Gradientes Verticales y Dinámica de Masas Fluidas: Claves de la Estabilidad Atmosférica

Gradientes Verticales y su Influencia en la Atmósfera

Los gradientes verticales representan las diferencias de temperatura (Tª) entre dos puntos situados a una diferencia de altitud de 100 metros. El gradiente vertical de temperatura (GV de Tª) indica la variación vertical de la temperatura en condiciones de reposo y varía con la latitud, altura, entre otros factores.

Tipos de Gradientes

• Inversión térmica: Se produce cuando la temperatura aumenta con la altura.
• Gradiente adiabático seco: Se refiere a una masa de aire que lleva el agua en forma de vapor. Es dinámico porque afecta a una masa de aire que realiza un movimiento vertical debido al desequilibrio con el aire circundante. Es adiabático por ser el aire un mal conductor del calor. Al ascender, disminuye la presión atmosférica, la masa ascendente aumenta de volumen y se expande, lo que provoca una disminución de la temperatura, ya que a menor densidad hay menor probabilidad de choque entre sus partículas. Y viceversa, al descender aumenta la temperatura.
• Gradiente adiabático saturado: Ocurre cuando una masa de aire ascendente alcanza el punto de rocío. En este punto, el vapor se condensa, se forma una nube y se libera calor. A mayor cantidad de agua, menor será el gradiente y las nubes podrán alcanzar mayor altura.

Condiciones de Inestabilidad y Estabilidad Atmosférica

Condiciones de Inestabilidad Atmosférica

Estas condiciones favorecen la eliminación de la contaminación:

1. Movimiento ascendente del aire: Varía según el gradiente adiabático seco (GAS).
2. El ascenso es posible si el GAS es mayor que el gradiente vertical de temperatura (GVT).
3. Vientos convergentes.
4. Posibilidad de lluvia si el aire tiene suficiente humedad y se condensa, formando nubes que permiten las precipitaciones.

Condiciones de Estabilidad Atmosférica

1. Descenso de aire frío y denso: Este aire se va secando por calentamiento.
2. En la superficie se generan anticiclones debido al aumento de la presión atmosférica, produciendo vientos secos que evitan las precipitaciones.
3. Estabilidad atmosférica sin movimientos verticales significativos.
4. Formación de nubes al ras del suelo.

Dinámica de las Masas Fluidas

La dinámica de las masas fluidas hace posible el transporte de calor necesario para amortiguar las diferencias de temperatura.

Dinámica Atmosférica

La circulación atmosférica horizontal es llevada a cabo por el viento. Si un anticiclón o una borrasca están próximos, el viento sopla desde el anticiclón hacia la borrasca, mientras que en la parte superior el flujo es en sentido contrario.

a) Efecto Coriolis

Es una fuerza que surge como consecuencia del movimiento de rotación terrestre y de su giro en sentido antihorario. Es máxima en los polos y disminuye progresivamente hasta el Ecuador, donde se anula.

b) Circulación Atmosférica

Las zonas ecuatoriales experimentan un calentamiento más intenso debido a que los rayos solares inciden de forma vertical. El aire tenderá a subir, dando lugar al cinturón de borrascas ecuatoriales. En las zonas polares, las bajas temperaturas comprimen el aire frío contra el suelo, generando los anticiclones polares.

1b) Célula de Hadley

Es la célula más enérgica debido a la incidencia vertical de los rayos solares. En las zonas de borrascas, el aire cálido se eleva hasta la tropopausa, desde donde se dirige hacia los polos mediante un viento horizontal. El anticiclón subtropical hace que el aire se dirija hacia los polos, pero la mayor parte desciende hasta el suelo. Cuando estos anticiclones se asientan sobre un continente, se originan los desiertos. El anticiclón subtropical de las Azores es el más influyente en la península ibérica. Los alisios son vientos que soplan desde los anticiclones hacia el Ecuador, donde convergen los de ambos hemisferios, originando la zona de convergencia intertropical.

2b) Célula Polar

El viento parte de los anticiclones polares. El levante polar se eleva, formando el cinturón de borrascas subpolares.