Ondas e inestabilidades atmosféricas
La atmósfera es un fluido inquieto que resuena con ondas, desde los meandros planetarios de la corriente en chorro hasta las ondulaciones detrás de una montaña, y genera sistemas meteorológicos donde esas ondas aprovechan la energía almacenada.
Definition
Las ondas atmosféricas son oscilaciones propagadas del flujo restauradas por fuerzas como la gravedad o la variación del parámetro de Coriolis, mientras que las inestabilidades son condiciones bajo las cuales pequeñas perturbaciones extraen energía del flujo medio y se amplifican.
Scope
Este tema cubre las principales clases de ondas atmosféricas, incluyendo las ondas de Rossby, las ondas de gravedad y las ondas de inercia-gravedad, junto con las inestabilidades barotrópicas y baroclínicas que permiten que pequeñas perturbaciones se conviertan en los remolinos y ciclones del mapa meteorológico.
Core questions
- ¿Qué fuerzas restauradoras dan lugar a los diferentes tipos de ondas atmosféricas?
- ¿Por qué las ondas planetarias de Rossby se propagan hacia el oeste en relación con el flujo?
- ¿Cómo generan los sistemas meteorológicos las inestabilidades baroclínicas y barotrópicas?
- ¿Cómo transportan las ondas energía y momento a través de la atmósfera?
Key theories
- Dinámica de las ondas de Rossby
- El aumento hacia los polos del parámetro de Coriolis actúa como un mecanismo restaurador para la vorticidad potencial conservada, produciendo ondas de Rossby a gran escala que serpentean la corriente en chorro y dirigen los sistemas meteorológicos de superficie.
- Inestabilidad baroclínica
- En un flujo con cizalladura vertical y gradientes de temperatura horizontales, ciertas longitudes de onda crecen al convertir la energía potencial disponible en energía cinética, lo que Charney demostró ser el origen dinámico de los ciclones de latitudes medias.
Mechanisms
La gravedad proporciona la fuerza restauradora para las oscilaciones de flotabilidad y las ondas de gravedad, mientras que el cambio latitudinal del parámetro de Coriolis restaura las columnas de aire desplazadas y soporta las ondas de Rossby lentas que se propagan hacia el oeste. Cuando el flujo de fondo tiene una fuerte cizalladura vertical y gradientes de temperatura, o una cizalladura horizontal pronunciada, las perturbaciones de longitudes de onda favorecidas aprovechan la energía potencial o cinética disponible del estado medio y se convierten en los remolinos y ciclones en desarrollo del tiempo meteorológico de latitudes medias.
Clinical relevance
La teoría de ondas e inestabilidades explica la génesis y las trayectorias de las tormentas extratropicales, los patrones planetarios que fijan el tiempo en períodos prolongados y las ondas de gravedad cuya ruptura impulsa las circulaciones estratosféricas y la turbulencia en la aviación, todo lo cual es directamente relevante para la previsión meteorológica.
History
La identificación de Rossby en 1939 de las ondas planetarias a gran escala y las teorías de Charney y Eady a finales de la década de 1940 sobre la inestabilidad baroclínica transformaron la imagen cualitativa del desarrollo del tiempo en un marco predictivo y matemático que sustenta la meteorología dinámica moderna y la previsión numérica.
Key figures
- Carl-Gustaf Rossby
- Jule Charney
- Eric Eady
Related topics
Seminal works
- rossby1939
- charney1947
Frequently asked questions
- ¿Qué es una onda de Rossby?
- Una onda de Rossby es una ondulación del flujo a gran escala que se propaga lentamente hacia el oeste y surge porque el efecto Coriolis se intensifica hacia los polos; estas ondas son los meandros de la corriente en chorro que dirigen los sistemas de alta y baja presión.
- ¿Por qué las tormentas de latitudes medias siguen formándose en las mismas regiones?
- La inestabilidad baroclínica permite que las perturbaciones crezcan dondequiera que haya fuertes contrastes de temperatura y cizalladura vertical del viento, condiciones que se encuentran a lo largo de las trayectorias de las tormentas aguas abajo de los principales continentes y océanos, por lo que los ciclones se desarrollan repetidamente allí.