Viento

Para otros usos, consulte Viento (desambiguación) .

Flujo de gases a gran escala del ciclo del viento.

Cerezo moviéndose con el viento que sopla a unos 22 m / seg (aproximadamente 49 mph)

El viento es el flujo de gases a gran escala. En la superficie de la Tierra , el viento consiste en el movimiento masivo del aire. Los vientos se clasifican comúnmente por su escala espacial , su velocidad , los tipos de fuerzas que los causan, las regiones en las que ocurren y su efecto. Los vientos más fuertes observados en un planeta del Sistema Solar se producen en Neptuno y Saturno . Los vientos tienen varios aspectos: velocidad ( velocidad del viento ); la densidad del gas involucrado; contenido energético o energía eólica. El viento también es un medio de transporte fundamental para semillas, insectos y aves, que pueden viajar en las corrientes de viento durante miles de millas. En meteorología , a menudo se hace referencia a los vientos de acuerdo con su fuerza y ​​la dirección desde la que sopla el viento. Las ráfagas cortas de viento de alta velocidad se denominan ráfagas. Los vientos fuertes de duración intermedia (alrededor de un minuto) se denominan borrascas . Los vientos de larga duración tienen varios nombres asociados con su fuerza promedio, como brisa, vendaval , tormenta y huracán.. El viento ocurre en una variedad de escalas, desde flujos de tormentas que duran decenas de minutos, hasta brisas locales generadas por el calentamiento de las superficies terrestres y que duran unas pocas horas, hasta vientos globales que resultan de la diferencia en la absorción de energía solar entre las zonas climáticas de la Tierra. Las dos causas principales de la circulación atmosférica a gran escala son el calentamiento diferencial entre el ecuador y los polos, y la rotación del planeta ( efecto Coriolis ). Dentro de los trópicos, las bajas circulaciones térmicas sobre el terreno y las altas mesetas pueden impulsar las circulaciones del monzón . En las zonas costeras la brisa marina/ el ciclo de la brisa terrestre puede definir los vientos locales; en áreas de terreno variable, las brisas de las montañas y los valles pueden dominar los vientos locales.

En la civilización humana, el concepto de viento se ha explorado en la mitología , influyó en los acontecimientos de la historia, amplió el alcance del transporte y la guerra y proporcionó una fuente de energía para el trabajo mecánico, la electricidad y la recreación. El viento impulsa los viajes de los veleros a través de los océanos de la Tierra. Los globos de aire caliente usan el viento para realizar viajes cortos y los vuelos con motor lo usan para aumentar la sustentación y reducir el consumo de combustible. Las áreas de cizalladura del viento causadas por diversos fenómenos meteorológicos pueden generar situaciones peligrosas para las aeronaves. Cuando los vientos se vuelven fuertes, los árboles y las estructuras artificiales se dañan o destruyen.

Los vientos pueden dar forma a los accidentes geográficos, a través de una variedad de procesos eólicos como la formación de suelos fértiles, como el loess , y por erosión . El polvo de los grandes desiertos se puede mover a grandes distancias de su región de origen por los vientos predominantes.; A los vientos que son acelerados por una topografía accidentada y asociados con brotes de polvo se les han asignado nombres regionales en varias partes del mundo debido a sus efectos significativos en esas regiones. El viento también afecta la propagación de incendios forestales. Los vientos pueden dispersar semillas de varias plantas, lo que permite la supervivencia y dispersión de esas especies de plantas, así como las poblaciones de insectos voladores. Cuando se combina con temperaturas frías, el viento tiene un impacto negativo en el ganado. El viento afecta las tiendas de alimentos de los animales, así como sus estrategias defensivas y de caza.

En el espacio exterior , el viento solar es el movimiento de gases o partículas cargadas del Sol a través del espacio, mientras que el viento planetario es la desgasificación de elementos químicos ligeros de la atmósfera de un planeta al espacio.

Causas

Ver también: presión atmosférica

Análisis de superficie de la Gran Ventisca de 1888 . Las áreas con mayor empaquetamiento isobárico indican vientos más fuertes.

El viento es causado por diferencias en la presión atmosférica. Cuando existe una diferencia en la presión atmosférica , el aire se mueve del área de presión más alta a la más baja, lo que resulta en vientos de varias velocidades. En un planeta en rotación, el aire también será desviado por el efecto Coriolis , excepto exactamente en el ecuador. A nivel mundial, los dos principales factores impulsores de los patrones de viento a gran escala (la circulación atmosférica ) son el calentamiento diferencial entre el ecuador y los polos (diferencia en la absorción de energía solar que conduce a fuerzas de flotabilidad ) y la rotación del planeta . Fuera de los trópicos y en lo alto debido a los efectos de fricción de la superficie, los vientos a gran escala tienden a acercarseequilibrio geostrófico . Cerca de la superficie de la Tierra, la fricción hace que el viento sea más lento de lo que sería de otra manera. La fricción de la superficie también hace que los vientos soplen más hacia adentro en áreas de baja presión. ^{[1] [2]}

Los vientos definidos por un equilibrio de fuerzas físicas se utilizan en la descomposición y análisis de perfiles de viento. Son útiles para simplificar las ecuaciones atmosféricas de movimiento y para hacer argumentos cualitativos sobre la distribución horizontal y vertical de los vientos. La componente geostrófica del viento es el resultado del equilibrio entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente de presión. Fluye paralelo a las isobaras y se aproxima al flujo por encima de la capa límite atmosférica en las latitudes medias. ^[3] El viento térmico es la diferencia en el viento geostrófico entre dos niveles de la atmósfera. Existe solo en una atmósfera con horizontalgradientes de temperatura . ^[4] El componente de viento ageostrófico es la diferencia entre el viento real y el geostrófico, que es responsable de que el aire "llene" los ciclones con el tiempo. ^[5] El viento en gradiente es similar al viento geostrófico pero también incluye fuerza centrífuga (o aceleración centrípeta ). ^[6]

Medida

Anemómetro tipo copa con eje vertical, un sensor en una estación meteorológica remota

Un tornado mesociclón ocluido (Oklahoma, mayo de 1999)

La dirección del viento generalmente se expresa en términos de la dirección en la que se origina. Por ejemplo, un viento del norte sopla de norte a sur. ^[7] Las veletas giran para indicar la dirección del viento. ^[8] En los aeropuertos, las mangas de viento indican la dirección del viento y también se pueden usar para estimar la velocidad del viento por el ángulo de caída. ^[9] La velocidad del viento se mide con anemómetros , más comúnmente usando copas giratorias o hélices. Cuando se necesita una frecuencia de medición alta (como en aplicaciones de investigación), el viento se puede medir por la velocidad de propagación de las señales de ultrasonido o por el efecto de la ventilación sobre la resistencia de un cable calentado.^[10] Otro tipo de anemómetro utiliza tubos pitot que aprovechan la diferencia de presión entre un tubo interior y un tubo exterior que está expuesto al viento para determinar la presión dinámica, que luego se utiliza para calcular la velocidad del viento. ^[11]

Las velocidades sostenidas del viento se informan globalmente a una altura de 10 metros (33 pies) y se promedian en un período de tiempo de 10 minutos. Los Estados Unidos notifican vientos de más de un minuto en promedio para ciclones tropicales, ^[12] y un promedio de 2 minutos dentro de las observaciones meteorológicas. ^{[13] La} India normalmente informa vientos superiores a un promedio de 3 minutos. ^[14] Es importante conocer el promedio de muestreo del viento, ya que el valor de un viento sostenido de un minuto es típicamente un 14% mayor que el de un viento sostenido de diez minutos. ^[15] Una ráfaga corta de viento de alta velocidad se denomina ráfaga de viento , una definición técnica de una ráfaga de viento es: los máximos que exceden la velocidad del viento más baja medida durante un intervalo de tiempo de diez minutos en 10 nudos (5 m / s) por períodos de segundos. Ala turbonada es un aumento de la velocidad del viento por encima de un cierto umbral, que dura un minuto o más.

