Jet Stream y Coriolis

Iniciado por Roberto-Iruña, Lunes 15 Julio 2013 08:32:35 AM

Tema anterior - Siguiente tema

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
La pregunta es sencilla, la respuesta no la he encontrado:
¿Por qué el Jet Stream no está influido por la fuerza de Coriolis y forma un bucle cerrado anticiclónico? La corriente en chorro del H.N. debería ir desviándose hacia la derecha hasta formar un anticiclón, sin embargo se obstina en ir en dirección W-E sin que le afecte la desviación de Coriolis.

meidemsi

****
Cb Calvus
Mensajes: 1,070
"El peor error es suponer cierto algo incorrecto"
Ubicación: A Coruña
En línea
Buenas  ;)

Pff menuda pregunta, a ver qué dicen los expertos porque yo por mi parte ni había pensado si le influía o no ...  :P

Pero ya que lo preguntas lanzo mi hipótesis:
- Sí que le afecta Coriolis, pero la inercia que le dan sus grandes velocidades, unido al mayor peso de los forzamientos dinámicos de las células de A y B dejan a esa fuerza de Coriolis como mera invitada en una altitud en que la fuerza de rozamiento con la superficie es obviamente desechable y en la que por tanto debe tomarse como resultante al viento del gradiente.

Sin ánimo de confundir, que conste,  ;D
P.D. No sé qué influencia podría tener los 300 hpa que imperan a esa altitud.
A Coruña, 58 msnm.

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
Yo había pensado que igual el jet es simplemente el viento geostrófico resultante del gradiente de presión (direccion norte) y de la fuerza de Coriolis (dirección sur), como se supone que a la derecha del jet están las altas subtropicales y a la izquierda la estratosfera el gradiente de presión tiene que ser fuertísimo. Pero esto no lo he visto en ningún libro, por eso lo pregunto.


fobitos

*******
Supercélula Tornádica
Mensajes: 17,643
Muy rico en vitamina K y anticancerígeno
  1. caronte1984m@hotmail.com
Ubicación: Mostoles
En línea
En un movimiento E-W u W-E no hay fuerza de Coriolis porque la velocidad de desplazamiento del chorro es paralela a la de rotación del planeta y el producto vectorial es cero ya que la fuerza de Coriolis es:
                                                                                    F= 2m(w x v) 

Si hay fuerza de Coriolis cuando el chorro adquiere desplazamientos meridionales. Hay que recordar que si el chorro forma ondas en nuestra latitudes se debe a la interacción con los grandes relieves y a la variación del parámetro de Coriolis con la latitud.

http://meteomostoles.blogspot.com/
Desde Móstoles,a 670msnm. en twitter: @meteomostoles / No es meteorólogo solo el que predice.

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
Cita de: fobitos en Lunes 15 Julio 2013 21:56:55 PM
Hay que recordar que si el chorro forma ondas en nuestra latitudes se debe a la interacción con los grandes relieves y a la variación del parámetro de Coriolis con la latitud.
Esa es otra de las cuestiones que tengo sobre el Jet Stream: ¿por qué sobre los relieves orientados norte-sur se producen dorsales anticiclónicas?. Esto lo he leído en varios manuales de climatología y ponen como ejemplo tipo las Montañas Rocosas.

elwe

*
Nubecilla
Mensajes: 95
En línea
#5
Muy buenas, te intentaré responder brevemente a tu pregunta:

1. El Jet Stream si que está afectado por la fuerza de Coriolis. Todos los movimientos atmosféricos alejados del ecuador y de larga duración están afectados por Coriolis. Si no estuviera afectado no haria las ondulaciones que hace.

2. El protagonista que produce que no se cierre la circulación es lo que llamamos el viento térmico. El viento térmico no es un viento en si sinó que se define como la diferencia del viento geostrófico en altura. Es decir, si coges el vector viento a 300hPa y le restas el vector viento a 850hPa tendrás el viento termico entre 300hPa y 850hPa. Este viento es casi siempre de componente oeste y bastante intenso (más cuanto más diferencia de altura cojas).

