VIENTO EN SUPERFICIE

ENERGIA DEL SOL === TIERRA === ENERGIA CINETICA === GASES ATMOSFERA === MOLECULAS EN MOVIMIENTO

VIENTO: MOVIMIENTO NATURAL DEL AIRE ATMOSFERICO

PRINCIPIOS GENERALES DE LA MEDIDA DEL VIENTO

a) Viento =Vector: Magnitud = velocidad del viento (ff) Direccion = la de su

procedencia (dd)

b) El viento sufre generalmente fluctuaciones rápidas cuyo grado de perturbación se denomina turbulencia, produce variaciones irregulares y rápidas de dd y ff.

c) Calma: ausencia de todo movimiento perceptible del aire

EXPOSICION DE LOS INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL

VIENTO EN SUPERFICIEPara obtener medidas comparables en lugares

diferentes es necesario adoptar una altura tipo o altura normalizada para la medida del viento en

superficie, por cuanto:

a) EL MOVIMIENTO DEL AIRE ES PERTURBADO POR NUMEROSOS FACTORES: Rugosidad del suelo, naturaleza de la superficie, fuentes de calor, presencia de edificios, etc.

b) LA VELOCIDAD DEL VIENTO AUMENTA CON LA ALTITUD.

ALTURA NORMALIZADA: 10 m sobre el suelo en terreno llano y descubierto.

TERRENO DESCUBIERTO: Aquel en que la distancia entre los instrumentos y todo obstáculo es mínimo diez veces la altura del obstáculo.

DIRECCION DEL VIENTO

LA DIRECCION DEL VIENTO SE DEFINE COMO AQUELLA DE DONDE SOPLA O DE DONDE VIENE.

SE EXPRESA EN GRADOS, CONTADOS EN EL SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ A PARTIR DEL NORTE GEOGRAFICO O,

UTILIZANDO LOS RUMBOS DE LA ROSA DE LOS VIENTOS.

MEDIDA DE LA DIRECCIONEN GENERAL, SE MIDE CON LA AYUDA DE UNA VELETA.

LA VELETA DEBE GIRAR SOBRE SU EJE CON UN MINIMO DE ROZAMIENTO Y DEBE ESTAR EQUILIBRADA CON RELACION A

ESE EJE.

LA MAYOR PARTE DE LAS VELETAS NO RESPONDEN A LA DIRECCION CUANDO LA VELOCIDAD ES INFERIOR A 2 NUDOS.

SI NO SE CUENTA CON INSTRUMENTOS, OPCIONALMENTE SE USAN MANGAVELETAS O DIRECCION DEL HUMO

VELOCIDAD DEL VIENTOLA VELOCIDAD DEL VIENTO SE EXPRESA EN NUDOS, km/h, m/s. UN NUDO ES UNA MILLA MARINA POR HORA (1852 m/h = 0.51 m/s).

LA VELOCIDAD DEL VIENTO EN SUPERFICIE ES RARAMENTE CONSTANTE, VARIA RAPIDA Y CONTINUAMENTE.

LA TURBULENCIA PRODUCE VARIACIONES RAPIDAS E IRREGULARES EN PERIODO Y AMPLITUD.

EN GENERAL, SE NECESITA CONOCER LA VELOCIDAD MEDIA.

CALMA: SE HA CONVENIDO CUANDO LA VELOCIDAD ES INFERIOR A UN NUDO.

ESCALA BEAUFORT: ESTIMA LA VELOCIDAD DEL VIENTO EN FUNCION DE LOS EFECTOS OBSERVADOS

SOBRE HUMO, HOJAS, RAMAS, POLVO, PAPELES, ARBUSTOS, PARAGUAS, VIVIENDAS, ETC.