Para determinar los vientos en altura , las radiosondas determinan la velocidad del viento mediante GPS , navegación por radio o seguimiento por radar de la sonda. ^[16] Alternativamente, el movimiento de la posición del globo meteorológico principal se puede rastrear desde el suelo visualmente usando teodolitos . ^[17] Las técnicas de detección remota del viento incluyen SODAR , lidares y radares Doppler , que pueden medir el desplazamiento Doppler de la radiación electromagnética dispersada o reflejada por aerosoles suspendidos omoléculas , radiómetros y radares se pueden utilizar para medir la rugosidad de la superficie del océano desde el espacio o desde aviones. La rugosidad del océano se puede utilizar para estimar la velocidad del viento cerca de la superficie del mar sobre los océanos. Las imágenes de satélites geoestacionarios se pueden utilizar para estimar los vientos en la atmósfera en función de qué tan lejos se mueven las nubes de una imagen a la siguiente. La ingeniería eólica describe el estudio de los efectos del viento en el entorno construido, incluidos edificios, puentes y otros objetos artificiales.

Escala de fuerza del viento

Ver también: Escalas de ciclones tropicales y Análisis del clima de superficie

Históricamente, la escala de fuerza del viento de Beaufort (creada por Beaufort ) proporciona una descripción empírica de la velocidad del viento basada en las condiciones del mar observadas. Originalmente era una escala de 13 niveles (0-12), pero durante la década de 1940, la escala se amplió a 18 niveles (0-17). ^[18] Hay términos generales que diferencian los vientos de diferentes velocidades medias, como una brisa, un vendaval, una tormenta o un huracán. Dentro de la escala de Beaufort, los vientos huracanados se encuentran entre 28 nudos (52 km / h) y 55 nudos (102 km / h) con adjetivos precedentes como moderado, fresco, fuerte y completo que se utilizan para diferenciar la fuerza del viento dentro del vendaval. categoría. ^[19] Una tormenta tiene vientos de 56 nudos (104 km / h) a 63 nudos (117 km / h). ^[20]La terminología para ciclones tropicales difiere de una región a otra a nivel mundial. La mayoría de las cuencas oceánicas utilizan la velocidad media del viento para determinar la categoría del ciclón tropical. A continuación se muestra un resumen de las clasificaciones utilizadas por los centros meteorológicos regionales especializados en todo el mundo:

Clasificaciones generales de viento			Clasificaciones de ciclones tropicales (todos los vientos son promedios de 10 minutos)
Escala de Beaufort [18]	Vientos sostenidos de 10 minutos		Término general [21]	N Océano Índico IMD	SW Océano Índico MF	Región de Australia Pacífico Sur BoM , BMKG , FMS , MSNZ	NW Pacífico JMA	NW Pacífico JTWC	Pacífico nororiental y atlántico norte NHC y CPHC
	( nudos )	( km / h )
0	<1	<2	Calma	Área de baja presión	Perturbación tropical	Depresión tropical baja tropical	Depresión tropical	Depresión tropical	Depresión tropical
1	1-3	2-6	Aire ligero
2	4-6	7-11	Brisa ligera
3	7-10	13-19	Suave brisa
4	11-16	20-30	Brisa moderada
5	17-21	31–39	Brisa fresca	Depresión
6	22-27	41–50	Brisa fuerte
7	28-29	52–54	Vendaval moderado	Depresión profunda	Depresión tropical
	30–33	56–61
8	34–40	63–74	Vendaval fresco	Tormenta ciclónica	Tormenta tropical moderada	Ciclón tropical (1)	Tormenta tropical	Tormenta tropical	Tormenta tropical
9	41–47	76–87	Fuerte vendaval
10	48–55	89-102	Todo el vendaval	Tormenta ciclónica severa	Tormenta tropical severa	Ciclón tropical (2)	Tormenta tropical severa
11	56–63	104-117	Tormenta
12	64–72	119-133	Huracán	Tormenta ciclónica muy severa	Ciclón tropical	Ciclón tropical severo (3)	Tifón	Tifón	Huracán (1)
13	73–85	135-157							Huracán (2)
14	86–89	159-165				Ciclón tropical severo (4)			Huracán mayor (3)
15	90–99	167–183			Ciclón tropical intenso
dieciséis	100-106	185-196							Huracán mayor (4)
17	107-114	198–211				Ciclón tropical severo (5)
	115-119	213–220			Ciclón tropical muy intenso			súper-tifón
	> 120	> 222		Tormenta súper ciclónica					Huracán mayor (5)

Escala Fujita mejorada

La escala mejorada de Fujita ( escala EF) califica la fuerza de los tornados en los Estados Unidos utilizando el daño para estimar la velocidad del viento. A continuación se muestra la escala.

Escala	Estimación de la velocidad del viento [22]		Daño potencial	Ejemplo de daño
	mph	km / h
EF0	65–85	105-137	Daños menores. Pela la superficie de algunos techos; algunos daños a las canaletas o revestimientos; ramas arrancadas de árboles; árboles de raíces poco profundas derribados. Se supone que los tornados confirmados sin daños reportados (es decir, aquellos que permanecen en campo abierto) tienen una clasificación EF0 como una cuestión de política; sin embargo, algunas oficinas locales del NWS han adoptado una clasificación "EFU" (para "desconocido") para tales tornados. [23]
EF1	86-110	138-177	Daño moderado. Techos severamente despojados; casas móviles volcadas o gravemente dañadas; pérdida de puertas exteriores; ventanas y otros vidrios rotos.
EF2	111-135	178–217	Daños considerables. Techos arrancados de casas bien construidas; los cimientos de las casas de armazón cambiaron; casas móviles completamente destruidas; árboles grandes rotos o arrancados de raíz; misiles de objetos ligeros generados; coches despegados del suelo.
EF3	136-165	218-266	Daño severo. Historias enteras de casas bien construidas destruidas; daños severos a edificios grandes como centros comerciales; trenes volcados; árboles descortezados; carros pesados ​​levantados del suelo y arrojados; las estructuras con cimientos débiles están gravemente dañadas.
EF4	166-200	267–322	Daño devastador. Casas bien construidas y de estructura completa completamente niveladas; algunas casas de armazón pueden ser barridas; coches y otros objetos grandes lanzados y pequeños misiles generados.
EF5	> 200	> 322	Increíble daño. Casas bien construidas y de estructura fuerte nivelaron los cimientos y fueron barridas; las estructuras de hormigón armado con acero están gravemente dañadas; los edificios altos colapsan o tienen severas deformaciones estructurales; los automóviles, camiones y trenes pueden lanzarse aproximadamente a 1 milla (1,6 km).

