En trminos de la dinmica de fluidos,turbulenciaoflujo turbulentoes un rgimen de flujo caracterizado por baja difusin de momento, alta conveccin y cambios espacio-temporales rpidos depresinyvelocidad. Los flujos no turbulentos son tambin llamadosflujos laminares. Un flujo se puede caracterizar como laminar o turbulento observando el orden de magnitud delnmero de Reynolds. En trminos de la dinmica de fluidos,turbulenciaoflujo turbulentoes un rgimen de flujo caracterizado por baja difusin de momento, alta conveccin y cambios espacio-temporales rpidos depresinyvelocidad. Los flujos no turbulentos son tambin llamadosflujos laminares. Un flujo se puede caracterizar como laminar o turbulento observando el orden de magnitud delnmero de Reynolds.Ecuaciones bsicas de un flujo turbulento[editar]El punto de partida es el modelo deNavier-Stokespara un fluido Newtoniano incompresible con unaviscosidaddinmica, en la ausencia de fuerzas corpreas.

Donde:, campo vectorial de velocidades., densidad. , campo escalar de presiones.Ntese que se deben aplicar condiciones iniciales y de frontera para tener un problema bien planteado. El trmino no lineal que aparece en la parte izquierda de la ecuacin, lleva al fenmeno ms complejo y rico de la dinmica de fluidos. En particular, este trmino cuadrtico es la razn del porque los fluidos se vuelven turbulentos. Cuando este trmino aumenta mucho ms que el trmino de difusin al cuadrado, el flujo se vuelve inestable y largas estructuras del flujo se deshacen en torbellinos cada vez ms pequeos, hasta que estos son difundidos en calor por los efectos de viscosidad. Este importante proceso es llamado Cascada de Energa.

Unaturbulencia atmosfricaes una agitacin de la atmsfera, que se aprecia en una capa, prxima al suelo y de espesor variable; se caracteriza por un cambio repentino de direccin e intensidad del viento en una corta distancia en sentido vertical.turbulencia convectiva, denominada tambin turbulencia termal, es un fenmeno tpico de las horas diurnas, con buen tiempo; se forma por el paso de aire fro sobre las masas de aire caliente o cuando por efecto de radiacin solar en el suelo calienta las masas de aire.Las corrientes convectivas constituyen la causa comn de las turbulencia, especialmente en bajas altitudes. Estas corrientes son movimiento de aire verticales localizados, tanto ascendentes como descendentes. Para cada corriente ascendente, hay una corriente descendente compensadora. Las corrientes descendentes ocurren frecuentemente sobre reas ms amplias que las corrientes ascendentes y por lo tanto tienen una velocidad vertical ms lenta con respecto a las corrientes ascendentes.

Las corrientes convectivas son ms activas en las clidas tardes estivales cuando los vientos son leves. El aire calentado en la superficie da origen a una capa inestable y el aire caliente es forzado a ascender. La conveccin aumenta en intensidad y alcanza mayores alturas, a medida que el calentamiento de la superficie aumenta. Las superficies ridas, tales como las reas arenosas o rocosas y campos arados se tornan ms calientes que los espejos de agua o las tierras cubiertas por vegetacin. As el aire en la superficie y cerca de ellas se calienta en forma desigual y debido a esto, la intensidad de las corrientes convectivas puede variar considerablemente dentro de distancias cortas.

Cuando el aire fro se desplaza sobre una superficie caliente, se hace inestable en los niveles inferiores. las corrientes convectivas se extienden varios miles de metros por encima de la superficie, dando origen a una turbulencia agitada y violenta cuando se vuela en aire fro. Con frecuencia, esta condicin acontece a cualquier estacin, despus del pasaje de un frente fro.

Las siguientes imgenes ilustran el efecto de turbulencia convectivas en niveles bajos en un avin que se acerca a tierra.

Efecto de las corrientes convectivas sobre la aproximacin final. Las corrientes ascendentes tienden a que la aeronave se desplace por encima de la trayectoria normal de planeo. En este caso el aterrizaje es largo (overshoot)La turbulencia en la aproximacin puede ocasionar abruptos cambios en la velocidad indicada y, eventualmente, puede ocasionar una disminucin de su velocidad, por debajo de la perdida de sustentacin a una altitud peligrosamente baja. Para evitar el peligro, deber aumentarse la velocidad indicada ligeramente por encima de la velocidad normal de aproximacin. Este procedimiento puede puede parecer que contradice la regla de reducir la velocidad indicada para penetrar en una zona de turbulencia; pero debe recordarse que la velocidad de aproximacin para la aeronave est bien por debajo de la velocidad recomendada para la penetracin en turbulencia.

A medida que el aire asciende, se enfra por expansin. Una corriente convectiva continua hacia arriba hasta que alcanza un nivel donde su temperatura sea igual a la del aire que lo rodea. Si se enfra hasta su saturacin, se forma una nube. Loscmulus de buen tiempo, vistos generalmente en las tardes de sol, son seales indicadoras de turbulencia convectiva. La cima de la nube marca generalmente el lmite superior aproximado de la corriente convectiva. Es probable que un avin en vuelo pueda encontrar turbulencia debajo de las nubes o en ellas, mientras que sobre las nubes, el aire se presentar generalmente suave y tranquilo y se podr realizar un vuelo confortable por encima de los cmulus, segn vemos a continuacin.

