jueves, 29 de septiembre de 2016

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Publicado por David Arbizu

LA CIRCULACIÓN ATMOSFÉRICA Y LOS EFECTOS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL
La circulación atmosférica, asociada con los vientos, cumple una gran variedad de funciones vinculadas entre sí cuyo resultado directo es, principalmente en combinación con los océanos y la circulación oceánica, la sostenibilidad de estructuras y ciclos climáticos concretos para diferentes partes del planeta.

El equilibrio climático que se genera en la Tierra depende, en gran parte, de cómo se refleja hacia el exterior del planeta la radiación solar y cómo se distribuye el calor que llega a la superficie. En este sentido, los océanos y la atmósfera son los medios óptimos para transportar y distribuir el calor. La fuerza, dirección y firmeza de los vientos dominantes son cruciales para el clima. Los vientos asociados a la circulación atmosférica son el medio de transporte del calor y la humedad a las zonas remotas y por lo tanto establecen y controlan las características locales del clima de manera importante, algo que afecta a los ecosistemas y a las sociedades y civilizaciones humanas.



Se considera que la atmósfera es una gigantesca máquina térmica en movimiento, con una fuente principal de calor que está ubicada en la gran franja que rodea la línea del Ecuador y un sumidero que está ubicado en las regiones polares. En general, nos es más fácil pensar en vientos horizontales a la superficie del planeta, pero las estructuras verticales son las piezas básicas para el funcionamiento de la circulación atmosférica y se forman, básicamente, debido a los efectos del calentamiento y enfriamiento del aire, algo que va a estar relacionado con la altitud y, hablando en términos generales, con la zona del planeta donde suceda, ya que no se van a dar las mismas condiciones en el Ecuador que en las zonas extra-tropicales o en las zonas cercanas a los polos. Si a esto añadimos el efecto de la rotación de la Tierra, nos encontramos con un sistema complejo e impactante que sostiene el equilibrio climático del planeta. 


En la imagen superior se observa el patrón de la circulación atmosférica desde el Ecuador hasta el Polo Norte, algo que es simétrico desde el Ecuador hasta el Polo Sur, salvo algunas diferencias en la dirección de los vientos que explicaré más adelante.

Debido a que la radiación solar llega de forma más perpendicular al suelo en el Ecuador, el aire se calienta mucho más que en las zonas más cercanas a los polos y esto produce una elevación del aire que al mismo tiempo va a ser compensado por los lados, a nivel de superficie, para rellenar todo ese espacio, ya que se genera una Baja Presión. Cuando el aire que se eleva se enfría en altura, aumenta su densidad y desciende para volver hacia el Ecuador.
Si la Tierra no girara y fuera una esfera perfecta, veríamos un patrón sin cortes, con una elevación de aire en el Ecuador, una Baja Presión y una caída por enfriamiento a la altura de los polos, una Alta Presión, para volver a nivel de superficie hacia el Ecuador y cerrar el círculo.
Pero la rotación de la Tierra y su abombamiento en el Ecuador, así como la relación de todo ello con la fuerza de la gravedad, hacen que se rompa ese patrón y se creen tres Celdas (Celda de Hadley, Celda de Ferrel y Celda Polar) a cada lado del Ecuador. Algo que también afecta a la circulación atmosférica es el efecto Coriolis, que, a nivel atmosférico, explica la desviación de una corriente de aire que sigue la trayectoria de un meridiano en dirección a los polos: en el hemisferio norte se desviará hacia el este y en el hemisferio sur hacia el oeste. 


La explicación dada hasta ahora sirve para describir la Célula de Hadley, con la elevación de aire caliente en el Ecuador y el descenso de aire enfriado hacia la superficie y de vuelta al Ecuador. Esta célula abarca desde el Ecuador hasta los 30º de latitud en cada hemisferio.