ESCALA BEAUFORTDESCRIPCION VELOCIDAD VIENTO

NUDOSESPECIFICACIONES PARA ESTIMACION DE VELOCIDAD DEL VIENTO EN TIERRA

0 CALMA < 1 CALMA, EL HUMO SE ELEVA VERTICAL.

1 VENTOLINA 1 – 3 DIRECCION DEL VIENTO SE APRECIA POR EL HUMO, PERO NO POR VELETA

2 BRISA MUY DEBIL 4 - 6 VIENTO SE PERCIBE EN EL ROSTRO, LAS HOJAS SE AGITAN; VELETA SE MUEVE

3 BRISA DEBIL 7 – 10 HOJAS Y RAMITAS CONSTAMENTE AGITADAS; EL VIENTO DESPLEGA LAS BANDEROLAS

4 BRISA MODERADA 11 – 16 VIENTO LEVANTA POLVO Y HOJITAS DE PAPEL; RAMITAS AGITADAS.

5 BRISA FRESCA 17 – 21 ARBUSTOS CON HOJAS SE BALANCEAN, SE FORMAN OLITAS CON CRESTAS EN LAS AGUAS INTERIORES (ESTANQUES).

6 VIENTO FRESCO 22 – 27 GRANDES RAMAS SE AGITAN; LOS HILOS TELEGRAFICOS SILVAN; EL USO DEL PARAGUAS SE HACE DIFICIL.

7 VIENTO FUERTE 28 – 33 ARBOLES ENTEROS SE AGITAN, MARCHA EN CONTRA DEL VIENTO ES PENOSA.

8 VIENTO DURO 34 – 40 VIENTO ROMPE LAS RAMAS; IMPOSIBLE LA MARCHA CONTRA EL VIENTO.

9 VIENTO MUY DURO 41 – 47 VIENTO OCASIONA LIGEROS DAÑOS EN VIVIENDAS (ARRANCA CAÑERIAS, CHIMENEAS, TEJADOS).

10 TEMPORAL 48 – 55 RARO EN CONTINENTES. ARBOLES SON ARRANCADOS, IMPORTANTES DAÑOS EN LAS VIVIENDAS.

11 BORRASCA 56 – 63 OBSERVADO MUY RARAMENTE. ACOMPAÑADO DE EXTENSOS DESTROZOS

12 HURACAN > 63

MEDIDA DE LA VELOCIDADa) Anemómetros rotatorios

• De cazoletas: 3 o 4 cazoletas de forma apropiada montadas en las extremidades de brazos equidistantes

perpendiculares a un eje vertical, cuya velocidad de rotación es función de la velocidad del viento

independientemente de su dirección. El molinete de cazoletas mueve un cuentavueltas mecánico o eléctrico

==== ff = f (#vueltas); o acoplado a un generador electrico

==== ff = f (amperaje)

• De paletas: paletas dispuestas en forma de una hélice que se mantiene cara al viento mediante una veleta.

Giros de la hélice ==== ff.

b) Anemómetros de presión

Una veleta colocada al extremo de un mástil mantiene el orificio de un tubo cara al viento, el aire que sopla en esa abertura crea una sobrepresión en el tubo que

es función de la velocidad. Otro tubo situado inmediatamente debajo de la veleta, esta provisto de numerosos agujeritos y el viento que pasa alrededor

del mismo crea una depresión.

Sobrepresión y depresión son transmitidas a los aparatos por conductos diferentes. La diferencia entre

ellas es independiente de la diferencia de presión atmosférica y p === f (velocidad). Esa p hace variar la posicion de un cilindro flotante sobre el agua y este acciona el indicador de velocidad o se registra

en un manometro aneroide.

MEDIDA DE LA VELOCIDAD

ANEMOGRAFO

ANEMOGRAFO DI PALMIERI

VARIACIONES DEL VIENTO EN SUPERFICIE

RACHA: Aumento brusco del viento con respecto a su velocidad media tomada en un cierto intervalo de

tiempo, su duración es inferior a la de una turbonada y va seguida de un debilitamiento o amaine del

viento.

