Viento: Definición y Generalidades

El viento es el movimiento del aire atmosférico con relación a la superficie terrestre, específicamente en su componente horizontal. Los movimientos de las masas de aire en otras direcciones se denominan corrientes de aire. A través del viento se transporta la humedad, las nubes y el calor de unas zonas a otras, entre otros elementos.

Al ser una magnitud vectorial, el viento se define por su dirección, sentido y velocidad.

Convergencia y Divergencia

Convergencia: Es el flujo neto horizontal del aire hacia un centro de baja presión. Implica:

• Ascenso del aire.
• Enfriamiento en altura.
• Propia de áreas ciclónicas, caracterizadas por nubes y precipitaciones.

Divergencia: Es el desalojo neto del aire que se mueve desde un centro de alta presión. Implica:

• Descenso del aire (subsidencia).
• Calentamiento al descender.
• Propia de áreas anticiclónicas, sinónimo de buen tiempo.

Fuerzas que Afectan el Movimiento del Aire

Existen dos tipos de fuerzas que influyen en el movimiento del aire y, por ende, en los vientos:

1. Fuerzas Reales

A) Fuerza del Gradiente Horizontal de Presión (G): Actúa en línea recta desde la alta presión a la baja. Origina el viento bárico, que puede ocurrir en áreas de gradiente débil o cerca del ecuador, donde la fuerza de Coriolis es casi inexistente.

Ley de Stephenson: A mayor diferencia de presión, mayor velocidad del viento.

B) Fuerza de Gravedad (FG): Actúa a través del peso del aire. Es opuesta a la fuerza de gradiente de presión vertical (FP). La diferencia entre estas dos fuerzas genera las corrientes de aire. Su relación es:

• FP > FG: Corrientes ascendentes.
• FP < FG: Corrientes descendentes.
• FP = FG: No hay corrientes.

C) Fuerza de Fricción (Fr): Es la fuerza de roce, de pequeña magnitud. Se toma en cuenta, sobre todo, cerca de la superficie terrestre, debido a las irregularidades físicas de esta, que interfieren en el movimiento del aire. Esta fuerza disminuye la velocidad del viento y lo desvía hacia la región de baja presión.

2. Fuerzas Aparentes

A) Fuerza de Coriolis o Deflectiva: Nombrada así por el matemático francés Gustavo Gaspard Coriolis (1792-1843).

Ley de Ferrel: El aire que se mueve sobre la superficie terrestre en cualquier dirección tiende a desviarse hacia la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur en su trayectoria.

Es una consecuencia del movimiento de rotación de la Tierra.

Viento Geostrófico: Se origina cuando la fuerza de gradiente está en equilibrio con la fuerza de Coriolis. Se presenta en casos donde las isobaras son rectas y sin fuerza de fricción. Son generados, principalmente, por las diferencias de temperatura, así como por las de presión.

B) Fuerza Centrífuga: Es aquella que actúa tan pronto como el aire adquiere movimiento circular y tiende a sacar al aire fuera de su centro de curvatura.

Viento de Gradiente: Es el resultante de la acción de tres fuerzas:

• Fuerza de Gradiente de Presión: Mueve el aire en línea recta hasta el centro de baja presión.
• Fuerza de Coriolis: Lo obliga a moverse en línea curva.
• Fuerza Centrífuga: Actúa al haber movimiento curvilíneo, tendiendo a sacar al aire de su centro de curvatura.

Capa de Ekman: El balance está dado por la suma de las fuerzas de Coriolis, la fuerza del gradiente de presión y la fuerza de fricción. En la capa libre, el balance geostrófico es dominante y la variación del viento con la altura forma un giro que se conoce como la espiral de Ekman.

Variaciones del Viento

• Variación Diaria: La velocidad del viento durante el día aumenta proporcionalmente con la temperatura, pero la dirección no sigue reglas.
• Variación Anual: Depende de la distribución anual de la temperatura y la presión.
• Variación con la Altura: La velocidad aumenta con la altura y la dirección no es afectada.

Turbulencia: Fluctuaciones irregulares de la velocidad del viento.

Turbulencia de Estela: Los vórtices en un ala convencional aparecen en las puntas. Se puede observar el efecto del downwash, la corriente que las alas del avión deflectan hacia abajo como consecuencia de la sustentación (principio de acción y reacción), que deja una depresión en el manto de nubes.

Escala Empírica de la Turbulencia

• Turbulencia 0: Se mantiene la línea de vuelo sin mandos.
• Turbulencia 1: Separación ligera de la línea de vuelo, se corrige con acción de mandos.
• Turbulencia 2: Cabeceo, balanceo, movimientos bruscos, mandos con fuerza, RPM oscilan.
• Turbulencia 3: Separaciones muy bruscas.

Circulación General de la Atmósfera

La desigualdad en la distribución de la energía es el principal motor de la circulación general atmosférica. La energía solar absorbida se desplaza desde las regiones tropicales hacia los polos, y estas diferencias de calentamiento y presión generan los sistemas de vientos.

En su sentido más amplio, se define como la descripción estadística completa del movimiento atmosférico sobre la Tierra.