Modelo de estación

Trazado de viento dentro de un modelo de estación

El modelo de la estación trazado en los mapas meteorológicos de superficie utiliza una lengüeta de viento para mostrar tanto la dirección como la velocidad del viento. La lengüeta de viento muestra la velocidad usando "banderas" en el extremo.

• Cada mitad de una bandera representa 5 nudos (9,3 km / h) de viento.
• Cada bandera completa representa 10 nudos (19 km / h) de viento.
• Cada banderín (triángulo relleno) representa 50 nudos (93 km / h) de viento. ^[24]

Los vientos se representan como soplando desde la dirección hacia la que mira la púa. Por lo tanto, un viento del noreste se representará con una línea que se extiende desde el círculo de nubes hacia el noreste, con banderas que indican la velocidad del viento en el extremo noreste de esta línea. ^[25] Una vez trazados en un mapa, se puede realizar un análisis de isotachs (líneas de igual velocidad del viento). Los Isotachs son particularmente útiles para diagnosticar la ubicación de la corriente en chorro en las tablas de presión constante de nivel superior, y generalmente se ubican en o por encima del nivel de 300 hPa. ^[26]

Energía eólica

Artículo principal: energía eólica

La energía eólica es la energía cinética del aire en movimiento. La energía cinética de un paquete de aire de masa m con velocidad v está dada por ½ mv ² . Para encontrar la masa del paquete que pasa por un área A perpendicular a su velocidad (que podría ser el área del rotor de una turbina), multiplicamos su volumen después del tiempo t por la densidad del aire ρ , lo que nos da m = A v t ρ . Entonces, encontramos que la energía eólica total es:

${\displaystyle E={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}t}$

Al diferenciar con respecto al tiempo para encontrar la tasa de aumento de energía, encontramos que la potencia eólica total es:

${\displaystyle P=dE/dt={\frac {1}{2}}\rho Av^{3}}$

La energía eólica es, por tanto, proporcional a la tercera potencia de la velocidad del viento.

Potencia teórica capturada por una turbina eólica

La energía eólica total podría capturarse solo si la velocidad del viento se reduce a cero. En una turbina eólica realista, esto es imposible, ya que el aire capturado también debe salir de la turbina. Debe considerarse una relación entre la velocidad del viento de entrada y salida. Usando el concepto de tubo de corriente, la extracción máxima alcanzable de energía eólica por una turbina eólica esdieciséis/27≈ 59% de la potencia eólica teórica total ^[27] (ver: ley de Betz ).

Energía práctica de turbinas eólicas

Otras deficiencias, como la fricción y el arrastre de las palas del rotor , las pérdidas de la caja de cambios, las pérdidas del generador y del convertidor, reducen la potencia entregada por una turbina eólica. Se mantiene la relación básica de que la potencia de la turbina es (aproximadamente) proporcional a la tercera potencia de velocidad.

Climatología global

Artículo principal: Vientos dominantes

Los vientos del oeste y los vientos alisios

Los vientos son parte de la circulación atmosférica de la Tierra.

Los vientos del este, en promedio, dominan el patrón de flujo a través de los polos, los vientos del oeste soplan en las latitudes medias de la tierra, hacia los polos de la cordillera subtropical , mientras que los vientos del este vuelven a dominar los trópicos .

Directamente debajo de la cresta subtropical se encuentran los estanques, o latitudes de los caballos, donde los vientos son más suaves. Muchos de los desiertos de la Tierra se encuentran cerca de la latitud promedio de la cordillera subtropical, donde el descenso reduce la humedad relativa de la masa de aire. ^[28] Los vientos más fuertes se encuentran en las latitudes medias, donde el aire polar frío se encuentra con el aire cálido de los trópicos.

Trópicos

Ver también: Viento alisio y Monzón

Los vientos alisios (también llamados intercambios) son el patrón predominante de los vientos superficiales del este que se encuentran en los trópicos hacia el ecuador de la Tierra . ^[29] Los vientos alisios soplan predominantemente del noreste en el hemisferio norte y del sureste en el hemisferio sur. ^[30] Los vientos alisios actúan como el flujo de dirección de los ciclones tropicales que se forman sobre los océanos del mundo. ^[31] Los vientos alisios también conducen el polvo africano hacia el oeste a través del Océano Atlántico hacia el Caribe, así como partes del sureste de América del Norte. ^[32]

Un monzón es un viento predominante estacional que dura varios meses dentro de las regiones tropicales. El término se usó por primera vez en inglés en India, Bangladesh , Pakistán y los países vecinos para referirse a los grandes vientos estacionales que soplan desde el Océano Índico y el Mar Arábigo en el suroeste y traen fuertes lluvias a la zona. ^[33] Su progresión hacia los polos se acelera por el desarrollo de un calor bajo en los continentes asiático, africano y norteamericano durante mayo a julio, y sobre Australia en diciembre. ^{[34] [35] [36]}

Westerlies y su impacto

Mapa de Benjamin Franklin de la Corriente del Golfo

Artículo principal: Westerlies

Los vientos del oeste o los vientos predominantes del oeste son los vientos predominantes en las latitudes medias entre 35 y 65 grados de latitud . Estos vientos dominantes soplan de oeste a este, ^{[37] [38]} y dirigen ciclones extratropicales de esta manera general. Los vientos son predominantemente del suroeste en el hemisferio norte y del noroeste en el hemisferio sur. ^[30] Son más fuertes en el invierno cuando la presión es más baja sobre los polos, y más débiles durante el verano y cuando las presiones son más altas sobre los polos. ^[39]

Junto con los vientos alisios , los vientos del oeste permitieron una ruta comercial de ida y vuelta para los barcos de vela que cruzan los océanos Atlántico y Pacífico, ya que los vientos del oeste conducen al desarrollo de fuertes corrientes oceánicas en los lados occidentales de los océanos en ambos hemisferios a través del proceso de occidente. intensificación . ^[40] Estas corrientes oceánicas occidentales transportan agua cálida subtropical hacia los polos hacia las regiones polares . Los vientos del oeste pueden ser particularmente fuertes, especialmente en el hemisferio sur, donde hay menos tierra en las latitudes medias para hacer que el patrón de flujo se amplifique, lo que ralentiza los vientos. Los vientos del oeste más fuertes en las latitudes medias se encuentran dentro de una banda conocida como los 40 rugientes , entre40 y 50 grados de latitud al sur del ecuador. ^[41] Los vientos del oeste juegan un papel importante en el transporte de las cálidas aguas ecuatoriales y los vientos a las costas occidentales de los continentes, ^{[42] [43]} especialmente en el hemisferio sur debido a su vasta extensión oceánica.

Vientos del este polares

Artículo principal: vientos polares del este

Los vientos polares del este, también conocidos como células Polar Hadley, son vientos predominantes secos y fríos que soplan desde las áreas de alta presión de los máximos polares en los polos norte y sur hacia las áreas de baja presión dentro de los vientos del oeste en las latitudes altas. A diferencia de los vientos del oeste, estos vientos predominantes soplan de este a oeste y, a menudo, son débiles e irregulares. ^[44] Debido al bajo ángulo del sol, el aire frío se acumula y disminuye en el polo creando áreas superficiales de alta presión, forzando una salida de aire hacia el ecuador; ^[45] ese flujo de salida se desvía hacia el oeste por el efecto Coriolis.

Consideraciones locales

Vientos locales en todo el mundo. Estos vientos se forman a través del calentamiento de la tierra (de montañas o terreno plano).

