Aportaciones de Rossby a la Meteorología
El meteorólogo Carl-Gustaf A. Rossby (1898-1957) hizo grandes aportaciones a la meteorología, entre las que destaca la deducción teórica de las grandes ondas planetarias que llevan su nombre y que dictaminan el tiempo de latitudes medias.
Cuando pensamos en una disciplina científica, nos vienen a la cabeza uno o varios nombres de personajes cuyas contribuciones han resultado decisivas para su desarrollo. Pensando en la Física, seguramente dudaremos si colocar por delante a Newton o a Einstein, en Biología existe bastante consenso en situar a Darwin en lo más alto, en Matemáticas pasa algo parecido con Euler ¿Y en Meteorología? ¿Aristóteles, Torricelli, Vilhem Bjerknes? Cualquiera de los tres tiene méritos suficientes, lo mismo que Carl-Gustaf Arvid Rossby (1898-1957), a cuyas aportaciones vamos a dedicar unas líneas.
El sabio de Estagira puso los primeros cimientos (racionales, aunque pre-científicos) a la Meteorología. Sus elucubraciones, a pesar de ser en gran parte erróneas, sentaron cátedra durante dos milenios. Torricelli fue el primero en entender la naturaleza del aire, lo que impulsó la ciencia meteorológica, y Bjerknes (“El padre de la Meteorología moderna”) planteó teóricamente el problema de la predicción del tiempo, lo que permitió el posterior desarrollo de los modelos numéricos de circulación global de la atmósfera. Rossby fue también uno de los grandes, aunque fuera del ámbito meteorológico no sea tan conocido.
Un currículum intachable
Basta con echar un vistazo rápido a la trayectoria profesional de Carl-Gustaf A. Rossby para darnos cuenta de la talla intelectual y científica del personaje. Al margen de los numerosos reconocimientos y honores (al más alto nivel) que recibió a lo largo de su vida, logró algo que quizás tuvo más mérito: aparecer a toda página en la portada del número del 17 de diciembre de 1956 de la revista TIME, cuando todavía vivía (ocho meses antes de fallecer). Que la revista con mayor repercusión del mundo dedique su portada a un científico en activo da idea de la dimensión del personaje.
Natural de Suecia y nacionalizado estadounidense, este meteorólogo fue discípulo de Vilhem Bjerknes, al que ya hemos citado, tanto en la Universidad de Estocolmo como en la de Leipzig, donde empezó a interesarse por el comportamiento de los fluidos geofísicos (el agua y el aire). La dinámica de los océanos y la atmósfera se convirtió en su principal campo de estudio, aunque no fue el único. Tras ingresar en el Servicio Meteorológico e Hidrológico Sueco en 1922 y participar en varias expediciones oceanográficas, en 1926 cruzó el charco y comenzó a trabajar en el US Weather Bureau, en Washington DC, iniciando una carrera meteórica.
Apenas dos años después (1928) fundó el Departamento de Meteorología del prestigioso MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts), donde realizó importantes aportaciones en el campo de la termodinámica de la atmósfera, los flujos turbulentos y la interacción (acoplamiento) entre la atmósfera y el océano. Entre sus trabajos de esos años destaca uno titulado: “La capa de influencia friccional en el viento y las corrientes oceánicas”, publicado en 1935 conjuntamente por el MIT y el Woods Hole Oceanographic Institution.
Su principal aportación a la Meteorología llegaría algo más de una década después, cuando empezó a ejercer la jefatura del Departamento de Meteorología de la Universidad de Chicago.
Las ondas planetarias que llevan su nombre
Allí, en Chicago, comenzó a estudiar a fondo la dinámica atmosférica a gran escala. En los años 40 del siglo pasado todavía había piezas del puzle que no encajaban bien, a pesar de las grandes aportaciones teóricas hechas las dos décadas anteriores por los meteorólogos de la Escuela de Bergen. Ya se habían detectado las corrientes en chorro que discurren por las latitudes medias (el chorro polar), pero faltaba entender su razón de ser. Rossby “atacó” el problema desde la física de fluidos, que era el campo que dominaba.
La rotación terrestre no era capaz por sí sola de explicar la circulación atmosférica observada; en particular los grandes meandros que formaban las citadas corrientes en chorro, que discurren en determinadas franjas de latitud terrestre en la zona fronteriza entre la troposfera y la estratosfera. Rossby dedujo la existencia de esas ondas planetarias como una consecuencia del principio de la conservación de la vorticidad absoluta aplicada al movimiento del aire a gran escala.
Los grandes contrastes de temperatura entre la región por donde discurre el aire polar y el ámbito subtropical, junto a la interacción de las grandes corrientes atmosféricas (del oeste) con las cordilleras orientadas en sentido meridiano (N-S), como las Montañas Rocosas, da como resultado los distintos patrones (o nodos de Rossby) que observamos en las ondas planetarias.
Llamadas en su honor “ondas de Rossby”, aparecen de forma natural en fluidos en rotación; tanto en la atmósfera como en el océano. En todo el aparataje matemático empleado en Meteorología dinámica se incluye con frecuencia el llamado “número de Rossby” (Ro). Se trata de un número adimensional definido por el cociente entre la aceleración del aire y la fuerza de Coriolis, inducida por la rotación terrestre. Cuando Ro toma valores altos, el efecto de Coriolis es despreciable. En caso contrario, es la aceleración el factor poco relevante.
Sobra decir la importante repercusión (decisiva) que tiene la configuración de las ondas de Rossby (ergo el chorro polar) en el tipo de tiempo que afecta a una determinada región de latitudes templadas. Aunque se repiten determinados patrones, cada situación meteorológica es distinta. A pesar de la complejidad intrínseca al comportamiento atmosférico, gracias a las aportaciones del meteorólogo Carl-Gustaf A. Rossby nuestra comprensión de la dinámica de la atmósfera dio un salto de gigante, similar al que dio la Meteorología tras las aportaciones de Torricelli y Bjerknes.