Presión atmosférica.
Presión atmosférica
El calentamiento desigual de la superficie de la Tierra no sólo modifica la densidad del aire y crea los patrones de circulación; también provoca cambios en la presión del aire o la fuerza ejercida por el peso de las moléculas de aire. Aunque las moléculas de aire son invisibles, siguen teniendo peso y ocupan espacio.
Imagine una columna sellada de aire que tiene una superficie de un centímetro cuadrado y 700 kilómetros de altura. Se necesitarían 1,03 kilogramos de esfuerzo para levantar esa columna. Esto representa el peso del aire; si la columna se acorta, la presión ejercida en el fondo (y su peso) sería menor. Presión Atmosférica.
El peso de la columna de aire acortada a 18.000 pies es de aproximadamente 0,52 kilos; casi el 50 por ciento que al nivel del mar. Por ejemplo, si una balanza (calibrada para el nivel del mar) se eleva a 18.000 pies, la columna de aire pesa 1,03 kilos al nivel del mar sería 18.000 pies más corta, y se pesaría aproximadamente 0,52 kg (50 por ciento) menos que a nivel del mar.
La presión atmosférica real en un lugar y tiempo determinados difiere con la altitud, la temperatura, y la densidad del aire. Estas condiciones también afectan el rendimiento del avión, especialmente con respecto al despegue, velocidad de ascenso, y aterrizajes.
Fuerza de Coriolis
En la teoría general de circulación atmosférica, las áreas de baja presión existen en las regiones ecuatoriales y las áreas de alta presión existen en las regiones polares debido a una diferencia de temperatura. La baja presión resultante permite que el aire a alta presión de los polos fluya a lo largo de la superficie del planeta hacia el Ecuador. Aunque este patrón de circulación de aire es correcto en teoría, la circulación del aire es modificada por varias fuerzas, la más importante de las cuales es la rotación de la Tierra.
La fuerza creada por la rotación de la Tierra es conocida como fuerza de Coriolis. Esta fuerza no es perceptible para el ser humano al caminar porque los humanos se mueven lentamente y recorren distancias relativamente cortas en comparación con el tamaño y la velocidad de rotación de la Tierra. Sin embargo, la fuerza de Coriolis afecta significativamente a los cuerpos que se mueven grandes distancias, tales como una masa de aire o de agua.
La fuerza de Coriolis desvía el aire hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur, haciendo que siga una trayectoria curva en lugar de una línea recta. La cantidad de deflexión varía en función de la latitud. Es mayor en los polos, y disminuye a cero en el ecuador. La magnitud de la fuerza de Coriolis también difiere con la velocidad de movimiento del cuerpo, cuanto mayor es la velocidad mayor será la desviación. En el hemisferio norte, la rotación de la Tierra desvía el aire en movimiento a la derecha y cambia el patrón de la circulación general del aire.
La velocidad de rotación de la Tierra hace que el flujo general se divida en tres células diferentes en cada hemisferio.
En el hemisferio sur, el aire caliente en el ecuador se eleva desde la superficie, se desplaza hacia el sur y es desviado por la rotación de la Tierra hacia el este. En el momento en que ha recorrido un tercio de la distancia desde el ecuador hasta el Polo Sur, ya no se mueve hacia el sur, sino hacia el este.
Este aire se enfría y desciende en una zona de tipo cinta a una latitud alrededor de 30°, creando un área de alta presión mientras desciende hacia la superficie. Luego, fluye hacia el norte por la superficie hacia el ecuador. La fuerza de Coriolis dobla el flujo hacia la izquierda, lo que crea los vientos alisios del sudeste que prevalecen desde 30° de latitud al ecuador. Fuerzas similares crean células de circulación que rodean la Tierra entre 30° y 60° de latitud, y entre 60° y los polos.
Los patrones de circulación se complican aún más por los cambios estacionales, las diferencias entre las superficies de los continentes y océanos, y otros factores tales como las fuerzas de fricción causadas por la topografía de la superficie de la Tierra que modifican el movimiento del aire en la atmósfera. Por ejemplo, dentro de los 2.000 pies desde suelo, la fricción entre la superficie y la atmósfera retarda el movimiento del aire.
El viento se desvía de su camino porque la fuerza de fricción reduce la fuerza de Coriolis. Por lo tanto, la dirección del viento en la superficie varía un poco de la dirección del viento a unos miles de pies sobre la tierra.
Para saber mas:
Bibliografía.
U.S. Department of Transportation
Federal Aviation Administration