Dinámica Atmosférica

Distribución Latitudinal de la Energía Solar

La Tierra, al ser esférica, solo recibe los rayos solares perpendicularmente en un punto. Si el eje terrestre no estuviera inclinado, este punto sería el ecuador. Sin embargo, debido a la inclinación, la perpendicularidad ocurre el 21 de junio en el trópico de Cáncer y el 23 de diciembre en el trópico de Capricornio. El resto del año, los rayos solares inciden perpendicularmente en una latitud entre ambos trópicos. Esto da lugar a las estaciones.

La cantidad de insolación recibida en un lugar depende de:

• Tiempo de exposición: La inclinación del eje terrestre influye en las horas de luz.
• Ángulo de incidencia: La intensidad de la insolación disminuye al aumentar el ángulo de inclinación de los rayos solares. Esto se debe a que la misma energía se reparte en una superficie mayor y el recorrido atmosférico es más largo, aumentando la absorción.

La zona tropical recibe mayor energía solar, con escasas variaciones estacionales. A medida que nos alejamos del ecuador, la energía recibida disminuye y las diferencias estacionales aumentan.

Movimientos Verticales de la Atmósfera

Muchos movimientos verticales en la troposfera se deben a las diferencias de temperatura. Según la ley de los gases perfectos: p = ρRT (donde p es la presión, ρ es la densidad, R es la constante del gas y T es la temperatura). Al aumentar la temperatura (a presión constante), la densidad disminuye, y viceversa. La variación de temperatura con la altura se representa en la curva de estado.

En la troposfera, existen zonas con inversiones térmicas, donde la temperatura aumenta con la altura. Un ejemplo es la capa de aire en contacto con el suelo frío durante la noche. En esta capa, el aire frío y denso no asciende, impidiendo la dispersión de contaminantes, lo cual es perjudicial para la calidad del aire.

Los movimientos verticales generan:

• Borrascas (ciclones o depresiones): Masas de aire ascendente crean bajas presiones. El aire se enfría, condensa y forma nubes, pudiendo causar precipitaciones. Se asocian con tiempo inestable y lluvias. Se producen en latitudes bajas por ascendencias térmicas (depresiones cálidas) o en latitudes medias por ascendencias dinámicas (depresiones frías). Favorecen la dispersión de contaminantes.
• Anticiclones: Masas de aire descendente crean altas presiones. El aire se calienta, el agua se evapora y las nubes disminuyen. Se asocian con tiempo seco y soleado. Existen anticiclones subtropicales (aire caliente, descensos dinámicos) y anticiclones fríos (enfriamiento en capas bajas). Son desfavorables para la dispersión de contaminantes.

Movimientos Horizontales de la Atmósfera

El aire descendente en un anticiclón genera vientos superficiales desde el centro hacia afuera (divergencia). El aire ascendente en una borrasca genera vientos hacia el centro (convergencia). En las zonas de convergencia, masas de aire de diferente origen entran en contacto (frentes), generalmente causando mal tiempo. En las zonas de divergencia, no hay contacto entre masas de aire diferentes, resultando en buen tiempo.

Los vientos no siguen trayectorias rectilíneas, sino espirales, debido a la fuerza de Coriolis, causada por la rotación terrestre.

Fuerza de Coriolis

La Tierra gira de oeste a este. La velocidad de rotación es menor en los polos que en el ecuador. En el hemisferio norte, el viento que se desplaza hacia el norte se adelanta en la rotación (desviándose al este), mientras que el viento que se desplaza al sur se retrasa (desviándose al oeste).

Circulación del Aire en Anticiclones y Borrascas

En el hemisferio norte, el viento se desvía a la derecha. En las borrascas, la rotación es en espiral hacia adentro, en sentido antihorario. En los anticiclones, la rotación es en espiral hacia afuera, en sentido horario. En el hemisferio sur, el viento se desvía a la izquierda, invirtiéndose el sentido de rotación en borrascas y anticiclones.

Interpretación del Mapa de Isobaras

Las isobaras son líneas que unen puntos con la misma presión atmosférica. Permiten identificar centros de alta y baja presión, la dirección y velocidad del viento. En los anticiclones, la presión aumenta hacia el centro, mientras que en las borrascas disminuye. Isobaras separadas indican gradiente de presión débil (vientos débiles), mientras que isobaras juntas indican gradiente fuerte (vientos fuertes).

Esquema General de la Circulación Atmosférica

El aire ecuatorial se calienta y asciende, fluyendo hacia los polos. El aire polar frío desciende y fluye hacia el ecuador. El aire asciende en las zonas ecuatoriales (bajas presiones) y se dirige hacia el noreste. Alrededor de los 30° de latitud, parte del aire genera vientos en la troposfera superior (vientos del oeste) y otra parte desciende, creando una zona de altas presiones (cinturón anticiclónico subtropical).

Desde este cinturón, los vientos superficiales se dirigen al ecuador (vientos alisios) y al norte (vientos del oeste). Los alisios convergen en la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). Los vientos del oeste ascienden en una zona de bajas presiones a 60° de latitud (zona de bajas presiones templada). Los vientos polares se unen a esta ascendencia. El frente polar separa el aire frío polar del aire cálido.

Zonas Climáticas. Diagramas Climáticos

Las variables que determinan el tiempo y el clima son la temperatura, la presión, los vientos y las precipitaciones. Los parámetros climáticos se calculan a partir de valores medios del tiempo atmosférico.

Diagramas Climáticos

Los diagramas climáticos muestran la relación entre temperatura y precipitaciones a lo largo del año, proporcionando información sobre su influencia conjunta en los seres vivos.