Existen diferentes esquemas que tratan de explicar este comportamiento:

1. Térmicamente Inducida (Tierra homogénea y sin movimiento de rotación): Se considera al calor como el único factor de circulación atmosférica. En este caso, solo se podría presentar un simple y continuo flujo entre el ecuador (más caliente) y los polos (menos calientes).
2. Tierra Homogénea con Movimiento (Explicación clásica): Si se considera el movimiento de rotación terrestre, este genera que el aire acompañe a la Tierra en su movimiento (W-E), lo que generaría que el viento se desvíe, según la ley de Ferrel, en su intercambio norte-sur. Entonces, el aire del ecuador asciende y se dirige hacia los polos, pero desciende a 30° N y S (se originan los vientos alisios). Una parte regresa al ecuador y otra va a los polos como viento predominante del oeste.
3. Esquema de Flohn: Se basa en la estructura dinámica de la atmósfera.

• Frente Polar: Generado por las masas de aire polares.
• Altas Subtropicales: Son varias células o centros de altas presiones.
• Vientos Alisios: Vientos constantes que fluyen desde las altas subtropicales al ecuador, con dirección noreste en el hemisferio norte y sureste en el hemisferio sur.
• ITC (Zona de Convergencia Intertropical): Existe la ITC norte y la sur, entre las cuales pueden encontrarse vientos del oeste.
• Vientos Predominantes del Oeste: Se originan en las altas subtropicales y se dirigen a los polos.
• Vientos Polares del Este: Controlados por la alta polar.

Además, las grandes diferencias de temperatura y la fuerza de Coriolis, que en altura actúa con mayor eficacia, provocan un fuerte viento de componente oeste conocido como corriente en chorro. Son precisamente las trayectorias marcadas por la corriente de chorro las que definen en superficie las trayectorias de las borrascas.

Vientos Locales

Son aquellos originados por la diferencia del calentamiento superficial y por fenómenos o características locales.

• Brisa de Mar y Brisa de Tierra: La brisa de mar actúa en el día desde el mar hacia la tierra. Al calentarse la tierra, el aire sobre ella aumenta de volumen, disminuye su densidad y asciende. Esta baja presión en superficie, con desplazamiento del aire en la altura, va hacia el mar. El aire desciende en el mar formando una alta presión desde donde fluye superficialmente hacia la tierra, constituyendo la brisa de mar (ciclón térmico) y el mar, menos caliente, un anticiclón térmico.
• Brisa de Valle y de Montaña: Durante el día, las laderas se calientan más rápidamente que los fondos de los valles de un cordón montañoso. Es el viento anabático formado durante el día por el calentamiento del suelo del valle. El flujo de aire durante el día va desde el valle hacia las partes más altas (montaña), que hacen de centros de baja respecto a los fondos de valle. A medida que el suelo se va haciendo más cálido que la atmósfera de los alrededores, los niveles bajos de aire se calientan y elevan, fluyendo hacia las laderas de las montañas. Soplan en dirección opuesta a las brisas de montaña. En la noche, se produce el enfriamiento rápido de las laderas respecto del valle y los vientos cambian. Las brisas descendentes se llaman catabáticas. Estas producen calentamiento por compresión, originando o intensificando los procesos de inversión térmica.
• El Viento Foehn y el Efecto Foehn: Se presenta en el área de sotavento, provocando un aumento anormal de la temperatura, disminución de la humedad relativa e incremento de la velocidad del viento. Este viento recalentado y deshidratado desciende hacia el fondo de los valles provocando una elevación brusca de la temperatura de más de 10 grados en pocas horas y de 15 a 25 grados en dos o más días. En las áreas donde sopla Foehn hay abundancia de cargas positivas, marcada subsidencia y casi ausencia completa de ozono.

Vientos Estacionales

Se generan por las diferencias de temperatura y presión ocasionadas por las estaciones o épocas. Ejemplo:

• Los Vientos Monzones (India): La temperatura del aire sobre la superficie terrestre es más cálida en verano y más fría en invierno que el aire sobre el océano adyacente en una misma estación.
• En el Verano: Los continentes son lugares de presión baja con vientos que soplan desde los océanos, que están más fríos. Sopla desde el suroeste, entre abril y octubre. Fuertes lluvias en zonas de la India y de Indochina.
• En el Invierno: Los continentes albergan altas presiones, y los vientos se dirigen hacia los océanos, ahora más cálidos. En dirección noreste, desde octubre a abril.

Vientos Regionales

Su origen está relacionado con la circulación general, pero por su comportamiento particular en ciertas regiones adquieren el nombre de las mismas. Ejemplos:

• Viento Barinés (Llanos de Barinas): Desde los llanos occidentales hasta el delta del Orinoco (mayo-octubre).

Vientos de Altura

Son los vientos que se desarrollan en alturas superiores a 1 kilómetro. Ejemplos:

1. Contraalisios (sobre los alisios y en sentido contrario).
2. Jet Stream o Corriente a Chorro (dirección W-E). Es producto de los cambios en la temperatura del aire cuando el viento polar se encuentra con el cálido viento ecuatorial que se dirige al polo.