presión y viento
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Climatologa 11/12
TEMA 6DINMICA DE LA ATMSFERA: PRESIN Y VIENTO
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A. Conceptos claveB. Presin AtmosfricaC. Variaciones de presinD. El vientoE. Bibliografa
ContenidosELEMENTOS DEL CLIMA III: PRESIN Y VIENTO
Por qu sopla el viento?En qu direccin sopla?
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ELEMENTOS DEL CLIMA III: PRESIN Y VIENTOConceptos clave
F = m a
Si F = 0 v = cte
Un objeto acelera en funcin de la fuerza neta que sobre l actua
La aceleracin es tanto un cambio de velocidad en dimensin como endireccin
Donde:m = masa de un objetoa = aceleracin que lleva el objetov = velocidad del objeto
2 Ley de Newton: principio fundamental de la dinmica
1 Ley de Newton: ley de inercia
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Presin atmosfrica
Unidades de presin:
Sistema Internacional: Pascal = 1 Newton /m2
Otras unidades: 1 bar = 105 Pa = 103 milibar
1 atm = 760 mm Hg = 1013 mb (o hPa)
Definicin
Presin atmosfrica el peso de una columna de aire sobre una unidadde la superficie de la tierra
Presin = Paire = * h * g
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Presin atmosfrica
presin ejercida por una columna de aire a:
Latitud = 45 N
Altitud = nivel del mar
Ta = 0C.
Tiempo inestable (lluvioso)
disminucin de presinTiempo estable (soleado) subida de presin
1013 milibares = 760
mm Hg
Presin estndar
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Presin atmosfrica
La presin disminuye con laaltura
Proporcional a la densidaddel aire
Decrece ms rpidamente aalturas bajas
Variaciones con la altura
Presin
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Presin atmosfrica
Condiciones atmosfricas
Variaciones horizontales
Presin atmosfrica
Densidad del aire
Temperatura del aire
P ~ * T
Cuando T = cte
la presin del gas es proporcional a la densidadCuando P = cte al aumentar la ta disminuye la densidad.el aire fro es ms denso que el clido
Cuando = cte al aumentar la ta aumenta la presin
Situacin geogrficaHora del daContenido de humedad
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Presin atmosfrica
En una columna de la atmsfera con el mismo no de molculas de aire y lamisma anchura
Variaciones horizontales de la presin atmosfrica
PC1 < PC2
= densidad P = presin
En superficie
La columna 1 se enfraLa columna 2 se calienta
Aire clido de C2 a C1
PC1= PC2C1= C2
En superficie
PC1= PC2C1> C2
PC1> PC2C1> C2
En superficie
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El viento
Movimiento de aire desde una zona hasta otra. Cuando entre 2 puntos se establece un gradiente de fuerzas o
presiones La fuerza neta es la resultante de:
Fg : Gradiente de presiones Fco: Fuerza de Coriolis (rotacin de la Tierra) Fr: Fuerzas de rozamiento
El aire se mueve para equilibrar las diferencias de presin horizontales causadaspor el calentamiento diferencial y las diferencias de humedad (el sistema
atmosfrico tiende a la condicin de equilibrio)
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El viento
Debido a las variaciones de presin entre distintos puntosFg = dP/d
Es normal a las lineas isobricas Condiciona la fuerza y direccin del viento
A mayor gradiente Isobaras ms juntas mayor velocidad A mayor densidad del aire mayor velocidad
Gradiente de presiones
Donde:FG= gradiente de presindP = diferencial de presind = distancia
distancia entre isobaras:
gradiente de presiones y
velocidad del viento
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El vientoGradiente de presiones
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El viento
Fuerza aparente que acta perpendicular a la trayectoria dedesplazamiento del viento
Fundamento:
El sistema de referencia, la Tierra, tiene un movimiento de rotacin, elviento lleva asociada esa velocidad
La velocidad de desplazamiento de un punto de la tierra en el Ecuadores mayor que la de un punto cercano al Polo
La tierra gira de oeste a este.
