Viento geostrófico

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Viento geostrófico (del griego antiguo γῆ "tierra" + στροφή "giro") - el viento teórico causado por la rotación de la Tierra , que es el resultado de un equilibrio completo entre la fuerza de Coriolis y el componente horizontal de la fuerza del gradiente bárico - tales condiciones se denominan equilibrio geostrófico. El viento geostrófico se dirige paralelo a las isobaras (líneas de presión atmosférica constante a una altura determinada). En la naturaleza, tal equilibrio es raro. El viento real casi siempre se desvía del geostrófico debido a la acción de otras fuerzas ( fricción en la superficie terrestre, fuerza centrífuga ). Así, el viento real será igual al geostrófico si no hay rozamiento y las isobaras son rectas ideales. A pesar de la inalcanzabilidad práctica de tales condiciones, el tratamiento del viento como un fenómeno geostrófico es una buena primera aproximación para determinar los flujos atmosféricos fuera de la zona tropical .

Origen

El aire se mueve de áreas de alta presión a áreas de baja presión debido a la existencia de una fuerza de gradiente bárico . Sin embargo, tan pronto como el aire comienza a moverse, la fuerza de Coriolis comienza a actuar sobre él, lo que desvía el flujo hacia el este en el hemisferio norte y hacia el oeste en el hemisferio sur. A medida que aumenta la velocidad del viento, también aumenta la desviación bajo la influencia de la fuerza de Coriolis. La desviación aumenta hasta que la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente bárico se equilibran, por lo que el aire ya no se moverá de una zona de alta presión a una de baja, sino a lo largo de una isobara (línea de igual presión). El equilibrio geostrófico explica por qué los sistemas de baja presión (en particular los ciclones ) giran en sentido antihorario y los sistemas de alta presión (en particular los anticiclones ) en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte (y viceversa en el hemisferio sur). También explica la ley bárica del viento .

Corrientes geostróficas

Muchas corrientes en el océano también son geostróficas. Así como se utilizan numerosas mediciones de globos meteorológicos , que recopilan información sobre la presión atmosférica a diferentes altitudes de la atmósfera, para determinar el campo de presión atmosférica e inferir el viento geostrófico, también se utilizan las mediciones de la densidad de la profundidad del océano para inferir las corrientes geostróficas. Los altímetros satelitales también se utilizan para medir las anomalías de la altura de la superficie del mar , lo que permite el cálculo de las corrientes geostróficas. Una corriente geostrófica en el agua o en el aire es una onda interna de frecuencia cero.

Limitaciones de la aproximación geostrófica

El efecto del rozamiento entre el aire y la superficie terrestre perturba el equilibrio geostrófico. La fricción ralentiza el flujo, reduciendo el efecto de la fuerza de Coriolis. Como resultado, la fuerza del gradiente de presión tiene un mayor efecto, y el aire aún se mueve de una presión atmosférica alta a una presión atmosférica baja, aunque con una gran desviación. Esto explica por qué los vientos en los sistemas de alta presión ( anticiclones ) divergen desde el centro del sistema, mientras que los vientos en los sistemas de baja presión ( ciclones ) giran en espiral hacia el centro del sistema.

Cuando se calcula el viento geostrófico, se desprecia la fuerza de fricción, que suele ser una buena suposición para un flujo instantáneo en la troposfera media de latitudes templadas. Pero, a pesar del hecho de que los términos ageostróficos en la ecuación del balance geostrófico son relativamente pequeños, hacen una contribución significativa al patrón de flujo y, en particular, juegan un papel importante en el fortalecimiento y debilitamiento de los huracanes .

Expresión matemática

En la aproximación del balance geostrófico, las componentes del vector de velocidad del viento geostrófico en una superficie isobárica se pueden escribir como: ${\displaystyle {\overrightarrow {V_{g))))$ ${\ estilo de visualización (u_ {g}, v_ {g})}$

u_{g}=-{g \over f}{\parcial Z \over \parcial y}~,

v_{g}={g \over f}{\parcial Z \over \parcial x}~,

dónde:

gramo

— aceleración de la gravedad (9,81 m s −2 );

f=2\Omega \sin {\fi }

es el parámetro de Coriolis ;

\Omega

es la velocidad angular de rotación de la Tierra;

\fi

— latitud (el parámetro de Coriolis es de aproximadamente 10 −4 s −1 );

Z

es la altura geopotencial de la superficie isobárica.

La validez de esta aproximación depende del número de Rossby local . En el ecuador, la aproximación no funciona, porque allí es cero, y no se suele usar en los trópicos. $F$

El vector de velocidad del viento geostrófico también se puede expresar en términos del gradiente de altura geopotencial en la superficie isobárica: $\Fi$

{\overrightarrow {V_{g}}}={{\hat {k}} \over f}\times \nabla_{p}\Phi ~.

Parámetros: , subíndice [ claro ] ${\ estilo de visualización {\ sombrero {k))}$ ${\ estilo de visualización {_ {p}}}$

Véase también

Enlaces

Viento geostrófico // Diccionario Meteorológico.
Viento geostrófico // Gaslift - Gogolevo. - M .: Enciclopedia soviética, 1971. - S. 323. - ( Gran enciclopedia soviética : [en 30 volúmenes] / editor en jefe A. M. Prokhorov ; 1969-1978, v. 6).
Roberto Estuardo. Introducción a la oceanografía física. Capítulo 10, Corrientes geostróficas . — 2005. Archivado el 3 de enero de 2011 en Wayback Machine .

diccionarios y enciclopedias	gran ruso Britannica (en línea) Britannica (en línea)
En catálogos bibliográficos	TIERRA : 4361799-2