CAPITULO 9:
CIRCULACIÓN EN LA ATMOSFERA
ANA MILENA CAJICÁ SEPÚLVEDA
CODIGO: 1094552054

1. Mencionar las diferentes escalas de movimiento y dar algunos ejemplos.

Macroescala o escala planetaria: En esta escala se encuentran los más grandes patrones de viento, como los alisios en latitudes tropicales, con dirección predominante del este, o los vientos del oeste en latitudes medias. El flujo se produce alrededor de todo el globo y puede durar semanas con pocos cambios.
Escala sinóptica: Sus dimensiones son de cientos a miles de kilómetros y la duración de los eventos del orden de días a 1 - 1½ semana. Los ciclones y anticiclones de latitudes medias, que tienen un movimiento medio en dirección oeste - este, pertenecen a esta escala. Otro ejemplo de movimientos atmosféricos a esta escala son los frentes y los huracanes.
Mesoescala: Los movimientos en esta escala se producen en áreas más pequeñas del orden de 100 km o menos, y su duración típica es de horas a 1-2 días. Se encuentran en esta escala los vientos que se producen en áreas costeras o brisas de mar y tierra y vientos en zonas montañosas o brisas de valle – montaña. Aquí los movimientos verticales pueden ser de gran magnitud. Entre esta escala se encuentran las tormentas y los tornados.
Microescala: Movimientos de pequeñas dimensiones y muy corta duración, generalmente caóticos, como ráfagas de polvo o turbulencia, con movimientos verticales muy intensos.

3. Describir el modelo idealizado de circulación global para una Tierra con rotación, en superficie y en la vertical.

Un modelo simple mas realista de circulación global explica como debe mantenerse el balance de calor producido por el calentamiento diferencial ecuador – polo. Es un modelo idealizado en el que se distinguen tres celdas de circulación vertical y los vientos resultantes en superficie.
Celda de Hadley.
Entre el ecuador y aproximadamente los 30º de latitud sur y norte, se produce una circulación vertical que mantiene el nombre de celda de Hadley. El aire de niveles superiores en esta celda, se mueve hacia los polos y entre 25-35º de latitud sur y norte se produce subsidencia por dos razones: la primera se debe a que el flujo asciende siempre desde la tormentosa región ecuatorial, donde la liberación del calor latente de condensación mantiene el aire cálido, pero en el tope de las nubes el enfriamiento radiactivo aumenta la densidad del aire superior, que comienza a moverse hacia los polos y a descender hacia superficie , la segunda razón es debido a que el efecto de Coriolis se hace mas fuerte cuando nos alejamos del ecuador, los vientos en altura que inicialmente se movían hacia los polos, son desviados en dirección aproximadamente oeste a este cuando alcanzan la latitud de 25º, así se restringe el flujo del aire hacia los polos. Como resultado de estas causas se produce subsidencia en la zona entre 25-35º de latitud. Esta subsidencia, por la liberación de la humedad cerca del ecuador, es de aire muy seco, y por el efecto de calentamiento adiabático
durante la compresión por el descenso del aire, más se reduce la humedad relativa.
Celda Polar.
El aire frío de niveles superiores en las zonas polares, genera subsidencia sobre los polos, produciendo por compresión altas presiones en superficie y divergencia. A su vez la divergencia produce un flujo de aire en superficie desde los polos hacia latitudes subpolares, que es desviado por la fuerza de Coriolis, generando un sistema de vientos conocidos como los estes polares, entre los polos y los 60º de latitud. Alrededor de los 60º de latitud se produce convección y flujo hacia los polos en altura, cerrándose una celda de circulación directa que se le llama celda Polar.
Celda de Ferrel.
El aire polar frío, se encuentra con los vientos del oeste más cálidos de latitudes medias, produciéndose, al contrario de lo que ocurre en la región de convergencia de las calmas ecuatoriales, una región de convergencia de vientos muy intensos y variables. A la franja latitudinal de convergencia de ambos sistemas de vientos se le llama la región del frente polar. Esta región es la más dinámica de la atmósfera, donde se desplazan de oeste a este, en promedio, los centros ciclónicos que se asocian a los sistemas frontales de latitudes medias, generando un tiempo con vientos muy intensos y variables, con abundante nubosidad y precipitación. se produce convección desde superficie y en altura flujo mas frío hacia el norte, que desciende en la zona de subsidencia de latitudes medias, cerrándose una celda de circulación, llamada celda de Ferrel, que se desarrolla aproximadamente entre
30º - 60º de latitud.

4. Describir el esquema más real de la circulación global para la Tierra considerando distribución de océanos y continentes.