Brisas marinas y terrestres

Artículo principal: brisa marina

A: brisa marina (ocurre durante el día), B: brisa terrestre (ocurre durante la noche)

En las regiones costeras, las brisas marinas y terrestres pueden ser factores importantes en los vientos predominantes de un lugar. El sol calienta el mar más lentamente debido al mayor calor específico del agua en comparación con la tierra. ^[46] A medida que aumenta la temperatura de la superficie de la tierra, la tierra calienta el aire por encima de ella por conducción. El aire caliente es menos denso que el ambiente circundante y por eso se eleva. Esto provoca un gradiente de presión de aproximadamente 2 milibares desde el océano a la tierra. El aire más frío sobre el mar, ahora con una presión a nivel del mar más alta, fluye tierra adentro hacia la presión más baja, creando una brisa más fresca cerca de la costa. Cuando los vientos a gran escala están en calma, la fuerza de la brisa marina es directamente proporcional a la diferencia de temperatura entre la masa terrestre y el mar. Si existe un viento en alta mar de 8 nudos (15 km / h), es poco probable que se desarrolle la brisa marina.

Por la noche, la tierra se enfría más rápidamente que el océano debido a las diferencias en sus valores caloríficos específicos . Este cambio de temperatura hace que la brisa marina diurna se disipe. Cuando la temperatura en tierra se enfríe por debajo de la temperatura en alta mar, la presión sobre el agua será menor que la de la tierra, estableciendo una brisa terrestre, siempre y cuando un viento en tierra no sea lo suficientemente fuerte para oponerse a ella. ^[47]

Cerca de las montañas

Esquema de onda de montaña. El viento fluye hacia una montaña y produce una primera oscilación (A). Una segunda ola ocurre más lejos y más alto. Las nubes lenticulares se forman en el pico de las olas (B).

Sobre superficies elevadas, el calentamiento del suelo excede el calentamiento del aire circundante a la misma altitud sobre el nivel del mar , creando una baja térmica asociada sobre el terreno y mejorando cualquier baja térmica que de otra manera hubiera existido, ^{[48] [49]} y cambiando la circulación del viento de la región. En áreas donde hay topografía accidentadaque interrumpe significativamente el flujo del viento ambiental, la circulación del viento entre montañas y valles es el contribuyente más importante a los vientos predominantes. Las colinas y los valles distorsionan sustancialmente el flujo de aire al aumentar la fricción entre la atmósfera y la masa terrestre actuando como un bloqueo físico del flujo, desviando el viento paralelo al rango justo aguas arriba de la topografía, lo que se conoce como chorro de barrera . Este chorro de barrera puede aumentar el viento a baja altura en un 45%. ^[50] La dirección del viento también cambia debido al contorno del terreno. ^[51]

Si hay un paso en la cordillera, los vientos atravesarán el paso con una velocidad considerable debido al principio de Bernoulli que describe una relación inversa entre la velocidad y la presión. El flujo de aire puede permanecer turbulento y errático durante cierta distancia a favor del viento en el campo más plano. Estas condiciones son peligrosas para los aviones que ascienden y descienden . ^[51] Los vientos fríos que se aceleran a través de las lagunas de las montañas reciben nombres regionales. En Centroamérica, los ejemplos incluyen el viento de Papagayo , el viento de Panamá y el viento de Tehuano . En Europa, los vientos similares se conocen como Bora , Tramontaney Mistral . Cuando estos vientos soplan sobre aguas abiertas, aumentan la mezcla de las capas superiores del océano que eleva las aguas frías y ricas en nutrientes a la superficie, lo que conduce a un aumento de la vida marina. ^[52]

En áreas montañosas, la distorsión local del flujo de aire se vuelve severa. El terreno irregular se combina para producir turbulencias y patrones de flujo impredecibles, como rotores , que pueden ser coronados por nubes lenticulares . Se desarrollan fuertes corrientes ascendentes , descendentes y remolinos a medida que el aire fluye sobre colinas y valles descendentes. La precipitación orográfica ocurre en el lado de barlovento de las montañas y es causada por el movimiento de aire ascendente de un flujo de aire húmedo a gran escala a través de la cresta de la montaña, también conocido como flujo de pendiente ascendente, lo que resulta en un flujo adiabáticoenfriamiento y condensación. En las partes montañosas del mundo sometidas a vientos relativamente constantes (por ejemplo, los vientos alisios), generalmente prevalece un clima más húmedo en el lado de barlovento de una montaña que en el lado de sotavento o sotavento. La humedad se elimina por elevación orográfica, dejando aire más seco en el lado descendente y generalmente cálido, a sotavento, donde se observa una sombra de lluvia . ^{[53] Los} vientos que fluyen sobre las montañas hacia las elevaciones más bajas se conocen como vientos de pendiente descendente. Estos vientos son cálidos y secos. En Europa, a sotavento de los Alpes , se les conoce como foehn . En Polonia, un ejemplo es el halny wiatr. En Argentina, el nombre local para los vientos inclinados es zonda.. En Java, el nombre local para tales vientos es koembang. En Nueva Zelanda, se les conoce como el arco Nor'west , y están acompañados por la formación de nubes que les da nombre y que ha inspirado obras de arte a lo largo de los años. ^[54] En las Grandes Llanuras de los Estados Unidos, estos vientos se conocen como chinook . Los vientos de pendiente descendente también ocurren en las estribaciones de las montañas Apalaches de los Estados Unidos, ^[55] y pueden ser tan fuertes como otros vientos de pendiente descendente ^[56] e inusuales en comparación con otros vientos foehn en que la humedad relativa típicamente cambia poco debido a la aumento de la humedad en la masa de aire de la fuente. ^[57]En California, los vientos de ladera descendente se canalizan a través de pasos de montaña, que intensifican su efecto, y los ejemplos incluyen los vientos de Santa Ana y la puesta del sol . La velocidad del viento durante el efecto del viento cuesta abajo puede exceder los 160 kilómetros por hora (99 mph). ^[58]

Velocidades medias del viento

Artículo principal: Atlas de viento

Como se describió anteriormente, los vientos predominantes y locales no se distribuyen uniformemente por la tierra, lo que significa que las velocidades del viento también difieren según la región. Además, la velocidad del viento también aumenta con la altitud.

Densidad de energía eólica

Hoy en día, un criterio utilizado para determinar las mejores ubicaciones para el desarrollo de la energía eólica se conoce como densidad de energía eólica (WPD). Es un cálculo relacionado con la fuerza efectiva del viento en un lugar particular, frecuentemente expresada en términos de la elevación sobre el nivel del suelo durante un período de tiempo. Tiene en cuenta la velocidad y la masa del viento. Los mapas codificados por colores que se preparan para un área particular se describen como, por ejemplo, "densidad de potencia anual media a 50 metros". Los resultados del cálculo anterior se incluyen en un índice desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable y denominado "CLASE NREL". Cuanto mayor sea el cálculo de WPD, mayor será la calificación por clase. ^[59] A finales de 2008, la capacidad nominal de los generadores eólicos en todo el mundo era de 120,8 gigavatios . ^[60] Aunque el viento solo produjo alrededor del 1,5% del uso mundial de electricidad en 2009, ^[60] está creciendo rápidamente, habiéndose duplicado en los tres años entre 2005 y 2008. En varios países ha alcanzado niveles relativamente altos de penetración, lo que representa aproximadamente el 19% de la producción de electricidad en Dinamarca , el 10% en España y Portugal , y el 7% en Alemania y la República de Irlanda en 2008. Un estudio indica que un suministro de energía totalmente renovable basado en un 70% de viento es alcanzable a los precios actuales de la energía por uniendo parques eólicos con una superred HVDC . ^[61]La energía eólica se ha expandido rápidamente, su participación en el uso de electricidad en todo el mundo a fines de 2014 era del 3,1%. ^[62] En 2011, la energía eólica también se utilizó para impulsar el viaje más largo en un automóvil eólico que recorrió una distancia de 5,000 km (3,100 millas) desde Perth a Melbourne en Australia. ^[63]