3. Ahora viene la pregunta: porque el viento térmico va casi siempre hacia el este? La respuesta es que a escala global las temperaturas altas estan casi siempre hacia el sur, y las temperaturas bajas estan casi siempre hacia el norte (en el Hemisferio norte). Una columna de aire cálida estará a grandes escalas más expandida que una columna de aire fria por lo que se genera un gradiente de presión en altura (a una determinada altura, pongamos 1000m  la presion  será mas alta en la zona cálida que en la zona fría, ya que en la zona cálida tendrá más masa de aire por encima al estar más expandido). Eso, pasado a la teoría geostrófica (incluyendo coriolis), provoca que el viento termico sea de componente oeste y que aumente con la altura.

4. Y llegamos al punto final: como se traduce todo esto? Pongamos un ejemplo gráfico. Coge un anticiclón y sumémosle a los vientos que tiene por ejemolo un vector viento de 30 m/s que suponemos que es el viento termico entre la superficie y 300hPa. Si en la parte norte el viento era del W a 10 m/s obtendremos que en altura será de 40 m/s. Si en la parte S tenemos vientos del E a 10 m/s (o del W a -10 m/s), en altura tendremos 20 m/s del W, un viento mucho más flojo pero siempre del W. Podemos hacer lo mismo con las borrasscas en las que ocurre lo mismo pero el viento se refuerza en su parte sur. Así que Voilà!!! Ya hemos creado nuestro Jet Stream que pasa por la parte norte de los anticilones y por la parte sur de las borrascas, y tambien hemos visto que el viento (casi) nunca es del E, solo es del W en todas partes.

Al final no he sido nada breve. Espero que hayas entendido la explicación. Con soporte gráfico creo que se entiende mejor pero he intentado que mis palabras sean lo más gráficas posible.

Un saludo

PD: Para entender por qué sobre los relieves orientados norte-sur se producen dorsales anticiclónicas debes entender el concepto de vorticidad potencial (PV) y saber que ésta se conserva. Simplificando al máximo, podemos definir como PV = (vort + f) / H. Vorticidad es el giro del aire (vort positiva es ciclonica, y vort negativa es anticiclónica). f es el parametro de coriolis (aumenta cuando subes de latitud y disminuye cuando bajas de latitud). H es la altura de la columna de aire, se comprime (disminuye) cuando entra en la montaña y se expande (aumenta) cuando sale de la montaña. A partir de ahí quiero que lo pienses tu que puede pasar. Si después de pensarlo no lo entiendes entonces intentaré explicartelo (si me acuerdo de volver a escribir en el foro que lo hago de pascuas en viernes).

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
#6
Cita de: elwe en Martes 16 Julio 2013 11:23:41 AM
Muy buenas, te intentaré responder brevemente a tu pregunta:

1. El Jet Stream si que está afectado por la fuerza de Coriolis. Todos los movimientos atmosféricos alejados del ecuador y de larga duración están afectados por Coriolis. Si no estuviera afectado no haria las ondulaciones que hace.

2. El protagonista que produce que no se cierre la circulación es lo que llamamos el viento térmico. El viento térmico no es un viento en si sinó que se define como la diferencia del viento geostrófico en altura. Es decir, si coges el vector viento a 300hPa y le restas el vector viento a 850hPa tendrás el viento termico entre 300hPa y 850hPa. Este viento es casi siempre de componente oeste y bastante intenso (más cuanto más diferencia de altura cojas).

3. Ahora viene la pregunta: porque el viento térmico va casi siempre hacia el este? La respuesta es que a escala global las temperaturas altas estan casi siempre hacia el sur, y las temperaturas bajas estan casi siempre hacia el norte (en el Hemisferio norte). Una columna de aire cálida estará a grandes escalas más expandida que una columna de aire fria por lo que se genera un gradiente de presión en altura (a una determinada altura, pongamos 1000m  la presion  será mas alta en la zona cálida que en la zona fría, ya que en la zona cálida tendrá más masa de aire por encima al estar más expandido). Eso, pasado a la teoría geostrófica (incluyendo coriolis), provoca que el viento termico sea de componente oeste y que aumente con la altura.