En los polos sucede un efecto contrario. El aire es frío y pesado y se desplaza por la superficie hacia el Ecuador. Conforme va descendiendo de latitud, se va calentando volviéndose más ligero y elevándose para volver hacia el polo cuando llega a una cierta altitud, ya que es absorbido por la Baja Presión que se ha generado en el polo. Al llegar al polo de nuevo es un aire frío que desciende y cierra el patrón de la Célula Polar. Esta célula abarca desde los polos hasta los 60º de latitud de cada hemisferio. 

En la zona que queda entre las Células de Hadley y las Células Polares, entre los 30º y 60º de latitud, se origina la Célula de Ferrel o Célula de Media Latitud. Aquí el aire es más cálido que el polar pero más frío que el tropical y coge una dirección hacia el polo para rellenar el hueco dejado por la Célula Polar al elevarse. Cuando se encuentra con los vientos que vienen del polo se produce una convergencia y elevación del aire; después, una vez en altura, se produce una divergencia y se cierran los ciclos de las células implicadas. En esta zona, el efecto Corioli hace que los vientos sean de componente oeste en ambos hemisferios.

En las zonas donde se encuentran las células se forman las corrientes de chorro o jet streams, que son horizontales. La más conocida es el jet stream polar del hemisferio norte, cuyas perturbaciones dan origen a tormentas polares sobre Estados Unidos y frentes fríos o gotas frías sobre Europa y el Atlántico Norte.
Otros vientos importantes que se originan por estos movimientos son los vientos alisios, cuya fuerza o debilidad puede provocar la formación del fenómeno de La Niña o El Niño y los vientos del oeste subtropicales, que van a afectar a otras zonas del planeta.

EFECTOS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL
Con todos los factores y variables que forman el complejo sistema de la circulación atmosférica, no es difícil comprender que el cambio climático que estamos experimentando va a influir de una manera impactante sobre todos estos patrones. Aparte de todo lo relacionado con la actividad solar junto con los mecanismos de la Tierra para gestionarla, la rotación de la Tierra y los posibles cambios de su eje de rotación o incluso variaciones de los polos geográficos y magnéticos, el gran desequilibrio que estamos experimentando está siendo causado por la actividad humana. Como es lógico, la circulación atmosférica se verá afectada por el deshielo de los polos, por el aumento del nivel de los océanos y de la temperatura del agua, por la deforestación, por los grandes incendios provocados, por la radiación y las pruebas de armamento nuclear, por la contaminación directa de la atmósfera por gases tóxicos y productos químicos, tanto por fugas como por su utilización en la agricultura, etc. 

El factor que parece a primera vista más perjudicial es el aumento de las temperaturas globales, algo que influye sobre todo el patrón atmosférico provocando desequilibrios que significan grandes olas de calor y de frío, grandes tormentas o sequías o un aumento de huracanes y tifones en zonas concretas, como ahora estamos viendo especialmente en la zona de China, Taiwán y Japón.

Porcentajes de temperaturas de la tierra y los océanos de agosto 2016

Estos desequilibrios son muy difíciles de predecir por los científicos. En este sentido, el pasado mes de febrero hubo una gran sorpresa en la comunidad científica cuando se alteró por primera vez en medio siglo un fenómeno conocido como “oscilación cuasi-bienal”. Este fenómeno es una fluctuación en los vientos de la estratosfera ecuatorial que supone que cambian de dirección, de este a oeste, cada 22 a 36 meses y forman un patrón que da a los meteorólogos indicaciones sobre el tiempo que hará en el norte de Europa. El pasado mes de febrero hubo una inversión inesperada de los vientos y consideran que la causa principal de esta alteración se debe al aumento de las temperaturas.

Paradójicamente, este cambio producido por el exceso de calor va a provocar, posiblemente, un aumento de las lluvias y las tormentas de nieve en el norte de Europa. Los científicos no pudieron predecir este cambio, algo que demuestra que pueden producirse modificaciones en los patrones climáticos totalmente inesperados y que la comunidad científica está lejos de comprender la complejidad de la atmósfera de la Tierra y todo lo que forma el sistema que sostiene la biosfera de nuestro planeta.

Fuentes: 

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