Dinámica Atmosférica: Influencia en el Clima y el Tiempo

La dinámica atmosférica, tanto vertical como horizontal, genera corrientes de convección. La diferencia de temperatura existente entre los polos y el ecuador, consecuencia de la distribución latitudinal de la energía solar, junto con otros aspectos como la rotación de la Tierra, da lugar a la circulación atmosférica. Los movimientos horizontales y verticales determinan el tiempo y el clima.

Distribución Latitudinal de la Energía Solar

La Tierra es una esfera, por lo que solo en un punto de la misma los rayos del sol forman un ángulo recto. Esto tendría lugar permanentemente en el ecuador si el eje de la Tierra no estuviera inclinado. Sin embargo, debido a la inclinación, el 21 de junio los rayos inciden perpendicularmente en el trópico de Cáncer y el 23 de diciembre en el trópico de Capricornio. El resto del año, los rayos llegan perpendiculares a otros puntos. Todo esto produce las estaciones.

La cantidad de insolación recibida depende del tiempo de exposición y del ángulo de incidencia.

Movimientos Horizontales

• Fuerza de Coriolis: En el hemisferio norte, la trayectoria del viento se desvía hacia la derecha desde el ecuador.
• Circulación del aire en anticiclones y borrascas: En el hemisferio norte, en las borrascas se produce una rotación en espiral hacia dentro en sentido contrario a las agujas del reloj. En el hemisferio sur, la trayectoria del viento se desvía hacia la izquierda en el sentido de las agujas del reloj.
• Interpretación del mapa de isobaras: Las isobaras son líneas que pasan por los lugares que tienen la misma presión atmosférica. Estas líneas permiten conocer la situación de los centros de alta o baja presión. Conociendo la disposición del campo de presiones, se puede saber, en cada punto, la dirección y el sentido de los vientos superficiales e incluso su velocidad. Algunos aspectos que se deben tener en cuenta son:
  • En los anticiclones, la presión va creciendo hacia el centro.
  • Si las isobaras están muy separadas, indican que los cambios de presión se producen muy lentamente. Si las isobaras están muy juntas, indican que los cambios de presión se producen muy rápidamente.
  • El viento circula desde los anticiclones a las borrascas, cruzando las isobaras y siguiendo las trayectorias, pero en la representación real se ponen tangenciales a las isobaras.
  • Los gradientes de presión fuertes ocasionan vientos fuertes. Cuando las isobaras están muy distanciadas, se pueden esperar vientos débiles.
  • En las borrascas, las isobaras suelen estar bastante próximas. Los anticiclones se encuentran en zonas con isobaras más separadas.
  • Las isobaras correspondientes a los anticiclones son de forma bastante regular, mientras que las que se encuentran alrededor de las borrascas son irregulares.
  • Los triángulos o semicírculos simbolizan los frentes fríos y cálidos.

Los mapas del tiempo se basan en la representación de isobaras. Los ciclones y anticiclones no permanecen inmóviles, sino que se desplazan generalmente de oeste a este.

Movimientos Verticales

Los movimientos verticales que tienen lugar en la troposfera se llaman de convección y se deben a variaciones de temperatura, humedad o presión atmosférica.

• Convección térmica: Estos movimientos se originan por el contraste de la temperatura entre la parte superficial, que tiende a elevarse formando corrientes térmicas ascendentes, y la superior, que tiende a descender.
• Convección por humedad: Se originan por la presencia de vapor de agua en el aire, que lo hace menos denso que el aire seco, ya que al contener más agua, contiene una menor proporción de los otros componentes atmosféricos que son desplazados por el vapor de agua. El vapor de agua podemos medirlo mediante:
  • Humedad absoluta: Es la cantidad de vapor de agua que hay en un volumen determinado de aire y se expresa en g/m³. A cada punto de la curva se le denomina punto de rocío.
  • Humedad relativa: Es la cantidad en porcentaje de vapor de agua que hay en 1 m³ de aire en relación con la máxima que podría contener a la temperatura en la que se encuentra. La humedad relativa del 100% se corresponde con un punto de rocío en el eje de temperatura y con un valor en el eje de la humedad.
• Movimientos verticales por la presión atmosférica: Se mide con el barómetro. Su valor estándar, a nivel del mar y en condiciones normales, es de 1 atmósfera. La presión en un punto geográfico determinado no es siempre la misma, varía en función de la humedad y la temperatura. Se trazan isobaras, que son líneas que unen los puntos geográficos de igual presión en un momento dado. Un anticiclón es cuando nos encontramos una zona de alta presión rodeada de una serie de isobaras cuya presión disminuye desde el centro hacia el exterior de la misma. Una borrasca es cuando nos encontramos con una zona de baja presión rodeada de isobaras cuyos valores van aumentando desde el centro hasta el exterior de la misma.

Gradientes Verticales

Diferencia de temperatura entre dos puntos situados a una diferencia de altitud de 100 metros.

• Gradiente Vertical de Temperatura (GVT): Representa la variación vertical en la temperatura del aire en condiciones estáticas o de reposo (0,65 ºC/100 m). Este valor es muy variable con la altura, latitud y estación. Dentro de ella, hay una inversión térmica, que es el espacio aéreo en el cual la temperatura aumenta con la altura en vez de disminuir. Se dan inversiones térmicas, como las de invierno, en las que el suelo se enfría.
• Gradiente Adiabático Seco (GAS): El valor es 1 ºC/100 m. Se llama seco por llevar el agua en forma de vapor. Es dinámico, ya que afecta a una masa de aire que se encuentra realizando un movimiento vertical por estar en desequilibrio. Puede considerarse como un sistema adiabático, ya que no intercambia calor.
• Gradiente Adiabático Saturado o Húmedo (GAH): En el momento en el que la masa ascendente de la que hablamos en el gradiente adiabático seco alcanza el punto de rocío, se condensa el vapor de agua que contenía y se forma una nube. Es variable (GAH < GAS).
• Estabilidad: Que el GVT sea positivo y menor que el GAS; que el GVT sea negativo, el aire no tiende a descender.