Dinámica de la Máquina Climática Terrestre: Circulación Atmosférica y Transporte de Calor

Funcionamiento de la Máquina Climática

La máquina climática es un sistema muy complejo que se basa en los movimientos generados debido a la existencia de un gradiente entre dos puntos.

Gradiente

Se llama así a la diferencia existente entre dos puntos en alguno de los parámetros atmosféricos (temperatura, humedad). Cuando existe un gradiente térmico determinado por una diferencia de temperatura entre dos puntos, se producirá un movimiento mediante el cual se transporta calor de un extremo a otro.

El comportamiento de la atmósfera y de la hidrosfera es distinto debido a sus diferencias en la densidad, su movilidad, su capacidad para almacenar calor y su capacidad para conducir el calor.

Movimientos Verticales

Los movimientos verticales (ascendentes y descendentes) de ambos fluidos dependen de la temperatura a la que se encuentran, lo cual afecta también a su densidad, ya que tanto el agua como el aire son más densos cuanto menor sea la temperatura a la que se encuentran. Sin embargo, el sentido en el que se inician dichos movimientos dependen de la capacidad para conducir calor.

• En la Atmósfera (Aire): El aire es muy mal conductor de calor, por lo que se calienta por debajo, gracias al calor irradiado desde la superficie terrestre, previamente calentada por el sol. Así, el nivel superficial, más caliente y menos denso, tenderá a subir, enfriándose a medida que asciende. El aire de altura, frío y más denso, tenderá a bajar, calentándose durante el descenso.
• En la Hidrosfera (Agua): El agua es mejor conductora de calor, por eso se calienta la parte superficial de la hidrosfera. En este caso, no puede haber movimientos verticales, ya que el agua superficial no tenderá a descender. El movimiento vertical solo será posible en aquellos lugares en los que el agua de la superficie esté más fría que la del fondo, caso en el cual, tenderá a bajar, haciendo que la profunda se eleve.

Movimientos Horizontales

El desplazamiento de los vientos, o de las corrientes oceánicas impulsadas por ellos, entre las dos zonas geográficas determinadas se debe al contraste térmico horizontal generado por la desigual insolación de la superficie terrestre. Gracias a este transporte de calor, se amortiguarán las diferencias térmicas entre los polos y el ecuador terrestre. La presencia de las masas continentales dificulta este transporte de calor.

Circulación General de la Atmósfera

En las zonas ecuatoriales el calentamiento es intenso, por lo que el aire caliente tenderá a subir, dando lugar a borrascas ecuatoriales. En las zonas polares, las bajas temperaturas van a provocar un anticiclón polar. Teóricamente, el viento tendería a recorrer el globo terrestre desde los anticiclones polares hasta las borrascas ecuatoriales. Sin embargo, la fuerza de Coriolis hace que se desvíe hacia la derecha en el hemisferio norte, provocando que el transporte se realice mediante tres células:

1. Célula de Hadley

   Es la más energética de las tres. En las borrascas ecuatoriales se produce una elevación del aire cálido hasta alcanzar la tropopausa. El efecto de Coriolis produce su desviación. Al llegar a los 30º de latitud, la célula se fragmenta; parte del aire sigue su camino hacia los polos, pero la mayoría descenderá hacia el ecuador, originando una zona de anticiclones subtropicales, que originan los mayores desiertos de la Tierra.

   • El Anticiclón Subtropical de las Azores es el que mayor influencia ejerce en el clima de nuestro país.

   La célula se cierra debido a los vientos alisios que soplan del NE en el hemisferio norte y SE en el hemisferio sur, originando la ZCIT (Zona de Convergencia Intertropical).

2. Célula Polar

   El levante polar solo alcanzará los 60º de latitud, donde se eleva de nuevo, formando las borrascas subpolares.

3. Célula de Ferrel

   Está situada entre las dos anteriores y se forma por la acción de los vientos superficiales del oeste.