jueves, 19 de marzo de 2015

Sobre borrascas y corrientes en chorro

Comienza un día cualquiera de invierno, casi primavera. Los cielos amanecen nublados por el sur de la península. Tal como había predicho la información meteorológica, una borrasca se dispone a entrar por el golfo de Cádiz.
En el repaso mañanero a Twitter, leo lo siguiente:


"Un ramal del chorro polar orientado N-S al W de la península dirige la borrasca hacia el Golfo de Cádiz". 
Suena a frío y a viento, ¿verdad? Pero, ¿qué es exactamente un ramal del chorro polar? En esta entrada vamos a intentar explicarlo. Para ello, necesitamos recordar algunos conceptos básicos.


Empecemos por la atmósfera...



En esta imagen de la NASA se observa la fina capa gaseosa que envuelve al planeta. Esta capa es la atmósfera, un sistema gaseoso sometido a la atracción gravitatoria de la Tierra. Debido a dicha atracción su densidad no es constante, sino que disminuye con la altitud. La presión, temperatura y otras propiedades también varían con la altitud. Usamos dichas variaciones para dividir la atmósfera en capas. No lo hacemos solo porque nos encante dividir las cosas en partes, tiene su utilidad, como después veremos.
En la imagen siguiente se nombran las capas en las que se clasifica la atmósfera según la variación de la temperatura:


Todos los que hayan subido a una montaña alguna vez han experimentado el descenso de temperatura que se produce conforme la altitud aumenta. Esto es así en la troposfera, y ocurre debido a la disminución de la densidad del aire con la altura, pero, si subiésemos a una montaña con el doble de altitud que el Everest - si existiera, claro -, llegaría un momento en el que la temperatura comenzaría a aumentar. No lo hace porque la densidad aumente de nuevo, eso no ocurre, sino porque la concentración de ozono aumenta con la altitud y el ozono, como todos sabemos, absorbe la radiación ultravioleta del sol, provocando el aumento de temperatura. Cuando ocurre esto, ya no estamos en la troposfera, ahora a esa parte de la atmósfera la nombramos de otra manera: estratosfera. Después encontramos, de nuevo, una zona donde la temperatura disminuye, debido a que la concentración de ozono lo hace también, y la llamamos mesosfera. La última capa de la atmósfera es la termosfera. Si es una capa distinta es porque, de nuevo, el gradiente de temperatura se invierte. De hecho, en esta capa se alcanzan temperaturas altísimas debido a la energía liberada por las disociaciones de átomos y moléculas que se producen por la interacción de las mismas con los rayos cósmicos y la radiación procedente del Sol. El límite superior de cada capa se nombra con el sufijo pausa, como podemos observar en la imagen.

Bueno, ya tenemos la atmósfera dividida en capas. La que nos interesa para nuestro propósito es la troposfera, porque es donde tienen lugar la mayoría de los fenómenos meteorológicos.
Ahora, tenemos que hablar de la radiación solar que llega a la Tierra.

El eje de la Tierra está inclinado un cierto ángulo respecto al Sol. Como consecuencia de esto, los rayos solares no inciden con el mismo ángulo en el ecuador que en los trópicos, o en los polos. Allí donde la incidencia es perpendicular (90º) o cercana a la perpendicular, la cantidad de energía que llega a la atmósfera es la mayor posible. En cambio, en los polos, donde el ángulo de incidencia es tangencial, es decir, muy pequeño, la cantidad de energía que nos llega es muy pequeña también. Ya sabemos que el clima en las zonas polares es muy frío y en las zonas ecuatoriales es cálido. A más energía recibida, más temperatura alcanzada.
Entonces, resulta que en la troposfera tenemos zonas que reciben más radiación y se calientan más, y zonas que reciben menos, y se calientan menos. Además, también tenemos variación de la temperatura con la altitud. Como resultado, ¿qué va a pasar? Está bastante claro, en la atmósfera  el aire no está quieto, sino en continuo movimiento. Sin duda, en la atmósfera no hay equilibrio. Dicho de una forma un poco más técnica: la circulación atmosférica es turbulenta. No lo hemos mencionado, pero, como sabemos, la superficie terrestre no es plana y, encima, está en rotación, lo que complica el problema aún más. Con todo este lío hay que entender que el hombre del tiempo no siempre acierte en su pronóstico ;-)

A pesar de todo, es posible hacer una descripción, a grandes rasgos, de lo que pasa en la atmósfera.



