La circulación de Walker , también conocida como celda de Walker , es un modelo conceptual del flujo de aire en los trópicos en la atmósfera inferior ( troposfera ). Según este modelo, las parcelas de aire siguen una circulación cerrada en las direcciones zonal y vertical. Esta circulación, que es aproximadamente consistente con las observaciones, es causada por diferencias en la distribución del calor entre el océano y la tierra. Fue descubierto por Gilbert Walker . Además de los movimientos en la dirección zonal y vertical, la atmósfera tropical también tiene un movimiento considerable en la dirección meridional como parte de, por ejemplo, la Circulación Hadley .
El término "circulación de Walker" fue acuñado en 1969 por el meteorólogo noruego-estadounidense Jacob Bjerknes . [1]
Metodología de Walker
Gilbert Walker era un matemático aplicado establecido en la Universidad de Cambridge cuando se convirtió en director general de observatorios en la India en 1904. [2] Mientras estuvo allí, estudió las características del monzón del Océano Índico , cuyas lluvias habían provocado una hambruna severa. al país en 1899. Analizando grandes cantidades de datos meteorológicos de la India y el resto del mundo, durante los siguientes quince años publicó las primeras descripciones de la gran oscilación de la presión atmosférica entre el Océano Índico y el Pacífico , y su correlación con patrones de temperatura y lluvia en gran parte de las regiones tropicales de la Tierra, incluida la India. También trabajó con el Departamento Meteorológico de la India, especialmente en la vinculación del monzón con el fenómeno de Oscilación del Sur. Fue nombrado Compañero de la Orden de la Estrella de la India en 1911. [2]
Walker determinó que la escala de tiempo de un año (utilizada por muchos que estudian la atmósfera) no era adecuada porque las relaciones geoespaciales podrían ser completamente diferentes según la temporada. Así, Walker dividió su análisis temporal en diciembre-febrero, marzo-mayo, junio-agosto y septiembre-noviembre.
Walker luego seleccionó una serie de "centros de acción", que incluían áreas como la Península India. Los centros estaban en el corazón de regiones con presiones altas y bajas permanentes o estacionales. También agregó puntos para regiones donde la lluvia, el viento o la temperatura eran un control importante.
Examinó las relaciones de los valores de presión y lluvia de verano e invierno, primero concentrándose en los valores de verano e invierno, y luego extendiendo su trabajo a la primavera y el otoño.
Concluye que las variaciones de temperatura generalmente se rigen por variaciones en la presión y las precipitaciones. Anteriormente se había sugerido que las manchas solares podrían ser la causa de las variaciones de temperatura, pero Walker argumentó en contra de esta conclusión al mostrar correlaciones mensuales de manchas solares con temperatura, vientos, nubosidad y lluvia que eran inconsistentes.
Walker se propuso publicar todos sus hallazgos de correlación, tanto de las relaciones consideradas importantes como de las no importantes. Hizo esto con el propósito de disuadir a los investigadores de centrarse en correlaciones que no existían.
Efectos oceánicos
Las Circulaciones Walker de las cuencas tropicales del Índico, el Pacífico y el Atlántico dan como resultado vientos de superficie del oeste en el verano del norte en la primera cuenca y vientos del este en la segunda y tercera cuencas. Como resultado, la estructura de temperatura de los tres océanos muestra asimetrías dramáticas. El Pacífico ecuatorial y el Atlántico tienen temperaturas superficiales frías en el verano septentrional en el este, mientras que las temperaturas superficiales más frías prevalecen solo en el Océano Índico occidental. [3] Estos cambios en la temperatura de la superficie reflejan cambios en la profundidad de la termoclina. [4]
Los cambios en la circulación de Walker con el tiempo ocurren junto con cambios en la temperatura de la superficie. Algunos de estos cambios son forzados externamente, como el cambio estacional del Sol al hemisferio norte en verano. Otros cambios parecen ser el resultado de la retroalimentación acoplada océano-atmósfera en la que, por ejemplo, los vientos del este hacen que la temperatura de la superficie del mar baje en el este, mejorando el contraste de calor zonal y, por lo tanto, intensificando los vientos del este en la cuenca. Estos vientos del este mejorados inducen más afloramientos ecuatoriales y elevan la termoclina en el este, amplificando el enfriamiento inicial de los vientos del sur. Esta retroalimentación acoplada océano-atmósfera fue propuesta originalmente por Bjerknes. Desde un punto de vista oceanográfico, la lengua fría ecuatorial es causada por los vientos del este. Si el clima de la tierra fuera simétrico con respecto al ecuador, el viento cruzado ecuatorial se desvanecería y la lengua fría sería mucho más débil y tendría una estructura zonal muy diferente a la que se observa en la actualidad. [5] La celda de Walker está indirectamente relacionada con el surgimiento de las costas de Perú y Ecuador . Esto trae agua fría rica en nutrientes a la superficie, aumentando las poblaciones de peces. [6]
El niño
La circulación de Walker es causada por la fuerza del gradiente de presión que resulta de un sistema de alta presión sobre el Océano Pacífico oriental y un sistema de baja presión sobre Indonesia . La circulación de Walker provoca un afloramiento de agua fría del mar profundo, lo que enfría la superficie del mar. El Niño se produce cuando esta circulación disminuye o se detiene, ya que la circulación deteriorada o inhibida hace que la superficie del océano se caliente a temperaturas superiores a la media. Un marcado aumento de la circulación de Walker provoca La Niña al intensificar la afluencia de agua fría de las profundidades marinas; que enfría la superficie del mar a temperaturas inferiores a la media.