4. Y llegamos al punto final: como se traduce todo esto? Pongamos un ejemplo gráfico. Coge un anticiclón y sumémosle a los vientos que tiene por ejemolo un vector viento de 30 m/s que suponemos que es el viento termico entre la superficie y 300hPa. Si en la parte norte el viento era del W a 10 m/s obtendremos que en altura será de 40 m/s. Si en la parte S tenemos vientos del E a 10 m/s (o del W a -10 m/s), en altura tendremos 20 m/s del W, un viento mucho más flojo pero siempre del W. Podemos hacer lo mismo con las borrasscas en las que ocurre lo mismo pero el viento se refuerza en su parte sur. Así que Voilà!!! Ya hemos creado nuestro Jet Stream que pasa por la parte norte de los anticilones y por la parte sur de las borrascas, y tambien hemos visto que el viento (casi) nunca es del E, solo es del W en todas partes.

Al final no he sido nada breve. Espero que hayas entendido la explicación. Con soporte gráfico creo que se entiende mejor pero he intentado que mis palabras sean lo más gráficas posible.

Un saludo

PD: Para entender por qué sobre los relieves orientados norte-sur se producen dorsales anticiclónicas debes entender el concepto de vorticidad potencial (PV) y saber que ésta se conserva. Simplificando al máximo, podemos definir como PV = (vort + f) / H. Vorticidad es el giro del aire (vort positiva es ciclonica, y vort negativa es anticiclónica). f es el parametro de coriolis (aumenta cuando subes de latitud y disminuye cuando bajas de latitud). H es la altura de la columna de aire, se comprime (disminuye) cuando entra en la montaña y se expande (aumenta) cuando sale de la montaña. A partir de ahí quiero que lo pienses tu que puede pasar. Si después de pensarlo no lo entiendes entonces intentaré explicartelo (si me acuerdo de volver a escribir en el foro que lo hago de pascuas en viernes).
Muchas gracias elwe por tu explicación; tengo que rumiar un poco esto que dices del viento térmico; dices que no existe como tal pero que impide que el jet se cierre, eso no entiendo porqué es así.
En cuanto al efecto orográfico está claro que justo encima de la cordillera la columna de aire se hace más baja luego H es menor y para mantener la vorticidad potencial constante la vorticidad tendrá que ser menor lo que hace que el giro tienda a ser anticiclónico y digamos que el jet stream se curva anticiclónicamente, ¿es eso?

elwe

*
Nubecilla
Mensajes: 95
En línea
Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 12:22:42 PM
Muchas gracias elwe por tu explicación; tengo que rumiar un poco esto que dices del viento térmico; en cuanto al efecto orográfico está claro que justo encima de la cordillera la columna de aire se hace más baja luego H es menor y para mantener la vorticidad potencial constante la vorticidad tendrá que ser menor lo que hace que el giro tienda a ser anticiclónico y digamos que el jet stream se curva anticiclónicamente, ¿es eso?

Casi casi, pero vas muy bien, simplemente te falta un paso. Empiezas perfectamente, al salir de la montaña H aumenta por lo que la columna de aire tiende a girar anticiclonicamente. Así si el aire venia del W y gira un poco anticilonicamente, obtenemos que nuestra columna de aire ahora viaja hacia el sur. Pero la siguiente pregunta es porque hace la vaguada? Aquí debes jugar con el parametro de coriolis (la f, tambien dicho vorticidad planetaria) teniendo en cuenta que ya ha salido de la montaña y H es constante entonces. Ale, como veo que no tienes problema para entender estos conceptos piensatelo primero un poco y intenta resolverlo por ti mismo.