TURBONADA: Viento fuerte que se inicia bruscamente, dura algunos minutos y después se

calma rápidamente = incremento brusco, desde 16 nudos al menos, de la velocidad, alcanzando

velocidad de 22 nudos mínimo y un minuto de duración

VARIACION DIURNA DEL VIENTO

ALCANZA SU MAXIMO ENTRE EL MEDIO DIA Y LA CAIDA DE LA TARDE, A CAUSA DE LA TRANSFERENCIA DE LA CANTIDAD DE

MOVIMIENTO POR LA CONVECCION DE LAS CAPAS SUPERIORES DE LA ATMOSFERA HACIA

LAS CAPAS BAJAS.

AL FINAL DE LA TARDE, DESCIENDE LA TEMPERATURA, LA CONVECCION DISMINUYE

Y EL VIENTO TAMBIEN.

ALCANZA SU MINIMO HACIA EL ALBA

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL AIRE EN MOVIMIENTO

a)Fuerza de presiónEN EL SENTIDO DEL GRADIENTE DE PRESION

SE EJERCE UNA FUERZA SOBRE CADA PARTICULA DE AIRE Y SE PODRIA ESPERAR QUE SE VIERA EL DESPLAZAMIENTO DE LAS PARTICULAS DESDE LAS ALTAS HACIA LAS

BAJAS PRESIONES

FFp = HP

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL AIRE EN MOVIMIENTO

b) Fuerza de CoriolisUn observador en pie sobre la superficie de la tierra gira

en realidad con ella, por efecto de la rotación de la misma === el aire en movimiento parece sufrir una

desviacion === efecto coriolis. Se cuantifica suponiendo que existe la fuerza de coriolis actuando

sobre el aire.FFC = f KKxV V f = 2 Sen

= Vel. Rotacion tierra = 1 vuelta por dia = 2/24 radianes/ hora

= Latitud; f = Parametro de Coriolis: Ecuador = 0; Polo = 2; = 30º = .

Fc.Fc. : Su valor es proporcional a la velocidad del viento con relación a la superficie , para una misma velocidad varia con la latitud, es nula en el

ecuador y máxima en los polos. En el hemisferio norte “parece” desviar el aire hacia la derecha del

movimiento, en el sur a la izquierda.

FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL AIRE EN MOVIMIENTO

c) Fuerza de Rozamiento

Existe siempre que el aire este en movimiento relativo con relación a las capas de aire adyacentes o a la superficie terrestre.

Se dirige en el sentido inverso al movimiento relativo.

Tiene su mayor valor cerca de la superficie terrestre, por encima de un kilómetro el

rozamiento es despreciable.

CAPA DE ROZAMIENTO O CAPA LIMITE = CERO A UN Km., DESPUES === ATMOSFERA

LIBRE

VIENTO GEOSTROFICOa) Partícula de aire en movimiento; b) Desplazamiento

horizontal; c) Velocidad constante; d) Rozamiento despreciable; e) FP = -FC

CUANDO FP Y FC (UNICAS FUERZAS QUE ESTARIAN ACTUANDO) SON EXACTAMENTE IGUALES Y OPUESTAS === NO

PROVOCAN DESVIACION DEL MOVIMIENTO HACIA LA DERECHA O A LA IZQUIERDA === MOVIMIENTO

GEOSTROFICO === ISOBARAS RECTAS

FP = -FC = V=Vg Vg = (f) Kx HP

HEMISFERIO NORTE HEMISFERIO SUR

PO

P1

P2

B

A FC

FP

Vg

A

PO

P1

P2

B

FC

FP

Vg

MOVIMIENTO GEOSTROFICO

• No se desvía a izquierda ni derecha y es horizontal === el aire corre sobre el globo terrestre

siguiendo un gran circulo paralelo al ecuador.

• Para una latitud determinada hay una V tal que fc

equilibra exactamente a fp ==== vg.

• En el ecuador vg no es determinable pues fc = 0 = en ausencia de otras fuerzas, el aire obedecera al

gradiente de presion === a --> b

• Latitudes 15ºn a 15ºs, fc 0

Viento del Gradiente• a) Movimiento de una partícula de airea) Movimiento de una partícula de aire

• b) Desplazamiento Horizontal.b) Desplazamiento Horizontal.• c) Velocidad Constante.c) Velocidad Constante.