Cizalla

Gráfico de hodógrafa de vectores de viento a varias alturas en la troposfera , que se utiliza para diagnosticar la cizalladura vertical del viento

Artículo principal: Cizalladura del viento

La cizalladura del viento, a veces denominada gradiente del viento , es una diferencia en la velocidad y dirección del viento en una distancia relativamente corta en la atmósfera terrestre. ^[64] La cizalladura del viento se puede dividir en componentes verticales y horizontales, con cizalladura del viento horizontal vista a través de los frentes meteorológicos y cerca de la costa, ^[65] y cizalladura vertical típicamente cerca de la superficie, ^[66] aunque también en niveles más altos en la atmósfera. cerca de chorros de nivel superior y zonas frontales en altura. ^[67]

La cizalladura del viento en sí es un fenómeno meteorológico a microescala que ocurre en una distancia muy pequeña, pero puede estar asociado con características meteorológicas de escala sinóptica o de mesoescala , como líneas de turbonada y frentes fríos . Se observa comúnmente cerca de microrráfagas y explosiones descendentes causadas por tormentas eléctricas , ^[68] frentes climáticos, áreas de vientos localmente más altos de bajo nivel denominadas chorros de bajo nivel, cerca de montañas, ^[69] inversiones de radiación que ocurren debido a cielos despejados y vientos tranquilos, edificios, ^[70] aerogeneradores , ^[71] y veleros . ^[72] La cizalladura del viento tiene un efecto significativo en el control de las aeronaves durante el despegue y el aterrizaje, ^[73] y fue una causa importante de accidentes de aviación que implicaron una gran pérdida de vidas en los Estados Unidos. ^[68]

El movimiento del sonido a través de la atmósfera se ve afectado por la cizalladura del viento, que puede doblar el frente de onda y hacer que los sonidos se escuchen donde normalmente no se escucharían, o viceversa. ^{[74] La} fuerte cizalladura vertical del viento dentro de la troposfera también inhibe el desarrollo de ciclones tropicales , ^[75] pero ayuda a organizar tormentas eléctricas individuales en ciclos de vida más prolongados que luego pueden producir un clima severo . ^[76] El concepto de viento térmico explica cómo las diferencias en la velocidad del viento con la altura dependen de las diferencias horizontales de temperatura y explica la existencia de la corriente en chorro . ^[77]

Uso

Historia

Vientos según Aristóteles .

Como fuerza natural, el viento a menudo se personificaba como uno o más dioses del viento o como una expresión de lo sobrenatural en muchas culturas. Vayu es el dios hindú del viento. ^{[78] [79]} Los dioses del viento griegos incluyen a Boreas , Notus , Eurus y Zephyrus . ^[79] Eolo , en diversas interpretaciones, el gobernante o guardián de los cuatro vientos, también ha sido descrito como Astraeus , el dios del crepúsculo que engendró los cuatro vientos con Eos , la diosa del amanecer. Los antiguos griegos también observaron el cambio estacional de los vientos, como lo demuestra elTorre de los vientos en Atenas . ^[79] Venti son los dioses romanos de los vientos. ^[80] Fūjin es el dios del viento japonés y es uno de los dioses sintoístas más antiguos. Según la leyenda, estuvo presente en la creación del mundo y primero dejó salir los vientos de su bolso para limpiar el mundo de la niebla. ^[81] En la mitología nórdica , Njörðr es el dios del viento. ^[79] También hay cuatro dvärgar ( enanos nórdicos ), llamados Norðri, Suðri, Austri y Vestri , y probablemente los cuatro ciervos de Yggdrasil , personifican los cuatro vientos y son paralelos a los cuatro dioses griegos del viento.^[82] Stribog es el nombre del dios eslavo de los vientos, el cielo y el aire. Se dice que es el antepasado (abuelo) de los vientos de las ocho direcciones. ^[79]

Kamikaze (神 風) es una palabra japonesa, generalmente traducida como viento divino, que se cree que es un regalo de los dioses. Se sabe que el término se usó por primera vez como el nombre de un par o serie de tifones que se dice que salvaron a Japón de dos flotas mongoles bajo Kublai Khan que atacaron Japón en 1274 y nuevamente en 1281. ^[83] El viento protestante es un nombre de la tormenta que disuadió a la Armada española de una invasión de Inglaterra en 1588, donde el viento jugó un papel fundamental, ^[84] o los vientos favorables que permitieron a Guillermo de Orange invadir Inglaterra en 1688. ^[85] Durante la época egipcia de Napoleón Campaña , los soldados franceses tuvieron dificultades con laviento khamsin : cuando la tormenta apareció "como una mancha de sangre en el cielo lejano", los otomanos se pusieron a cubierto, mientras que los franceses "no reaccionaron hasta que fue demasiado tarde, luego se ahogaron y desmayaron en las cegadoras y asfixiantes paredes de polvo". ^[86] Durante la Campaña del Norte de África de la Segunda Guerra Mundial, "las tropas alemanas y aliadas se vieron obligadas a detenerse varias veces en medio de la batalla debido a las tormentas de arena causadas por khamsin ... Granos de arena arremolinados por el viento cegaron a los soldados y crearon perturbaciones eléctricas que inutilizaron las brújulas ". ^[87]

Transporte

Aeródromo de la RAF Exeter el 20 de mayo de 1944, que muestra el diseño de las pistas que permiten a los aviones despegar y aterrizar con el viento.

Hay muchas formas diferentes de veleros, pero todos tienen ciertas cosas básicas en común. A excepción de los barcos de rotor que utilizan el efecto Magnus , todos los barcos de vela tienen un casco , aparejos y al menos un mástil para sostener las velas que utilizan el viento para impulsar el barco. ^{[88] Los} viajes por el océano en velero pueden llevar muchos meses, ^[89] y un peligro común es quedarse en calma debido a la falta de viento, ^[90] o desviarse del rumbo debido a fuertes tormentas o vientos que no permiten avanzar en el lugar deseado. dirección. ^[91] Una fuerte tormenta podría provocar un naufragio.y la pérdida de todas las manos. ^[92] Los barcos de vela solo pueden transportar una cierta cantidad de suministros en su bodega , por lo que deben planificar los viajes largos con cuidado para incluir las provisiones adecuadas , incluida agua dulce. ^[93]

Para las aeronaves aerodinámicas que operan en relación con el aire, los vientos afectan la velocidad respecto al suelo, ^[94] y en el caso de vehículos más ligeros que el aire, el viento puede desempeñar un papel significativo o solitario en su movimiento y trayectoria terrestre . ^[95] La velocidad del viento en la superficie es generalmente el factor principal que rige la dirección de las operaciones de vuelo en un aeropuerto, y las pistas de los aeródromos están alineadas para tener en cuenta la (s) dirección (es) del viento común del área local. Si bien el despegue con viento de cola puede ser necesario en determinadas circunstancias, en general es deseable que haya viento en contra . Un viento de cola aumenta la distancia de despegue requerida y disminuye la pendiente de ascenso.^[96]

Fuente de energía

Esta turbina eólica genera electricidad a partir de energía eólica.

