Energía atmosférica y oscilaciones de presión

Los cambios en la presión barométrica en el día a día son menos notorios en julio que en enero. Esto no tiene sentido para mí. ¿Por qué las oscilaciones de presión del día a día no son mayores durante el verano, cuando hay más energía en la atmósfera?

Steve Dryja

Muskego, Wisconsin

Nota de la RAM. Aprovechamos esta cuestión para analizar la respuesta de un experto.

La energía estática seca de la atmósfera se define como CpT + gz.

En esta expresión, Cp es la capacidad del calor específico del aire seco a presión constante, o la cantidad de energía en Julios (J) requerida para calentar un kilogramo (kg) de aire seco por un grado Kelvin (K) mientras que la presión de aire es mantiene constante. El valor de Cp es 1005 J kg-1 K-1.

T es la temperatura, expresada en grados Kelvin. [La temperatura en K es 273 grados más alta que la temperatura en grados Celsius (° C)].

g es la aceleración debida a la gravedad de la Tierra: 9,8 metros por segundo por segundo (ms-2).

Y z es la altura sobre el nivel del mar en metros.

Dada esta definición, la energía estática seca de un volumen de aire depende de su temperatura y su altura sobre el nivel del mar. En la troposfera de latitudes medias por debajo de 300 hPa, que es casi siempre cierto que la energía estática seca es mayor en julio que en enero porque, si uno escoge una temperatura específica en un sondeo atmosférico, será casi invariablemente  que se encuentra a mayor altura en verano que en pleno invierno. Si se refiere a  la energía estática seca en su pregunta, estás en lo cierto. Sin embargo, la energía estática seca tiene poco que ver con las variaciones de presión en la superficie.

Con una buena aproximación, la presión superficial (la fuerza por unidad de área ejercida sobre el suelo por el aire) es debida al peso del aire suprayacente. Imagínese la masa total de aire en una columna vertical. Si se retira masa de la columna, la presión superficial baja, si se añade  masa, la presión de la superficie se eleva. Pero, ¿qué proceso físico puede añadir o quitar el aire de una columna vertical? Básicamente, el viento.

El viento mueve el aire a nuestro alrededor. El contraste de temperaturas entre el polo y el ecuador provoca  el viento en la troposfera superior,  la corriente en chorro, una cinta de aire de alta velocidad. En verano, cuando el polo es bañado continuamente en la luz del sol, el contraste de la temperatura a través de las latitudes medias es mucho menor que en invierno, cuando el polo está en oscuridad constante. Por lo tanto, la corriente en chorro está en su mayoría ausente de las latitudes medias en verano, pero puede llegar a ser bastante fuerte en invierno. El examen de cualquier mapa del tiempo en invierno revela una corriente de chorro circular del hemisferio, a veces como unas fuertes ondas incrustadas,  y, a veces, dividiéndose en ramas al norte y al sur, pero siempre mostrando ondas.

Las ondas más grandes tienden a moverse lentamente, mientras que las ondas más pequeñas viajan rápidamente, a veces con amplificaciones y con desaceleraciones. Estas ondas en la corriente del chorro se asocian con la divergencia y convergencia, es decir, que tienden a eliminar la masa de columnas de aire cuando se acercan y añadir masa a columnas de aire a medida que se alejan. En respuesta, la presión cae en la superficie de avance de una onda y se eleva después de que la onda pasa por una zona.

El desfile en la superficie de los sistemas de bajas y altas presiones en las latitudes medias en invierno es una consecuencia del paso de las ondas (también llamadas depresiones y crestas) de la corriente en chorro.

En verano, cuando el contraste de temperatura entre el norte y el sur disminuye, la corriente en chorro se debilita y, por lo general, se mueve hacia el norte en el centro de Canadá y  zonas de alta latitud en Rusia, lógicamente para el Hemisferio Norte. Las ondas en la corriente en chorro ya no son tan pronunciadas o enérgicas como en invierno, y así las variaciones día a día en la presión de la superficie se vuelven menos notable.

Respondió Thomas Schlatter.

El autor es un meteorólogo jubilado y voluntario en el Laboratorio de Investigaciones del Sistema Terrestre de la NOAA en Boulder, Colorado.

Fuente: Weatherwise