viento. El viento debe moverse de alta a baja presión perpendicular a las isobaras; sin embargo, observamos que más alto en la atmósfera, el viento se mueve en realidad paralelo a las isobaras. ¿Cómo puede pasar eso?
Efecto Coriolis
Debemos mirar algunas otras fuerzas que actúan sobre el viento. Otra fuerza dominante en la dirección del viento es el efecto Coriolis. El efecto Coriolis es la desviación del camino del aire debido a la rotación de la Tierra. La Tierra gira de oeste a este. La Tierra es una esfera y, por lo tanto, todos los puntos viajan con la misma velocidad angular. Sin embargo, debido a que un punto en el ecuador debe recorrer una distancia mucho mayor que un punto cerca del polo para una rotación completa, las áreas cercanas al polo en realidad viajan a una velocidad lineal mucho mayor.
Cuando un objeto se acerca o se aleja del ecuador, su impulso original se conserva, lo que le da al camino una desviación de su curso original. Los caminos en el hemisferio norte son drogas a la derecha y los caminos en el hemisferio sur son drogas a la izquierda. Entonces, si tenemos viento que originalmente sopla de acuerdo con la fuerza del gradiente de presión, este viento será desviado por la fuerza de Coriolis. Ahora, la fuerza de Coriolis no está presente en el ecuador, pero aumenta en intensidad cuanto más te acercas a los polos. El aumento de fuerza se debe a la mayor divergencia en la velocidad lineal observada en el ecuador.
La fuerza de Coriolis se describe mediante esta ecuación:
ƒ c = 2 * omega * sin * Phi
¿Cómo Afectan los Padres Tóxicos al Desarrollo Emocional?
En esta ecuación, el Coriolis es ƒ c , omega es la tasa de rotación en radianes por segundo y phi es la latitud. Por tanto, cuanto mayor sea la latitud, mayor será la fuerza de Coriolis. Además, la fuerza de Coriolis solo actúa sobre el aire que ya está en movimiento. La fuerza de Coriolis no pondrá el viento en movimiento, sino que solo desviará la dirección del viento que ya se está moviendo. Por lo tanto, se deduce que cuanto más rápido se mueve el aire, más fuerte se ve afectado por la fuerza de Coriolis.
Viento geostrófico
La combinación de estas dos fuerzas principales en la atmósfera nos da los vientos geostróficos que son el tema de esta lección. Los vientos geostróficos son vientos que se mueven paralelos a las isobaras bajo el efecto de la fuerza del gradiente de presión y el efecto Coriolis. A medida que los vientos comienzan a moverse con la fuerza del gradiente de presión desde áreas de alta presión a baja, la fuerza de Coriolis hará que los vientos se desvíen; cuanto mayor sea la velocidad del viento, mayor será la desviación. Eventualmente, estas fuerzas se equilibrarán entre sí, lo que produce vientos paralelos a las isobaras.
Esto solo es posible en áreas de baja fricción, a más de un kilómetro sobre la Tierra. Las fuerzas de fricción son una fuerza de arrastre resultante de la interacción con la topografía de la Tierra o la superficie del océano. Cuando un viento geostrófico encuentra una fuerza de fricción, esto hará que se mueva desde su dirección original de paralelo a las isobaras a oblicua a las isobaras.
Resumen de la lección
En resumen, la fuerza del gradiente de presión hace que el aire se mueva desde áreas de alta presión a áreas de baja presión a lo largo de la distancia más corta posible, que es perpendicular a las isobaras. Las isobaras son líneas de igual presión en la atmósfera. El otro impulsor importante de los vectores del viento es el efecto Coriolis , que hace que el viento en movimiento se desvíe de la trayectoria original debido a la rotación de la Tierra. Esta fuerza desvía el viento hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur, y las áreas altas en la atmósfera sobre la superficie de la Tierra. Estas dos fuerzas se equilibrarán entre sí para producir flujos de viento geostrófico. Vientos geostróficos son paralelas a las isobaras porque son vientos resultantes del efecto Coriolis que igualan la fuerza del gradiente de presión.
Explora más sobre este tema
Selecciona un tema y sigue aprendiendo...