Cuando la conveccin se extiende a alturas mayores, desarrolla nubes cmulus con torres ms extensas(torres cmulus)ycumulonimbus cuya partes superiores tienen forma de yunques.El cumulonimbus es un indicador visual de fuerte turbulencia convectiva.

Por otra parte, es conveniente hacer notar que cuando el aire es demasiado seco para que se formen cmulus, las corrientes convectivas todava pueden ser activas y el piloto tendr escasa indicacin de su presencia hasta que encuentra turbulencia.Las obstrucciones tales como edificios, rboles y terrenos accidentados, desorganizan el flujo suave del viento en una compleja maraa de remolinos segn vemos en la siguiente imagen.

Un avin que vuele a travs de estos remolinos experimenta una turbulencia, que la llamaremos del tipo"mecnica", ya que se origina por la desorganizacin mecnica del flujo del viento.

El grado de turbulencia mecnica depende de la velocidad del viento y de la irregularidad de las obstrucciones. Cuanto ms elevada es la velocidad y/o ms irregular la superficie, tanto mayor es la turbulencia. EL viento lleva los remolinos turbulentos corriente abajo, la distancia hasta donde los transporta depende de la velocidad del viento y de la estabilidad del aire. El aire inestable permite que se formen remolinos mayores que aquellos que se originan en aire estable; pero la inestabilidad dispersa a los remolinos rpidamente, mientras que en aire estable se disipan lentamente.

La turbulencia mecnica puede originar nubosidad cerca de la parte superior de la capa mecnicamente perturbada. De cualquier modo, el tipo de nubosidad indica si la turbulencia proviene de una mezcla mecnica o convectiva. La mezcla mecnica origina nubesestratoscmulusdispuestas en hileras o en bandas, mientras que las nubes convectivas se presentan en forma desordenada o irregular. Las hileras de nubes desarrolladas por mezcla mecnica pueden ser paralelas o perpendiculares al viento, dependen de factores meteorolgicos, los que no veremos aqu.Si el aire que cruza la montaa es inestable, es casi segura la presencia de turbulencia sobre el lado de barlovento. Si hay suficiente humedad, se forman nubes convectivas las que intensifican la turbulencia. La presencia de nubes convectivas sobre una montaa o a lo largo de una cordillera, es un signo seguro de aire inestable y de turbulencia sobre el lado a barlovento y sobre la cima de la montaa.

A medida que el aire inestable sobrepasa la barrera, se esparce hacia abajo en la ladera de sotavento, a menudo con una violenta corriente descendente. A veces, la velocidad descendente excede la velocidad ascensional mxima del avin y puede llevar a ste contra la ladera de la montaa segn vemos a continuacin.

Cuando el aire estable cruza una barrera montaosa, la situacin turbulenta se invierte en cierto modo. El aire que fluye arriba de la ladera de barlovento es relativamente suave. El flujo del viento a travs de la barrera es laminar, es decir, tiende a fluir en capas. a barrera puede causar ondas en estas capas en forma semejante a las ondas que se desarrollan en una superficie de aguas agitadas. Las ondas permanecen casi estacionarias mientra el viento sopla rpidamente a travs de ellas. La configuracin de onda, que vemos en la imagen, es una onda "estacionaria" u onda "de montaa" ("standing" or mountain wave"), denominada as porque permanece escencialmente estacionaria y se asocia con la montaa. La configuracin de onda puede extenderse 160 km o ms a favor del viento, a partir de la barrera.

Corte trasversal esquemtico de una onda de montaa. Obsrvese la configuracin de onda estacionaria a favor del viento desde la montaa. Obsrvese tambin la circulacin giratoria debajo de la cresta de la onda. Cuando el aire contiene suficiente humedad, se forman nubes caractersticas.

La cresta de onda se extiende muy por encima de las ms elevadas montaas, a veces hasta la estratosfera inferior. Debajo de cada cresta de onda se presenta una circulacin giratoria, la que tambin se aprecia en la imagen anterior. El "rotor" se forma debajo de la elevacin de los picos de la montaa. La turbulencia puede ser violenta en el rotor que vuelca o se desprende. En las ondas, las corrientes ascendentes y descendentes pueden tambin crear violenta turbulencia.

La imagen anterior ilustra adems, en forma detallada, las nubes con frecuencias asociadas a una onda de montaa. Cuando la humedad es suficiente para producir nubes sobre la ladera a barlovento, stas son estratificadas. Las crestas de las ondas estacionarias pueden ponerse en evidencia mediante de nubes en forma de lentes estacionarias, conocidas como nubes "lenticulares estacionarias" ("standing lenticular").

En la siguiente imagen, vemos una fotografa de nube lenticulares estacionarias.

Nubes lenticulares estacionarias asociadas con una onda de montaa.