Efecto o aceleracin de Coriolis
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El viento
La velocidad de desplazamiento de un punto en el Ecuador es mayor queen un punto cercano al Polo
Efecto de coriolis
vx = * rx
Donde:
= velocidad angular de la Tierra
vx y vy = velocidad tangencial a dos latitudes determinadasry, rx = radio de giro a dos latitudes determinadas
x
y
rx
ry
vy = * ry
ry >> rx vy >> vx
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Efecto de coriolis
El viento
A escala global
Desviacin a la derecha en el hemisferio norte
Sentido norte-sur este-oeste Sentido sur-norte oeste- este
Desviacin a la izquierda en el hemisferio sur
Sentido norte-sur oeste-este
Sentido sur-norte este - oeste
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El viento
A mayor velocidad de la masa de aire, mayor desviacin Sin efecto en el Ecuador, efecto mximo en los polos Es proporcional a la latitud Afecta a la direccin, no a la velocidad
Efecto de coriolis
Fco = -2 m ( ^ v)Fco = - 2 m v sen
Donde:
m = masa del objeto = velocidad angular de la Tierrav = velocidad del objeto= angulo entre y v
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El vientoFuerza de rozamiento
Reduce la velocidad del viento Reduce el efecto de Coriolis Relevante a menos de 1.000 m Ms rozamiento sobre el continente que sobre el mar
Modifica la direccin del viento: flujo oblicuo respecto a las isobaras
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Deja altas presiones a su derecha y bajas presiones a su izquierda(Hemisferio Norte)
El viento
Viento de mucha velocidad, sin aceleracin, paralelo a las isobaras
A altura > 1000 m sobre ocanoFuerza de rozamiento = 0
El viento en altura: viento geostrfico
En el pto. (5) F grad = F cor velocidad del viento = cte;
Fg
Fco
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El viento
El jet streamViento geostrfico Corrientes en chorro
El viento en altura: viento geostrfico
En la tropopausa (10-15 km),En altura la presin decrece desde el ecuador a los polos y las lneasisobaras estn ms juntas en latitudes medias.
FG alta velocidad alta Coriolis alta viento de componente oeste(muy fuerte en las latitudes medias)
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Equilibrio de fuerzas entre el gradiente de presin, la fuerzacentrpeta o centrfuga y la fuerza de coriolis
El viento
A altura > 1000 m sobre el ocano
Fuerza de rozamiento = 0
(dP/d ) + (2 v sen ) 0
El viento en altura: viento de gradiente
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El viento
FcoFce
FgFg + Fcor 0 = Fce
A
Fco
FgB
Altas presiones, el vientogira en sentido horario
Bajas presiones, el vientogira en sentido anti- horario
Ley de Buys-Ballot: relacin entre viento y presinEl viento deja las altas presiones a la derecha y bajas presiones a la izquierda
El viento en altura: viento gradiente
1004 mb
1008 mb
1012 mb
1016 mb
1016 mb
1012 mb
1008 mb
1004 mb
Fr = 0
Fce: fuerza centripeta ocentrifuga
Fce
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El viento en superficie.:Efecto de la fuerza de rozamiento
El viento
Si la velocidad del viento disminuye Coriolis disminuye
Fg
Fcor
3000 m
0 m
Viento en altura
Viento en superficie
Fr
Fco
Altas Presiones
Bajas Presiones
A
BConvergencia enborrascas
Viento
Divergencia enanticiclones
Fg
1016 mb
1012 mb
1016 mb
1012 mb
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El vientoMovimientos verticales asociados a centros de altas y bajas presiones
Ncleos de altas presiones corrientes verticales descendentes que alimentanla divergencia
Ncleos de bajas presiones corrientes verticales ascendentes que permitenevacuar el aire que converge
Como se alimentan los centrosde altas y bajas presiones?
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El viento
Si las corrientes en chorro se aceleran, crean en altura una zona de bajapresin y en la superficie de la Tierra se originan corrientes ascendente(ncleo de bajas) para rellenarlo
Si las corrientes en chorro deceleran, crean en altura una zona de alta presiny enva viento a la tierra y en la superficie de la Tierra se originan corrientesdivergente (ncleo de altas)
Se aceleran cuando aumenta la diferencia de presin entre norte y sur ydeceleran cuando disminuye
Movimientos verticales & corrientes en chorro
Efecto en la superficie
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El viento
Dael aire de las laderas se calienta yasciende por la colina.Desde la mitad de la maana a lapuesta de sol
Noche
el aire de las laderas se enfra y se hacems denso, desciende hacia el valledesde las cumbres
Brisas de montaa y valle
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El viento
Durante el da la tierra se calienta ms rpidamente que la superficie del mar el aire delinterior asciende y es ocupado por aire ms fresco procedente del mar.
Por la noche, la tierra se enfra ms rpidamente que el agua el aire situado por encimade la superficie del mar est ms caliente y tiende a ascender flujo de viento de tierra amar
Brisas de mar y tierra
En la tarde En la madrugada
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ELEMENTOS DEL CLIMA III: PRESIN Y VIENTO
Gandullo J.M. & Blanco A. (2000) Ecologa Vegetal. Fundacin Conde delValle de Salazar. E.T.S.I.Montes.
Ahrens, C.D.Meteorology today: an introduction to weather, climate, and theenvironment . 2008
Lutgens, Frederick K.The atmosphere: an introduction to meteorology. 2006
Sendia Nadal y Prez Muuzuri. Fundamentos de meteorologa.
Manuais Universitarios. Universidad de Santiago de Compostela. 2006
Referencias bibliogrficas