Ver también: energía eólica y energía eólica a gran altitud

Históricamente, los antiguos cingaleses de Anuradhapura y en otras ciudades de Sri Lanka utilizaron los vientos monzónicos para alimentar hornos desde el año 300 a . C. ^[97] Los hornos se construyeron sobre la trayectoria de los vientos monzónicos para aprovechar la energía eólica y llevar las temperaturas en el interior hasta los 1200 ° C (2190 ° F). Un molino de viento rudimentario se utilizó para alimentar un órgano en el siglo I d.C. ^[98] Los primeros molinos de viento prácticos se construyeron más tarde en Sistan , Afganistán , a partir del siglo VII d. C. Estos eran molinos de viento de eje vertical, que tenían ejes de transmisión verticales largoscon cuchillas en forma de rectángulo. ^[99] Hechos de seis a doce velas cubiertas con esteras de caña o material de tela, estos molinos de viento se usaban para moler maíz y extraer agua, y se usaban en las industrias de molienda y caña de azúcar. ^[100] Los molinos de viento de eje horizontal se utilizaron más tarde ampliamente en el noroeste de Europa para moler harina a partir de la década de 1180, y todavía existen muchos molinos de viento holandeses. La energía eólica a gran altitud es el foco de más de 30 empresas en todo el mundo que utilizan tecnología atada en lugar de torres de compresión que abrazan el suelo. ^[101]El petróleo se está ahorrando mediante el uso del viento para impulsar los buques de carga mediante el uso de la energía mecánica convertida a partir de la energía cinética del viento utilizando cometas muy grandes. ^[102]

Recreación

Otto Lilienthal en vuelo

El viento ocupa un lugar destacado en varios deportes populares, como el ala delta recreativa , los globos aerostáticos , el vuelo de cometas , el snowkite , el kite landboard , el kitesurf , el parapente , la vela y el windsurf . Al planear, los gradientes de viento justo por encima de la superficie afectan las fases de despegue y aterrizaje del vuelo de un planeador . El gradiente del viento puede tener un efecto notable en los lanzamientos terrestres., también conocidos como lanzamientos de cabrestante o lanzamientos de alambre. Si el gradiente de viento es significativo o repentino, o ambos, y el piloto mantiene la misma actitud de cabeceo, la velocidad aerodinámica indicada aumentará, posiblemente excediendo la velocidad máxima de remolque de lanzamiento desde tierra. El piloto debe ajustar la velocidad aerodinámica para hacer frente al efecto de la pendiente. ^[103] Al aterrizar, la cizalladura del viento también es un peligro, particularmente cuando los vientos son fuertes. A medida que el planeador desciende a través del gradiente de viento en la aproximación final al aterrizaje, la velocidad del aire disminuye mientras que la tasa de caída aumenta y no hay tiempo suficiente para acelerar antes del contacto con el suelo. El piloto debe anticipar el gradiente del viento y utilizar una velocidad de aproximación más alta para compensarlo. ^[104]

Papel en el mundo natural

Ver también: procesos eólicos

En climas áridos, la principal fuente de erosión es el viento. ^[105] La circulación general del viento mueve pequeñas partículas como el polvo a través de amplios océanos miles de kilómetros a favor del viento de su punto de origen, ^{[106] lo} que se conoce como deflación. Los vientos del oeste en las latitudes medias del planeta impulsan el movimiento de las corrientes oceánicas de oeste a este a través de los océanos del mundo. El viento tiene un papel muy importante en ayudar a las plantas y otros organismos inmóviles en la dispersión de semillas, esporas, polen, etc. Aunque el viento no es la forma principal de dispersión de semillas en las plantas, proporciona dispersión para un gran porcentaje de la biomasa de las plantas terrestres. .

Erosión

Una formación rocosa en el Altiplano , Bolivia , esculpida por la erosión eólica

La erosión puede ser el resultado del movimiento de material por el viento. Hay dos efectos principales. Primero, el viento hace que se levanten pequeñas partículas y, por lo tanto, se muevan a otra región. A esto se le llama deflación. En segundo lugar, estas partículas en suspensión pueden impactar sobre objetos sólidos provocando erosión por abrasión (sucesión ecológica). La erosión eólica generalmente ocurre en áreas con poca o ninguna vegetación, a menudo en áreas donde las precipitaciones son insuficientes para sostener la vegetación. Un ejemplo es la formación de dunas de arena , en una playa o en un desierto. ^{[107] El} loess es un sedimento homogéneo, típicamente no estratificado, poroso, friable , ligeramente coherente, a menudo calcáreo, de grano fino, limoso , amarillo pálido o beige, arrastrado por el viento (eólico) .^[108] Generalmente se presenta como un depósito general extenso que cubre áreas de cientos de kilómetros cuadrados y decenas de metros de espesor. Loess a menudo se encuentra en caras empinadas o verticales. ^{[109] El} loess tiende a convertirse en suelos muy ricos. En condiciones climáticas adecuadas, las áreas con loess se encuentran entre las más productivas en agricultura del mundo. ^[110] Los depósitos de loess son geológicamente inestables por naturaleza y se erosionarán muy fácilmente. Por lo tanto, los agricultores suelen plantar barreras contra el viento (como árboles y arbustos grandes) para reducir la erosión eólica del loess. ^[105]

Migración de polvo del desierto

A mediados del verano (julio en el hemisferio norte), los vientos alisios que se mueven hacia el oeste al sur de la cordillera subtropical que se mueve hacia el norte se expanden hacia el noroeste desde el Caribe hasta el sureste de América del Norte. Cuando el polvo del Sahara que se mueve alrededor de la periferia sur de la cordillera dentro del cinturón de los vientos alisios se mueve sobre la tierra, la lluvia se suprime y el cielo cambia de una apariencia azul a blanca, lo que conduce a un aumento de las puestas de sol rojas. Su presencia impacta negativamente en la calidad del aire al aumentar el recuento de partículas en el aire. ^[111] Más del 50% del polvo africano que llega a Estados Unidos afecta a Florida. ^[112]Desde 1970, los brotes de polvo han empeorado debido a los períodos de sequía en África. Existe una gran variabilidad en el transporte de polvo al Caribe y Florida de un año a otro. ^[113] Los eventos de polvo se han relacionado con una disminución en la salud de los arrecifes de coral en el Caribe y Florida, principalmente desde la década de 1970. ^[114] Penachos de polvo similares se originan en el desierto de Gobi , que combinados con contaminantes, se extienden a grandes distancias a favor del viento, o hacia el este, en América del Norte. ^[106]

Hay nombres locales para los vientos asociados con las tormentas de arena y polvo. El Calima lleva polvo de los vientos del sureste a las islas Canarias . ^[115] El Harmattan lleva polvo durante el invierno al Golfo de Guinea . ^[116] El Sirocco trae polvo del norte de África al sur de Europa debido al movimiento de ciclones extratropicales a través del Mediterráneo. ^[117] Los sistemas de tormentas primaverales que se mueven a través del este del Mediterráneo hacen que el polvo atraviese Egipto y la península arábiga , que se conocen localmente como Khamsin . ^[118] El Shamales causada por frentes fríos que levantan polvo a la atmósfera durante días a lo largo de los estados del Golfo Pérsico . ^[119]

Efecto en las plantas

Tumbleweed soplado contra una valla

En el bosque montano del Parque Nacional Olympic , el viento abre el dosel y aumenta la intensidad de la luz en el sotobosque .