Un estudio científico publicado en mayo de 2006 en la revista Nature indica que la circulación de Walker se ha ralentizado desde mediados del siglo XIX. Los autores argumentan que el calentamiento global es un posible factor causante del debilitamiento del patrón de viento. [7] Sin embargo, un estudio de 2011 de The Twentieth Century Reanalysis Project muestra que, además de los ciclos de Oscilación del Sur de El Niño, la velocidad y dirección general de la circulación de Walker se mantuvo estable entre 1871 y 2008. [8]
Ver también
Referencias
- Walker Institute, Universidad de Reading, Reino Unido. http://www.walker-institute.ac.uk/about/sir_gilbert.htm
- Walker, JM. Retrato a pluma de Sir Gilbert Walker, CSI, MA, ScD, FRS. Weather 1997 (Volumen 52, No 7, págs. 217–220)
- Walker, GT y Bliss, EW, 1930. World Weather IV, Memoirs of the Royal Meteorological Society, 3, (24), 81–95.
- Walker, GT y Bliss, EW, 1937. World Weather VI, Memorias de la Royal Meteorological Society, 4, (39), 119-139.
- Walker, GT, 1923. Correlación en las variaciones estacionales del clima, VIII. Un estudio preliminar del clima mundial. Memorias del Departamento Meteorológico de la India, 24, (4), 75-131.
- Walker, GT, 1924. Correlación en las variaciones estacionales del clima, IX. Un estudio más detallado del clima mundial. Memorias del Departamento Meteorológico de la India, 24, (9), 275–333. http://www.rmets.org/about/history/classics.php
- Katz, RW Sir Gilbert Walker y una conexión entre El Niño y la estadística. Ciencia estadística, 17 (2002), 97-117. http://amath.colorado.edu/courses/4540/2004Spr/walkerss.pdf
- Resumen de la investigación climática - Walker Circulation: una circulación atmosférica tropical que ralentiza Texto y gráficos de NOAA / Laboratorio de dinámica de fluidos geofísicos
- La desaceleración del flujo del Pacífico tropical se debe al cambio climático : comunicado de prensa de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica .
- Debilitamiento de la circulación atmosférica del Pacífico tropical debido al forzamiento antropogénico 4 de mayo de 2006 en Nature .
- Artículo de Associated Press, 3 de mayo de 2006: "Global Warming Cited in Wind Shift"
- Transporte convectivo tropical y circulación de Walker , 29 de octubre de 2012 en Química y Física Atmosféricas
Citas en línea
- ^ Bjerknes, J. (marzo de 1969) "Teleconexiones atmosféricas desde el Pacífico ecuatorial", Monthly Weather Review , 97 (3): 163-172. De las págs. 167-168: "Parece razonable suponer que es el gradiente de temperatura del mar a lo largo del Ecuador lo que es la causa de la circulación térmica introducida en la figura 8. De ahora en adelante, en el presente artículo, esa circulación se denominará la "Circulación de Walker", ya que se puede demostrar que es una parte importante del mecanismo de la "Oscilación del Sur" de Walker. "Disponible en: NOAA
- ↑ a b Rao, C. Hayavando, ed. (1915). El diccionario biográfico indio . Madrás: Pillar & Co. p. 456 . Consultado el 20 de marzo de 2010 .
- ^ Oficina de Meteorología. "La circulación de Walker" . Commonwealth de Australia . Consultado el 1 de julio de 2014 .
- ^ Zelle, Hein, Gerrian Appledoorn, Gerritt Burgers y Gert Jan Van Oldenborgh (marzo de 2004). "Relación entre la temperatura de la superficie del mar y la profundidad de la termoclina en el Pacífico ecuatorial oriental". Revista de Oceanografía Física . 34 (3): 643. Bibcode : 2004JPO .... 34..643Z . CiteSeerX 10.1.1.12.3536 . doi : 10.1175 / 2523.1 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Interacción océano-atmósfera en la formación de la circulación de Walker y la lengua fría ecuatorial
- ^ Jennings, S., Kaiser, MJ, Reynolds, JD (2001) "Ecología de la pesca marina". Oxford: Blackwell Science Ltd. ISBN 0-632-05098-5
- ^ Una desaceleración de la circulación atmosférica tropical
- ^ El proyecto de reanálisis del siglo XX. Revista trimestral de la Royal Meteorological Society, 137: 1–28. doi : 10.1002 / qj.776 , http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qj.776/abstract