El viento juega un papel importante en el clima de la Tierra. La velocidad del viento más rápida oficial de 253 millas por hora ocurrió en 1996 durante el ciclón Olivia en Australia. El viento más rápido no oficial, 318 millas por hora calculado por el radar Doppler, ocurrió durante un tornado cerca de Oklahoma City en 1999. Comprender qué causa el viento, especialmente estos vientos destructivos, comienza con comprender cómo el Sol calienta la superficie de la Tierra.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
El viento se genera cuando el aire pasa de un sistema de alta presión a un sistema de baja presión. Cuanto mayor sea la diferencia de presión, más fuerte será el viento. Las diferencias de temperatura provocan estas diferencias de presión.
Energia del sol
La energía del Sol calienta la atmósfera de la Tierra de manera desigual. En el ecuador, el calentamiento es relativamente constante, mientras que la energía del Sol se extiende sobre un área cada vez más grande a medida que aumenta la latitud. Esta diferencia en la distribución de energía crea patrones de viento globales.
A medida que la atmósfera se calienta, el aire más cálido se eleva, lo que crea áreas de menor presión. El aire más frío y denso que forma los sistemas de alta presión adyacentes se mueve para llenar el espacio dejado por el aire más cálido que se eleva. El aire cálido se enfría cuando se acerca a la parte superior de la troposfera y se hunde hacia la superficie de la Tierra, creando corrientes de convección en la atmósfera.
Los sistemas climáticos de alta presión generalmente son el resultado de patrones de aire más frío, mientras que los sistemas climáticos de baja presión generalmente son el resultado de patrones de aire más cálidos.
Efecto Coriolis y dirección del viento
Si la Tierra no girara, las corrientes de convección en la atmósfera podrían desarrollar vientos que soplarían desde los polos hasta el ecuador. La rotación de la Tierra alrededor de su eje, sin embargo, causa la efecto Coriolis. La Tierra girando desvía el viento de una línea recta a una curva. Cuanto más fuerte es el viento, mayor es la curva.
En el hemisferio norte, la desviación se curva hacia la derecha. En el hemisferio sur, la desviación se curva hacia la izquierda. Otra forma de considerar la dirección del efecto Coriolis es desde la perspectiva de un astronauta flotando directamente sobre el polo norte. Un globo de helio liberado al norte del ecuador viajaría en dirección contraria a las agujas del reloj.
Si el astronauta estuviera por encima del polo sur y el globo se soltara al sur del ecuador, el globo parecería viajar en el sentido de las agujas del reloj.
Vientos alisios, vientos del oeste y vientos polares del este
Mientras tanto, al regresar al ecuador, el aire de enfriamiento en la parte superior de la columna de aire ascendente se aparta y comienza a caer de nuevo a la superficie de la Tierra. El efecto Coriolis retuerce el aire ascendente y descendente más cercano al ecuador en el patrón de viento llamado vientos alisios. En el hemisferio norte, los vientos alisios fluyen del noreste al suroeste, mientras que en el hemisferio sur los vientos alisios fluyen del sureste al noroeste.
El patrón de viento en las latitudes medias fluye en la dirección opuesta, generalmente de oeste a este. Los patrones climáticos en los EE. UU. Se mueven desde la costa oeste hacia la costa este. Estos vientos se llaman vientos del oeste.
Por encima de 60 ° N y por debajo de 60 ° S de latitud, el viento intenta soplar hacia el ecuador, pero el efecto Coriolis tuerce el viento en el patrón llamado pascua polares.
Los primeros exploradores aprendieron sobre estos patrones generales y los usaron para explorar el mundo. Estos patrones de viento proporcionaron una fuente constante de propulsión para los barcos de vela que viajaban desde Europa y África al Nuevo Mundo y viceversa.
Temperatura, presión del aire y viento
Las diferencias de presión que provocan el viento se deben a diferencias de temperatura. Los patrones de viento locales pueden parecer violar los patrones de viento globales, hasta que se examinen con mayor detalle.
Brisas terrestres y marinas
Las áreas terrestres se calientan y enfrían más rápido que el agua. Durante el día, la tierra se calienta, lo que calienta el aire sobre la tierra. El aire cálido que se eleva sobre la tierra extrae aire más frío del agua. Por la noche ocurre el proceso inverso.
El agua mantiene la temperatura por más tiempo que la tierra, por lo que el aire más cálido se eleva y extrae aire más frío de la tierra. Este patrón costero ocurre con diferenciales de presión localmente graduales o leves. Los sistemas de presión más fuertes anulan la ligera diferencia tierra-agua que causa estas brisas.
Vientos de montaña y valle
Un fenómeno local similar ocurre en áreas montañosas. El sol calienta el suelo que calienta el aire adyacente. El aire caliente se eleva y el aire más frío que se encuentra más lejos del suelo entra, empujando el aire más cálido hacia la montaña. Por la noche, el enfriamiento del suelo enfría el aire adyacente al suelo.
El aire más frío y denso fluye por la montaña. Este flujo de aire puede convertirse en la brisa concentrada en los cañones denominados drenaje de aire frío.
Tornados y huracanes
Los vientos extremos de tornados y huracanes también son el resultado de diferencias de presión. La distancia extremadamente pequeña entre la capa exterior de alta presión y el núcleo de baja presión puede generar velocidades del viento superiores a las 200 mph. La escala de viento de Beaufort clasifica estos vientos en función de los fenómenos observados. (Véanse las referencias de la escala de viento de Beaufort)