Ver también: dispersión de semillas

La dispersión de semillas por el viento, o anemocoria , es uno de los medios de dispersión más primitivos. La dispersión del viento puede tomar una de dos formas principales: las semillas pueden flotar con la brisa o, alternativamente, pueden revolotear hacia el suelo. ^[120] Los ejemplos clásicos de estos mecanismos de dispersión incluyen los dientes de león ( Taraxacum spp., Asteraceae ), que tienen un pappus plumoso adherido a sus semillas y pueden dispersarse a largas distancias, y los arces ( Acer (género) spp., Sapindaceae), que tienen semillas aladas y revolotean hacia el suelo. Una limitación importante en la dispersión del viento es la necesidad de una producción abundante de semillas para maximizar la probabilidad de que una semilla aterrice en un sitio adecuado para la germinación . También existen fuertes limitaciones evolutivas en este mecanismo de dispersión. Por ejemplo, las especies de Asteraceae en las islas tendían a tener una capacidad de dispersión reducida (es decir, una masa de semillas más grande y un pappus más pequeño) en relación con la misma especie en el continente. ^{[121] La} dependencia de la dispersión del viento es común entre muchas especies de malezas o ruderales . Los mecanismos inusuales de dispersión del viento incluyen las plantas rodadoras . Un proceso relacionado con la anemofilia es la anemofilia., que es el proceso donde el polen es distribuido por el viento. Grandes familias de plantas se polinizan de esta manera, lo que se ve favorecido cuando los individuos de las especies de plantas dominantes están muy cerca unos de otros. ^[122]

El viento también limita el crecimiento de los árboles. En las costas y montañas aisladas, la línea de árboles es a menudo mucho más baja que en las altitudes correspondientes tierra adentro y en sistemas montañosos más grandes y complejos, porque los vientos fuertes reducen el crecimiento de los árboles. Los fuertes vientos arrasan los suelos delgados a través de la erosión, ^[123] así como dañan las ramas y ramitas. Cuando los fuertes vientos derriban o arrancan árboles, el proceso se conoce como viento . Esto es más probable en las laderas de las montañas a barlovento , y los casos graves generalmente ocurren en rodales de árboles de 75 años o más. ^[124] Las variedades de plantas cercanas a la costa, como la picea de Sitka y la uva de mar , ^[125] sonpodado por el viento y la niebla salina cerca de la costa. ^[126]

El viento también puede dañar las plantas debido a la abrasión de la arena . Los fuertes vientos recogerán arena suelta y tierra vegetal y la lanzarán por el aire a velocidades que van desde 25 millas por hora (40 km / h) a 40 millas por hora (64 km / h). Dicha arena arrastrada por el viento causa un gran daño a las plántulas de las plantas porque rompe las células de las plantas, haciéndolas vulnerables a la evaporación y la sequía. Usando un chorro de arena mecánico en un entorno de laboratorio, los científicos afiliados al Servicio de Investigación Agrícola estudiaron los efectos de la abrasión de la arena arrastrada por el viento en las plántulas de algodón. El estudio mostró que las plántulas respondieron al daño creado por la abrasión de la arena arrastrada por el viento al cambiar la energía del crecimiento del tallo y las raíces al crecimiento y reparación de los tallos dañados. ^[127]Después de un período de cuatro semanas, el crecimiento de la plántula volvió a ser uniforme en toda la planta, como era antes de que ocurriera la abrasión de la arena arrastrada por el viento. ^[128]

Efecto en los animales

El ganado bovino y ovino son propensos a la sensación térmica causada por una combinación de viento y temperaturas frías, cuando los vientos superan los 40 kilómetros por hora (25 mph), lo que hace que sus coberturas de pelo y lana sean ineficaces. ^[129] Aunque los pingüinos usan una capa de grasa y plumas para protegerse del frío tanto en el agua como en el aire, sus aletas y patas son menos inmunes al frío. En los climas más fríos, como la Antártida , los pingüinos emperador usan acurrucadoscomportamiento para sobrevivir al viento y al frío, alternando continuamente los miembros en el exterior del grupo ensamblado, lo que reduce la pérdida de calor en un 50%. ^[130] Los insectos voladores , un subconjunto de artrópodos , son arrastrados por los vientos dominantes, ^[131] mientras que las aves siguen su propio curso aprovechando las condiciones del viento, para volar o planear. ^[132] Como tal, los patrones de líneas finas dentro de las imágenes del radar meteorológico , asociados con los vientos convergentes, están dominados por los retornos de insectos. ^[133] Migración de aves, que tiende a ocurrir durante la noche dentro de los 7.000 pies (2.100 m) más bajos de la atmósfera de la Tierra., contamina los perfiles de viento recopilados por el radar meteorológico, en particular el WSR-88D , al aumentar los retornos del viento ambiental en 15 nudos (28 km / h) a 30 nudos (56 km / h). ^[134]

Los pikas usan una pared de guijarros para almacenar plantas secas y pastos para el invierno con el fin de proteger la comida de ser arrastrada. ^[135] Las cucarachas usan vientos leves que preceden a los ataques de depredadores potenciales , como los sapos , para sobrevivir a sus encuentros. Sus cerci son muy sensibles al viento y les ayudan a sobrevivir a la mitad de sus ataques. ^{[136] Los} alces tienen un agudo sentido del olfato que puede detectar posibles depredadores contra el viento a una distancia de 800 m (0,5 millas). ^{[137] El} aumento del viento por encima de los 15 kilómetros por hora (9,3 mph) indica a las gaviotas glaucas que aumenten su búsqueda de alimento y los ataques aéreos contra los araos de pico grueso.. ^[138]

Generación de sonido

El viento provoca la generación de sonido. El movimiento del aire provoca movimientos de partes de objetos naturales, como hojas o césped. Estos objetos producirán sonido si se tocan entre sí. Incluso un viento suave provocará un bajo nivel de ruido ambiental . Si el viento sopla con más fuerza, puede producir aullidos de distintas frecuencias. Esto puede ser causado por el viento que sopla sobre las cavidades o por los vórtices creados en el aire corriente abajo de un objeto. ^[139] Especialmente en edificios altos, muchas partes estructurales pueden causar ruidos molestos en determinadas condiciones de viento. Ejemplos de estas partes son balcones, aberturas de ventilación, aberturas de techo o cables.

