Viento termal
El viento térmico es la diferencia vectorial entre el viento geostrófico en altitudes superiores menos el de altitudes inferiores en la atmósfera. Es la hipotética cizalladura vertical del viento que existiría si los vientos obedecieran al equilibrio geostrófico en la horizontal, mientras que la presión obedece al equilibrio hidrostático en la vertical. La combinación de estos dos equilibrios de fuerzas se denomina equilibrio de viento térmico , un término generalizable también a equilibrios de flujo horizontal más complicados , como el equilibrio de viento en gradiente .
Dado que el viento geostrófico a un nivel de presión dado fluye a lo largo de los contornos de altura geopotencial en un mapa, y el espesor geopotencial de una capa de presión es proporcional a la temperatura virtual , se deduce que el viento térmico fluye a lo largo de los contornos de espesor o temperatura. Por ejemplo, el viento térmico asociado con los gradientes de temperatura del polo al ecuador es la principal explicación física de la corriente en chorro en la mitad superior de la troposfera , que es la capa atmosférica que se extiende desde la superficie del planeta hasta altitudes de aproximadamente 12 -15 km.
Matemáticamente, la relación del viento térmico define una cizalladura vertical del viento , una variación en la velocidad o dirección del viento con la altura. La cizalladura del viento en este caso es una función de un gradiente de temperatura horizontal, que es una variación de temperatura a lo largo de una distancia horizontal. También llamado flujo baroclínico , el viento térmico varía con la altura en proporción al gradiente de temperatura horizontal. La relación del viento térmico resulta del equilibrio hidrostático y del equilibrio geostrófico en presencia de un gradiente de temperatura a lo largo de superficies de presión constante, o isobaras .
El término viento térmico a menudo se considera un nombre inapropiado, ya que realmente describe el cambio en el viento con la altura, en lugar del viento en sí. Sin embargo, se puede ver el viento térmico como un viento geostrófico que varía con la altura, por lo que el término viento parece apropiado. En los primeros años de la meteorología, cuando los datos eran escasos, el campo de viento podía estimarse utilizando la relación del viento térmico y el conocimiento de la velocidad y dirección del viento en la superficie, así como los sondeos termodinámicos en altura. [1] De esta manera, la relación del viento térmico actúa para definir el viento mismo, en lugar de solo su cizalladura. Muchos autores retienen el viento térmico apodo, a pesar de que describe un gradiente de viento, a veces ofrece una aclaración en ese sentido.
El viento térmico es el cambio en la amplitud o signo del viento geostrófico debido a un gradiente de temperatura horizontal. El viento geostrófico es un viento idealizado que resulta de un equilibrio de fuerzas a lo largo de una dimensión horizontal. Siempre que la rotación de la Tierra juega un papel dominante en la dinámica de fluidos, como en las latitudes medias, un equilibrio entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente de presiónse desarrolla. Intuitivamente, una diferencia horizontal en la presión empuja el aire a través de esa diferencia de una manera similar a la que la diferencia horizontal en la altura de una colina hace que los objetos rueden cuesta abajo. Sin embargo, la fuerza de Coriolis interviene y empuja el aire hacia la derecha (en el hemisferio norte). Esto se ilustra en el panel (a) de la figura siguiente. El equilibrio que se desarrolla entre estas dos fuerzas da como resultado un flujo paralelo a la diferencia de presión horizontal, o gradiente de presión. [1] Además, cuando las fuerzas que actúan en la dimensión vertical están dominadas por la fuerza del gradiente de presión vertical y la fuerza gravitacional , se produce el equilibrio hidrostático .