• d) Región con Rozamiento Despreciable. d) Región con Rozamiento Despreciable. • e) Fp no es igual a Fc ===> el movimiento Fp no es igual a Fc ===> el movimiento

se curva a la izquierda o derecha: se curva a la izquierda o derecha: Isobaras Isobaras curvascurvas..

(Vg 2 / R) + f Vg + ((Vg 2 / R) + f Vg + (p / p / n n ) = 0) = 0fuerzasfuerzas

centrífuga+coriolis+presióncentrífuga+coriolis+presión

R = radio de curvatura; Vg = Viento Gradiente; n = Dirección normal al movimiento.

LEY DE BUYS - BALLOT

“CUANDO UN OBSERVADOR TIENE EL VIENTO A SU ESPALDA, TIENE LAS BAJAS PRESIONES A SU IZQUIERDA EN EL HEMISFERIO NORTE, A SU

DERECHA EN EL HEMISFERIO SUR”

VIENTO EN LA CAPA LIMITE

• A MAYOR ALTURA

< FFf, HASTA QUE FFf = 0 === FFP = - FFC === V V V Vg

• LA VELOCIDAD DEL VIENTO OBSERVADO ES, POR TERMINO MEDIO DE 1/3 VVg EN TIERRA Y DE 2/3 V Vg

SOBRE LOS OCEANOS.

• LA DIRECCION DEL VIENTO EN SUPERFICIE NO ES PARALELA A LAS ISOBARAS A CAUSA DEL

ROZAMIENTO. LA REDUCCION DE FFC POR LA DISMINUCION DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO

(OCASIONADA POR FFf) OCASIONA QUE LA FFP ARRASTRE EL AIRE OBLICUAMENTE A LAS ISOBARAS, DE AA ---> BB;

30º EN TIERRA Y 10º SOBRE EL MAR.

LOS EFECTOS DEL ROZAMIENTO

TIENEN SU MAXIMO EN EL SUELO,

DONDE EL VIENTO SOPLA SOBRE UNA

SUPERFICIE RUGOSA Y LLEGA A LA TURBULENCIA.

LOS EFECTOS DECRECEN

RAPIDAMENTE CON LA ALTITUD Y SON DESPRECIABLES AL FINAL DE LA CAPA

LIMITE.

AA

BB FFP

VV

VVgg

FFCC

FFff

VIENTO EN LA CAPA LIMITE

CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA HORIZONTALES

En una columna atmosférica: a una disminución de masa corresponde un descenso de presión y a un

aumento de masa corresponde una alza de presión.

Convergencia: cuando el flujo de aire que penetra en una región determinada excede al flujo que sale de la

misma = aumento de densidad = +p

Divergencia: cuando el flujo de aire que sale de una región determinada excede al flujo de aire que entra

= disminucion de densidad = -p

Los aumentos o disminuciones de densidad (p) son debiles siempre, y son los movimientos verticales

(ascensos – descensos) quienes compensan la convergencia y la divergencia..

Una convergencia horizontal en la parte baja de la troposfera === movimiento vertical ascendente ===

divergencia horizontal en altitud

El efecto de la divergencia en altitud debe rebasar evidentemente al de la convergencia de las capas bajas, ya

que la presión desciende en superficie === cs ---> bs

Una divergencia horizontal en la parte baja de la troposfera === movimiento vertical descendente === convergencia horizontal en altitud: la cual debe rebasar a la divergencia de las capas bajas, ya que la presion aumenta en superficie

=== ds ---> as

CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA HORIZONTALES

ADVECCION DEL AIRE

ADVECCION = LLEVAR HACIA = TRANSPORTE DE CALOR O DE OTRAS MAGNITUDES FISICAS

(MASA) POR EL VIENTO

EN METEOROLOGIA

ADVECCION = MOVIMIENTO HORIZONTALCONVECCION = MOVIMIENTO VERTICAL

(--->FORMACION NUBES)

ADVECCION ES MÁS IMPORTANTE Y MÁS PERSISTENTE.