Empecemos por los polos. Allí el aire es frío. Y el aire frío pesa, por lo que desciende. Al llegar a la superficie se dirige hacia latitudes inferiores, desviándose debido a la fuerza de Coriolis hacia el oeste. Pero, poco a poco, el aire se va calentando, hasta que al llegar a los 60º de latitud, aproximadamente, asciende de nuevo, cerrando un círculo. A este movimiento del aire le llamamos celda polar.

En el ecuador, sin embargo, el aire es cálido. Y el aire caliente ya sabemos cómo se comporta, pesa menos y asciende. La corriente ascendente se enfría produciendo tormentas con lluvias abundantes. Esta es la zona más lluviosa del planeta. En altitud, el aire es empujado por la corriente que sube desde la superficie, de modo que se dirige hacia los polos. Pero no lo hace siguiendo la línea de los meridianos, de nuevo, la fuerza de Coriolis lo desvía, hacia el Este en el hemisferio norte y al Oeste en el hemisferio sur. Este aire poco a poco se va enfriando, de tal forma que al llegar aproximadamente al paralelo 30º, -la corriente no alcanza los polos-, desciende, creando en superficie una zona anticiclónica. Este movimiento también tiene nombre: celda de Hadley. En la zona donde se produce el descenso del aire están situados los grandes desiertos del planeta debido a que dicho aire que baja es muy seco.

Entre la celda polar y la de Hadley existe una tercera celda, la llamada celda de Ferrel. Esta celda se produce por arrastre del aire debido a los movimientos de las otras dos celdas. En la zona donde se encuentran los vientos que vienen del polo con los vientos procedentes de las zonas tropicales, debido a la gran diferencia de temperatura entre ambas corrientes, se producen continuas borrascas y vientos fuertes. Esta zona se conoce como frente polar.

Si observamos esta imagen de satélite, y nos fijamos en el hemisferio norte, podremos observar el cinturón de tormentas sobre la zona ecuatorial en África, después una parte oscura que corresponde a una de las regiones más secas del planeta de las que hablábamos antes, la zona anticiclónica correspondiente al desierto del Sáhara, y más arriba la zona de borrascas del frente polar.




Ahora que tenemos una descripción general del movimiento del aire en la atmósfera, por fin estamos en disposición de explicar qué es el chorro polar.

Antes, cuando nombramos las capas de la atmósfera, no contamos algunos detalles. El final de la troposfera y principio de la estratosfera, la tropopausa, lo situábamos, según la imagen, en 15 km. Pero resulta que esto no es así en todas partes. El techo de la troposfera se encuentra a distintas altitudes según la zona en que nos encontremos. Sobre la celda polar la tropopausa se encuentra a tan solo 7 km, en latitudes medias a 12 km y sobre el ecuador puede llegar a los 18 km. El paso de uno a otro no es gradual, sino que se produce de golpe. Nos podemos imaginar qué pasa en esos escalones. Se producen fuertes vientos en forma de tubos que rodean al planeta de Oeste a Este. Son los chorros.



El llamado chorro polar está situado coronando el frente polar, a unos 10 km de altitud. Forma ondas y, a veces, se producen ramificaciones que pueden desprenderse de la celda polar y quedar aisladas en zonas calientes. Estos embolsamientos terminan adquiriendo la temperatura del ambiente, pero mientras pues, ya sabemos lo que pasa, borrascas con lluvias que pueden llegar a ser fuertes.

Y, bueno, esto es lo que ha pasado estos últimos días en la península en lo que a tiempo se refiere.


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