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Meteorología: Una ciencia práctica

Yate nº 504

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1. Meteorología2. Formaciones isobáricas

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Vamos a interpretar los mapas del tiempo adquiriendo unos conocimientos básicos. Además de los partes que ya nos vienen descifrados, conviene tener una cierta idea de los mapas para acercarnos a esta ciencia tan importante para la navegación.

El viento es la cusa principal de los problemas del navegante porque es el que forma las olas. La intensidad del viento, su persistencia y el recorrido que haga sobre el mar en una misma dirección, el denominado “fetch”, son los tres factores que van a influir de una forma inmediata en la altura de la ola. Y lo que genera el viento es la variación de la presión atmosférica sobre la superficie terrestre. Entendiendo que el viento es una masa de aire en movimiento, el aire es una mezcla de gases, sobre todo de nitrógeno y oxígeno, que está atraída al centro de la tierra por la fuerza de gravedad, es decir, pesa sobre la superficie terrestre. Galileo demostró y calculó el peso del aire. Pesó un globo de vidrio, de capacidad conocida, lleno y vacío de aire. La diferencia entre ambas pesadas fue de 1,29 gramos por cada litro de capacidad del globo, al nivel del mar. Si un litro de agua pesa 1.000 gramos, un litro de aire pesa 1,29 gramos. La atmósfera es la capa de aire que rodea la superficie terrestre. Está unida a la tierra por la atracción gravitatoria y, por lo tanto, se puede comprimir mucho. Su máxima densidad está al nivel del mar, disminuyendo rápidamente al ascender en altitud. En los primeros 50 kilómetros desde el nivel del mar se encuentra el 99,9 por ciento de la masa atmosférica, pero sus componentes llegan a percibirse, con densidades debilísimas, hasta 10.000 kilómetros de altitud, e incluso más.
circulación del viento
Circulación del viento

La presión atmosférica


La presión atmosférica es el peso del aire por unidad de superficie. Torricelli, en 1643, la midió por primera vez mediante su ya famoso experimento. Llenó con mercurio un tubo de un metro de longitud abierto por un extremo, e invirtiéndolo sin dejar salir su contenido, lo introdujo en una cubeta que contenía la misma sustancia. El mercurio del tubo descendió, pero no del todo, quedando con una altura de 760 mm. La fuerza que impide que descienda totalmente la columna de mercurio es la del aire de la atmósfera sobre la superficie de mercurio del recipiente, el peso del aire. Es fácil deducir que el peso de la presión atmosférica equivale al peso de la columna de mercurio de 760 mm de altura y un centímetro cuadrado de sección, lo que nos arrojaría un peso de 1.033,2 gramos. Por lo tanto, la presión atmosférica supone un poco más de un kilogramo por cada centímetro cuadrado.

Dicha presión también se ejerce sobre nuestro organismo, pero no lo notamos pues se reparte en toda la superficie de nuestra piel y está equilibrada con la presión interna de nuestro cuerpo. Si multiplicamos 1.033,2 g/cm por la aceleración de la gravedad, obtendremos el valor de la presión atmosférica en un sistema de valores cegesimal. Es decir la presión atmosférica equivale a 1013,2 dynas por cada centímetro cuadrado. Al ser una cantidad muy elevada, se estableció una nueva unidad llamada bar, con un divisor, el milibar, con la equivalencia final de que la presión atmosférica media equivale a 1013,2 milibares (mb).

El barómetro


Es el aparato para medir la presión atmosférica. El tubo de Torricelli fue el primer barómetro, pero su uso en barcos presenta dificultades evidentes, por lo que el barómetro aneroide es el que encontraremos habitualmente. Son dos discos soldados a los que se les ha hecho el vacío en el interior que se aplastan o expanden en función de la variación de presión, mientras un sensor nos indica la presión soportada.

Variación horizontal de la presión atmosférica


La superficie terrestre sufre zonas de mayor presión comparadas con otras de menor. El viento, sencillamente, “escapa” de la zona con alta presión hacia otra con baja. Estas zonas de diferentes presiones están íntimamente relacionadas con la temperatura. El aire frío es más denso, más pesado que el cálido. La superficie terrestre experimenta calentamientos y enfriamientos no uniformes en toda ella, apareciendo sectores de aire cálidos y otros fríos, Las masas de aire cálidas son ligeras, ejerciendo una presión menor sobre la superficie sobre la que descansan que la ejercida por las frías. Se corresponderán con áreas de presión relativamente bajas, inferior a las afectadas por las frías. El viento se origina por estas variaciones horizontales de presión atmosférica. Las variaciones de presión atmosférica sobre la superficie terrestre pueden representarse en un mapa mediante curvas que unen los puntos que poseen la misma presión atmosférica. Estas curvas reciben el nombre de isobaras. Estas isobaras tendrán forma redondeada y encerrarán centros de altas presiones o anticiclones y centros de bajas presiones o borrascas. Tal como hemos visto antes, el viento querrá viajar desde las altas presiones hacia las bajas. Pero en realidad el aire no se dirige de las altas a las bajas presiones siguiendo una línea recta, como ocurriría en un planeta plano y sin rotación. Lo que hace es desviarse hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte, y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Esta fuerza que actúa sobre el viento recibe el nombre de fuerza de Coriolis.

La acción de la fuerza de la presión y de la de Coriolis desemboca en un equilibrio, de manera que el viento resultante de ambas, el viento geostrófico, es paralelo a las isóbaras, dejando las bajas presiones a su izquierda en el hemisferio norte, y a su derecha en el hemisferio sur. Por fin, hemos de considerar la fuerza centrífuga. El viento resultante del equilibrio entre las fuerzas de presión, Coriolis y centrífuga es el llamado viento de gradiente. Este último viento tampoco es el real, porque todavía interviene la fuerza de rozamiento del aire con la superficie terrestre, y al componerse con las otras fuerzas lo desvía algo de la dirección marcada por las isobaras, hacia el interior de la bajas presiones. Así, el aire circula desde las altas presiones a las bajas, pero no directamente, ni siguiendo exactamente la dirección de las isobaras, sino cortándolas, con un pequeño ángulo. Es importante destacar que alrededor de las altas presiones el aire circula en el sentido de las agujas del reloj, en el hemisferio norte. Este sentido recibe el nombre de anticiclónico. Alrededor de las bajas presiones el aire circula en sentido contrario al horario, o ciclónico. En el hemisferio sur los sentidos son los contrarios.
Circulación del viento
Circulación del viento

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