4.4: Transporte de Coriolis y Ekman

Para los vientos de gran escala y las corrientes oceánicas, el efecto Coriolis es una consideración importante porque cambia la dirección neta del transporte de calor.

Efecto Coriolis El efecto Coriolis se debe a una fuerza inercial que es importante en un marco de referencia giratorio. Como saben por las leyes del movimiento de Newton, los cuerpos en movimiento permanecen en movimiento a menos que actúen sobre ellos por fuerzas externas. Entonces, un viento que sopla de norte a sur debería ir en línea recta, y de hecho, lo hace. El problema es que esta línea recta no se ve recta cuando se hace referencia a una Tierra que gira. Hay muchos recursos en línea para el efecto Coriolis, así que no intentaré duplicar visualizaciones aquí, pero hay algunas cosas para aclarar antes de mirar algunas de ellas.

1. La fuerza de Coriolis viene dada por la aceleración de Coriolis multiplicada por la masa del objeto en movimiento. Este es el familiar F = m a.
2. La aceleración de Coriolis es proporcional al producto cruzado entre la velocidad (lineal) del objeto en movimiento y la velocidad angular del marco de referencia giratorio. En la Tierra, la velocidad angular viene dada por 360 deg/24 Hr. o 2 π (radianes) por 24 Hrs, que es igual a 1.454e-4 radianes por seg. La fórmula es: a _c = - 2ω x v
3. Como se recuerda de la tectónica de placas y la trigonometría esférica, la magnitud de un producto cruzado como este se puede obtener de la magnitud de cada vector (ω y v) multiplicado por el pecado del ángulo entre ellos.

Así, la magnitud de a _c = ω v SINδ donde negrita indica magnitud y Δ es el ángulo sólido entre los vectores. Para un cuerpo tridimensional, este ángulo es un ángulo sólido, y podemos usar las fórmulas desarrolladas a partir de la tectónica de placas y la trigonometría esférica para determinar el ángulo sólido. Pero afortunadamente, no necesitamos usarlos, porque el eje de rotación corresponde al polo norte de la Tierra, así, solo podemos usar la latitud.

Si quieres más antecedentes y ejemplos, te puedo recomendar la página de Wikipedia (el enlace es externo) que está muy bien hecho.

También puedo recomendar: Explicación de Coriolis (el enlace es externo)

El panel izquierdo de la siguiente figura es un excelente resumen de cómo el efecto Coriolis (flechas rojas) se combina con el viento impulsado por presión (flechas azules) para producir la rotación en sentido contrario a las agujas del reloj (flechas negras) alrededor de un sistema de baja presión en el hemisferio norte Cuál es el patrón de viento, y sentido de rotación, alrededor de un sistema de baja presión en el hemisferio sur?

El panel derecho es una maravillosa imagen del patrón de viento alrededor de un sistema de Baja Presión sobre Islandia. Observe la naturaleza en sentido contrario a las agujas del reloj del patrón de bobinado de las nubes. ¿Esto le resulta familiar a partir de imágenes que has visto de huracanes?

Fuentes: Panel izquierdo: Wikipedia (el enlace es externo) Panel derecho: NASA (el enlace es externo)

Lectura

Lee el siguiente enlace.

• Efecto Coriolis. (enlace es externo) Pensando en la circulación de Hadley (y la imagen de arriba), ¿por qué un viento del norte (es decir, un viento del norte) en el hemisferio norte, como en una celda de Hadley, sopla hacia el suroeste?

Transporte Ekman El agua en el océano se puede dividir aproximadamente en tres regiones según la densidad: agua superficial, picnoclina y aguas profundas. La picnoclina (también llamada termoclina o haloclina: recuerdan que la densidad del agua de mar (picno) está determinada por la temperatura (termo) y la salinidad (halo). Los vientos impulsan corrientes superficiales en el océano, y estas corrientes son efectuadas por el efecto Coriolis. Pero el flujo superficial provoca movimiento en el agua de abajo, por lo que las cosas se complican un poco más. Las propiedades físicas de las Aguas Superficiales varían suavemente desde la superficie del océano hasta la picnoclina, pero para los fines de esta discusión, es útil imaginar que la zona superficial está compuesta por varias capas de agua. La capa superior es impulsada por el viento. El movimiento en esta capa impulsa el flujo en la capa de abajo, y así sucesivamente, de tal manera que el movimiento impulsado por el viento en la parte superior, finalmente, impulsa el flujo en todas las capas de abajo. Ahora aquí está la complicación: cada una de nuestras 'capas' está influenciada por el efecto Coriolis. Esto establece una espiral, con movimiento en cada capa sucesivamente más profunda doblada algo hacia la derecha (en el hemisferio norte) en relación con el forzamiento desde arriba.

Fuentes: NOAA

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