Los vientos en superficie están relacionados con la distribución de presión. En nuestro modelo ideal de una Tierra en rotación, considerando la distribución de océanos y continentes, se obtiene una primera aproximación de los campos globales de presión y de viento en superficie. En esas condiciones se distinguen cuatro franjas latitudinales de altas y bajas presiones en cada hemisferio
zona de convergencia intertropical,entre los trópicos se tiene una zona de bajas presiones ecuatoriales, donde convergen los vientos alisios del sureste y del noreste, produciendo movimientos ascendentes, con convección profunda y abundante nubosidad con precipitación continua e intensa.
zona de altas presiones subtropicales. entre 25 y 35º de latitud, donde se originan los vientos alisios, En esta franja se produce subsidencia y divergencia en superficie, los gradientes de presión son muy débiles por lo que los vientos son flojos y variables.
zona de bajas presiones subpolares entre 45 y 60º de latitud se encuentra una franja de presiones muy bajas asociadas al frente polar, que se produce por convergencia de los vientos del oeste y los estes polares, en una zona conocida como bajas presiones subpolares o de ciclones migratorios.
En las zonas polares se producen las altas presiones polares, de origen frío, región de nacimiento de los estes polares, por la divergencia en superficie.

5. ¿Cuál es el mecanismo de formación de los monzones?

El término monzón se usa para referirse a sistemas de viento que sufren una pronunciada inversión estacional en su dirección. Existen dos tipos de monzón ; el monzón de invierno es un viento norte desde la India hacia el Océano Indico, que transporta aire seco y frío generando un invierno seco en ese sector y el monzón de verano transporta aire húmedo y cálido desde el Océano Indico hacia el continente, produciendo un verano muy lluvioso sobre la India y sur de Asia.

6. ¿Por qué el flujo de altura es predominantemente del oeste?

Los vientos se producen por variaciones de presión, las que a su vez se producen por variaciones de temperatura. En el caso de los oestes, son producidos por el contraste de temperatura entre ecuador y polo. En los trópicos cálidos la presión disminuye más gradualmente en la columna de aire, que en las zonas polares más frías y densas. Por lo tanto, en un mismo nivel, sobre los trópicos se tienen presiones más altas que en zonas polares. Esto produce en un nivel de altura fijo un gradiente de presión desde el ecuador hacia los polos. El aire tropical se movería hacia los polos por efecto de esta fuerza de presión, pero la fuerza de Coriolis cambia la dirección del flujo. Cuando se alcanza el equilibrio entre ambas fuerzas, se produce el viento con una importante componente hacia el oeste, generándose los vientos del oeste.

7. Comentar el comportamiento de la corriente en chorro.

Como el gradiente de presión ecuador - polo aumenta con la altura, la intensidad de los vientos del oeste aumenta. Inmerso en los oestes se producen angostas franjas de vientos muy intensos, que serpentean por miles de kilómetros de largo como ríos de aire, que se llaman corrientes en chorro o jet.
Las corrientes en chorro se producen cuando grandes contrastes de temperatura en superficie pueden originar mayores gradientes de presión en niveles superiores, y por lo tanto aumentan la rapidez del viento. Como los mayores contrates de temperatura se producen en las zonas frontales en latitudes medias se produce la corriente en chorro polar asociada al frente polar, que serpentea con movimiento neto de oeste a este, pero tomando a veces orientación norte – sur, Por ser frontal, no es continua en torno al globo, se interrumpe en la regiones donde no hay sistemas frontales, y tiene una migración norte - sur de invierno a verano; por esta migración y ubicación se le llama también corriente en chorro de latitudes medias y su intensidad es menor en verano por que el contraste térmico es menor en esta época. La corriente en chorro polar es una componente importante en regular el tiempo de latitudes medias y en proporcionar energía a los temporales de superficie, su identificación es parte importante del pronóstico del tiempo moderno.

8. Analizar la importancia del viento en altura en la distribución global de energía.

Los estudios de viento en altura indican que los oestes se mueven en trayectorias ondulatorias alrededor del globo, que permanecen aproximadamente estacionarias. Estas se llaman ondas de Rossby. Cuando se intensifican los contrastes de temperatura norte - sur, la amplitud de las ondas crece, a la vez el flujo del oeste se hace más ondulante y en ciertas regiones del globo adquiere componente norte – sur. Esta situación continúa y las ondas se rompen en ciclones, donde se producen fuertes vientos norte - sur, transportando calor en dirección meridional, lo que reduce el contraste de temperatura, y después se restablece el flujo neto del oeste. Estos ciclos son consistentes
con periodos alternados de temporales y de buen tiempo, con duración de una a varias semanas. De esta forma es como los vientos del oeste contribuyen a regular el contraste de calor global entre el ecuador y los polos.

