Relación entre isobaras y viento, ley de Buys Ballot
Relación entre isobaras y viento, ley de Buys Ballot
La Ley de Buys-Ballot
1º Enunciado de Buys-Ballot
Afirma que la dirección del viento debe ser tangente a las curvas de isobaras en condiciones de atmósfera libre, es decir sin tener en cuenta los efectos del rozamiento.
Al final obtendremos que por término medio, el viento sopla con unos 15º a 20º grados de ángulo sobre la tangente a la curva de isobaras. En tierra como el efecto de rozamiento es mayor el ángulo se abre hasta unos 35º.
2º Enunciado de Buys-Ballot
Indica que todo observador situado en el Hemisferio N, colocado en el sentido de desplazamiento del viento, dejaría a su derecha las altas presiones y a su izquierda las bajas presiones (lo contrario en el Hemisferio S).
3º Enunciado de Buys-Ballot
El tercer enunciado nos ayuda a calcular la fuerza del viento a partir de lo apretadas que estén las curvas isobaras. Cuanto más gradiente de presión exista en la zona, mas velocidad de viento tendremos que soportar.
Viento Geostrófico.
El viento geostrófico es el resultado del equilibrio entre la fuerza de presión y la fuerza Coriolis.
La fuerza de Coriolis desvía el flujo hasta que éste llega a ser paralelo a las isobaras cuando su módulo llega a ser tan grande como el módulo de la fuerza de presión.
Los vientos geostróficos son generados, principalmente, por las diferencias de temperatura, así como por las de presión, y apenas son influenciados por la superficie de la tierra. Los vientos geostróficos se encuentran a una altura de 1.000 metros a partir del nivel del suelo.
El viento es paralelo a las líneas isobaras.
El viento es más fuerte cuanto mayor sea la fuerza de presión, es decir cuanto más juntas estén las isobaras.
Realmente no es un viento real es una aproximación, se calcula con las siguientes hipótesis.
- La corriente del aire se supone rectilínea y por lo tanto no hay fuerza centrífuga ni centrípeta.
- La velocidad es constante no hay aceleración.
- No hay fricción
El viento de Gradiente
Es parecido al geostrófico, pero en las hipótesis antes mencionadas se tiene en cuenta la fuerza centrifuga
Las isobaras se suponen circulares y las fuerzas que actúan son la fuerza debida al gradiente horizontal de presión, la fuerza de Coriolis y la fuerza centrífuga.
Si en una borrasca con isobaras de mucha curvatura calculamos el viento geostrófico, éste será mucho mayor al real, teniendo grandes errores.
Se debe de calcular el del gradiente que es más aproximado
Vientos de Superficie
Los vientos están mucho más influenciados por la superficie terrestre a altitudes de hasta 100 metros. El viento es frenado por la rugosidad de la superficie de la tierra y por los obstáculos, como veremos seguidamente.
Las direcciones del viento cerca de la superficie serán ligeramente diferentes de las de los vientos geostróficos debido a la rotación de la tierra.
El viento de superficie
La circulación del viento en superficie viene determinada por la fuerza de la presión (lleva el aire a las borrascas) y la fuerza de Coriolis (tiende a desviar el aire). Actuando además la fuerza de rozamiento y la fuerza centrípeta. La resultante de estas cuatro fuerzas es el viento en superficie.
El rozamiento o fricción del aire contra la superficie terrestre, produce disminución de la velocidad del viento. Como consecuencia, la fuerza de presión desvía la partícula de aire hacia las bajas presiones. Es por ello que cerca del suelo, el viento real sopla siempre inclinado respecto de las isobaras y dirigido hacia la baja presión. El ángulo existente entre el viento de superficie (medido a 10 m de altura) y las isobaras, depende de la rugosidad del suelo.
El ángulo que el viento forma con las isobaras suele ser de 5 a 10 º en áreas oceánicas y de 30 a 45º sobre la tierra.
Capa Límite Planetaria.
La capa límite planetaria, también conocida como la capa límite atmosférica, es la parte más baja de la atmósfera y su comportamiento se ve influida directamente por su contacto con una superficie planetaria.
En la Tierra por lo general responde a los cambios en la superficie en una hora o menos. En esta capa de cantidades físicas tales como velocidad de flujo, temperatura, humedad, etc, se muestran las fluctuaciones rápidas y la mezcla vertical es fuerte.
Por encima de la capa es la “atmósfera libre” donde el viento es aproximadamente geostrófico mientras que dentro de la capa el viento se ve afectado por el rozamiento con la superficie y se vuelve a través de las isobaras. La atmósfera libre es por lo general no turbulento, o sólo de forma intermitente turbulento.
Los fenómenos meteorológicos que más afectan a la operación de vuelo dentro de la capa límite son: Nieblas , Viento en la capa límite, Cizalladura del viento , Turbulencia , Rachas, Temperaturas extremas.