Daño relacionado

Ver también: Clima severo

Daños por el huracán Andrew

Se sabe que los vientos fuertes causan daños, dependiendo de la magnitud de su velocidad y diferencial de presión. Las presiones del viento son positivas en el lado de barlovento de una estructura y negativas en el lado de sotavento. Las ráfagas de viento poco frecuentes pueden hacer que los puentes colgantes mal diseñados se balanceen. Cuando las ráfagas de viento tienen una frecuencia similar al balanceo del puente, el puente se puede destruir más fácilmente, como ocurrió con el puente Tacoma Narrows en 1940. ^[140] Velocidades del viento tan bajas como 23 nudos (43 km / h) ) puede provocar cortes de energía debido a que las ramas de los árboles interrumpen el flujo de energía a través de las líneas eléctricas. ^[141]Si bien no se garantiza que ninguna especie de árbol resista los vientos con fuerza de huracán, aquellos con raíces poco profundas son más propensos a arrancarse de raíz, y los árboles quebradizos como el eucalipto , el hibisco marino y el aguacate son más propensos a sufrir daños. ^[142] Los vientos con fuerza de huracán causan daños sustanciales a las casas móviles y comienzan a dañar estructuralmente las casas con cimientos. Se sabe que los vientos de esta fuerza debidos a los vientos descendentes del terreno rompen ventanas y chorrean la pintura de los automóviles. ^[58] Una vez que los vientos superan los 135 nudos (250 km / h), las casas se derrumban por completo y los edificios más grandes sufren daños importantes. La destrucción total de las estructuras artificiales se produce cuando los vientos alcanzan los 175 nudos (324 km / h). La escala de Saffir-Simpsony la escala Fujita mejorada se diseñaron para ayudar a estimar la velocidad del viento a partir del daño causado por los fuertes vientos relacionados con ciclones tropicales y tornados , y viceversa. ^{[143] [22]}

La isla Barrow de Australia tiene el récord de la ráfaga de viento más fuerte, alcanzando los 408 km / h (253 mph) durante el ciclón tropical Olivia el 10 de abril de 1996, superando el récord anterior de 372 km / h (231 mph) establecido en Mount Washington (New Hampshire). ) en la tarde del 12 de abril de 1934. ^[144] Las ráfagas de viento más poderosas de la Tierra fueron creadas por detonaciones nucleares. La onda expansiva es similar a una fuerte ráfaga de viento sobre el suelo. La explosión nuclear más grande (50-58 megatoneladas a una altitud de aproximadamente 13,000 pies (4,000 m)) generó una presión de explosión de 20 bar en la zona cero, que es similar a una ráfaga de viento de 3,100 millas por hora (5,000 km / h).

La intensidad de los incendios forestales aumenta durante las horas del día. Por ejemplo, las tasas de quema de troncos humeantes son hasta cinco veces mayores durante el día debido a la menor humedad, el aumento de las temperaturas y el aumento de la velocidad del viento. ^{[145] La} luz del sol calienta el suelo durante el día y hace que las corrientes de aire viajen cuesta arriba y cuesta abajo durante la noche a medida que la tierra se enfría. Los incendios forestales son avivados por estos vientos y, a menudo, siguen las corrientes de aire sobre colinas y valles. ^{[146] Las} operaciones de incendios forestales en los Estados Unidos giran en torno a un día de incendios de 24 horas que comienza a las 10:00 am debido al aumento predecible en la intensidad resultante del calor diurno. ^[147]

En el espacio exterior

Artículo principal: viento estelar

El viento solar es bastante diferente de un viento terrestre, ya que su origen es el sol y está compuesto de partículas cargadas que han escapado de la atmósfera del sol. Similar al viento solar, el viento planetario está compuesto por gases ligeros que escapan de las atmósferas planetarias. Durante largos períodos de tiempo, el viento planetario puede cambiar radicalmente la composición de las atmósferas planetarias.

El viento más rápido jamás registrado proviene del disco de acreción del agujero negro IGR J17091-3624 . Su velocidad es de 20.000.000 millas por hora (32.000.000 km / h), que es el 3% de la velocidad de la luz . ^[148]

Viento planetario

Artículo principal: Escape atmosférico

Posible futuro para la Tierra debido al viento planetario: Venus

El viento hidrodinámico dentro de la parte superior de la atmósfera de un planeta permite que elementos químicos ligeros como el hidrógeno se muevan hacia la exobase , el límite inferior de la exosfera , donde los gases pueden alcanzar la velocidad de escape y entrar en el espacio exterior sin impactar otras partículas de gas. . Este tipo de pérdida de gas de un planeta al espacio se conoce como viento planetario. ^[149] Tal proceso a lo largo del tiempo geológico hace que los planetas ricos en agua, como la Tierra, evolucionen a planetas como Venus . ^[150] Además, los planetas con atmósferas bajas más calientes podrían acelerar la tasa de pérdida de hidrógeno. ^[151]

Viento solar

Artículo principal: viento solar

En lugar de aire, el viento solar es una corriente de partículas cargadas, un plasma, que se proyecta desde la atmósfera superior del sol a una velocidad de 400 kilómetros por segundo (890.000 mph). Consiste principalmente en electrones y protones con energías de aproximadamente 1 keV . La corriente de partículas varía en temperatura y velocidad con el paso del tiempo. Estas partículas pueden escapar de la gravedad del sol , en parte debido a la alta temperatura de la corona , ^[152] pero también debido a la alta energía cinética.que las partículas ganan a través de un proceso que no se comprende bien. El viento solar crea la Heliosfera , una gran burbuja en el medio interestelar que rodea al Sistema Solar. ^{[153] Los} planetas requieren grandes campos magnéticos para reducir la ionización de su atmósfera superior por el viento solar. ^[151] Otros fenómenos causados ​​por el viento solar incluyen tormentas geomagnéticas que pueden destruir las redes eléctricas de la Tierra, ^[154] las auroras como la aurora boreal , ^[155] y las colas de plasma de los cometas que siempre apuntan en dirección opuesta al sol. ^[156]

En otros planetas

Los fuertes vientos de 300 kilómetros por hora (190 mph) en la cima de las nubes de Venus rodean el planeta cada cuatro o cinco días terrestres. ^[157] Cuando los polos de Marte se exponen a la luz solar después de su invierno, el CO ₂ congelado se sublima , creando vientos importantes que barren los polos a una velocidad de 400 kilómetros por hora (250 mph), que posteriormente transporta grandes cantidades de polvo y vapor de agua sobre su paisaje . ^[158] Otros vientos marcianos han provocado eventos de limpieza y remolinos de polvo . ^{[159] [160]} En Júpiter , las velocidades del viento de 100 metros por segundo (220 mph) son comunes en las corrientes en chorro zonales.^[161] Los vientos de Saturno se encuentran entre los más rápidos del Sistema Solar. Los datos de Cassini-Huygens indicaron vientos máximos del este de 375 metros por segundo (840 mph). ^[162] En Urano , las velocidades del viento del hemisferio norte alcanzan los 240 metros por segundo (540 mph) cerca de los 50 grados de latitud norte. ^{[163] [164] [165]} En la cima de las nubes de Neptuno , los vientos predominantes varían en velocidad desde 400 metros por segundo (890 mph) a lo largo del ecuador hasta 250 metros por segundo (560 mph) en los polos. ^[166] A 70 ° S de latitud en Neptuno, una corriente en chorro de alta velocidad viaja a una velocidad de 300 metros por segundo (670 mph). ^[167] El viento más rápido de cualquier planeta conocido está enHD 80606 b ubicado a 190 años luz de distancia, donde sopla a más de 11,000 mph o 5 km / s. ^[168]

Ver también

• Flujo de aire
• Climatología
• Efecto Küssner
• Aviso de viento
• Ingeniería eólica
• Lista de vientos locales
• viento del norte
• viento del sur
• viento del oeste
• Viento del este

Referencias

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Enlaces externos

Wikiquote tiene citas relacionadas con: Viento

• Viento (meteorología) en la Encyclopædia Britannica
• Mapa actual de vientos superficiales globales