9. Describir los factores que regulan el clima a lo largo de Chile.

La climatología de Chile se caracteriza por la interacción conjunta de los sistemas sinópticos que son el anticiclón del Pacífico Sur, las Bajas Sub-polares y la Baja Costera. En la zona norte predomina la acción del anticiclón del Pacífico Sur, generándose buen tiempo con muy escasa precipitación durante todo el año. En cambio la zona sur se encuentra dentro del cinturón de bajas presiones subpolares y del frente polar, por lo que recibe abundante precipitación durante gran parte del año. La zona central de Chile es una región de transición climática, donde se produce el predominio del anticiclón del Pacífico Sur durante el verano, mas intenso mientras mas al norte de esta región nos encontremos, y el efecto de las
bajas subpolares durante el invierno.
El anticiclón del Pacífico sur, es una manifestación del cinturón de altas presiones subtropicales semipermanente, que se produce como consecuencia de la celda de Hadley. Su centro se ubica en promedio cerca de los 30º sur, 100º oeste, con valores medios de presión de alrededor de los 1024 hPa, extendiéndose el borde sur del anticiclón hasta aproximadamente 45º sur en verano.
Las bajas subpolares generan el cinturón permanente de bajas presiones que rodean la Antártica, con valores que pueden ser inferiores a los 990 hPa, que pueden migrar hacia la zona centro norte de Chile durante el invierno. En este cinturón se ubican los sistemas frontales extratropicales, que cuando ingresan al continente generalmente lo hacen con abundante precipitación. Superpuesto a estos centros de baja presión se desarrollan centros de altas presiones fríos, formando un sistema ondulatorio muy dinámico, que están en continuo movimiento en promedio desde el oeste hacia el este. En la zona central de Chile, se producen los temporales típicos de la estación lluviosa, que se manifiestan con distintos grados de intensidad del viento con dirección predominante del sector norte y diferente
cantidad de precipitación.
La baja costera, baja térmica o vaguada costera se desarrolla en la zona central de Chile, preferentemente durante los meses cálidos o en condiciones de altas temperaturas. Se origina sobre la costa de la zona central de Chile, como un sistema de mesoescala de bajas presiones, por el calentamiento diferencial entre el Pacífico y la costa de Chile, debido al contraste de temperaturas entre el océano y el continente, cuando en días calurosos la tierra se calienta mucho mas que el océano. Si el aire cálido al elevarse contiene suficiente humedad, durante la noche se puede enfriar hasta alcanzar la temperatura de rocío, formándose al amanecer neblina o niebla, que durante el día se transforman en estratos bajos, característicos de la baja costera.

10. Aparte de la distribución de vientos y presión en superficie ¿qué otros factores influyen en la distribución global de precipitación?

Los factores que regulan el régimen de precipitación son la latitud, la ubicación geográfica, distribución de océanos y con-tinentes, topografía, tipo de superficie. Como el aire cálido tiene una mayor capacidad para aceptar humedad comparada con el aire frío, en las latitudes más bajas se produce una mayor cantidad de precipitación, y en las latitudes altas menor precipitación.
La distribución de océanos y continentes también influye en los patrones de precipitación. Las grandes masas de tierras en latitudes medias experimentan un aumento de la precipitación desde la costa oeste hacia el interior, a la misma latitud. Las cadenas montañosas también alteran el régimen de precipitaciones respecto a lo esperado sólo con la distribución de vientos. A barlovento de las montañas se produce abundante precipitación y a sotavento escasa precipitación. En las regiones subtropicales de los continentes se observa la mayor dispersión en el régimen de precipitación, aquí se encuentran los principales desiertos del mundo, pero también regiones con abundante precipitación.
Debido a que los anticiclones tienden a ubicarse en los lados orientales de los océanos, los bordes occidentales de los continentes adyacentes a los anticiclones subtropicales son muy áridos. No es sorprendente que en estas regiones de subsidencia centradas en 25º de latitud, en los sectores occidentales de los respectivos continentes, se encuentren los grandes desiertos subtropicales del mundo. Los lados occidentales de los anticiclones tienen subsidencia menos importante y es más frecuente encontrar zonas de convergencia con movimientos ascendente. El aire que se mueve grandes distancias sobre los océanos de aguas más cálidas, se carga de humedad y se favorece la inestabilidad. Por lo tanto los bordes orientales de los continentes reciben abundante precipitación todo el año.

11. Describir el comportamiento de la componente meridional del viento sobre Chile.

En enero, en latitudes medias, se observa un aumento de la componente onal del viento con la altura, el máximo de viento (corriente en chorro) se ubica centrado aproximadamente en los 40º S en el nivel 200 hPa. En julio el máximo de viento se centra a la latitud de 25º S en el nivel 200 hPa, por lo que es claro su desplazamiento hacia el norte en invierno y de mayor intensidad que en verano, pero sobre los 60º S en invierno el viento continua aumentando con la altura, hasta valores superiores a los 60 m/s (200 km/hr).