Para ebtender mejor el viento termico alomejor sirve esta imagen: http://www.aos.wisc.edu/~aalopez/aos101/wk12/geowinds.JPG

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
Cita de: elwe en Martes 16 Julio 2013 12:45:42 PM
Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 12:22:42 PM
Muchas gracias elwe por tu explicación; tengo que rumiar un poco esto que dices del viento térmico; en cuanto al efecto orográfico está claro que justo encima de la cordillera la columna de aire se hace más baja luego H es menor y para mantener la vorticidad potencial constante la vorticidad tendrá que ser menor lo que hace que el giro tienda a ser anticiclónico y digamos que el jet stream se curva anticiclónicamente, ¿es eso?

Casi casi, pero vas muy bien, simplemente te falta un paso. Empiezas perfectamente, al salir de la montaña H aumenta por lo que la columna de aire tiende a girar anticiclonicamente.
Será al revés, ¿no? si H aumenta tendrá o que aumentar f o la vorticidad lo que determinará giro ciclónico al salir de la montaña, ¿no?


Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
#9
Cita de: elwe en Martes 16 Julio 2013 12:45:42 PM


Para ebtender mejor el viento termico alomejor sirve esta imagen: http://www.aos.wisc.edu/~aalopez/aos101/wk12/geowinds.JPG
Lo que veo en la figura es que el viento térmico es como una fuerza de gradiente que se equilibra con la fuerza de Coriolis.
Me siguen surgiendo dudas: según lo dicho si se forma una zona anticiclónica encima de las cumbres de las cordilleras orientadas en dirección norte-sur, estas cordilleras deberían ser zonas secas y a sotavento al formarse una vaguada deberían producirse lluvias; pero la realidad muestra que a sotavento de las Rocosas y los Andes se dan zonas áridas, ¿por qué?

elwe

*
Nubecilla
Mensajes: 95
En línea
Hola Roberto, te respondo a cada parte

Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 13:19:08 PM
Lo que veo en la figura es que el viento térmico es como una fuerza de gradiente que se equilibra con la fuerza de Coriolis.

Exacto, al final el viento termico es un viento de gradiente o un viento geostrófico en el que la fuerza bárica se genera simplemente por la diferencia de temperaturas de 2 columnas de aire

Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 13:19:08 PM
Me siguen surgiendo dudas: según lo dicho si se forma una zona anticiclónica encima de las cumbres de las cordilleras orientadas en dirección norte-sur, estas cordilleras deberían ser zonas secas y a sotavento al formarse una vaguada deberían producirse lluvias; pero la realidad muestra que a sotavento de las Rocosas y los Andes se dan zonas áridas, ¿por qué?

A ver, aquí hay varias formas de responder. En primer lugar hay el hecho de mezclar escalas, yo te daré 2 explicaciones que son complementarias y lo hare centrandome en EUA el cual conozco algo mejor la climatología:

1. En primer lugar tenemos que tener en cuenta que la vaguada a sotavento es muuuuy extensa, de hecho no está situada directamente a sotavento de las montañas sino que está situada sobre los estados del este (mira esta imagen http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ6c3XaVcE7D83UeuIjmuqVArHmZO_wo2g0i8_9oiF_ObgK4KgK) . Además tenemos que tener claro que la zona de mayor estabilidad no es el centro de la dorsal sino el ramal descendente a su derecha, al igual que la zona de mayor inestabilidad está situado en el ramal ascendente a la derecha de la vaguada. Esto puede explicar entonces porque los estados del este son humedos, e incluso podria explicar porque a sotavento de las Rockies la zona es más bien seca (ya que se encuentran justo encima del ramal descendente)

2. En la última frase he hablado en condicional porque en este caso creo que la situacion sobre el ramal descendente no es la principal causa de que los estados del medio oeste sean secos. Aquí como he dicho, entramos en otras escalas y en otros niveles, en especial en niveles bajos. En estos casos la explicación más senzilla es que la humedad a barlovento y la sequedad a sotavento se produce por efecto fohen. Es decir, que el aire humedo del Pacifico al chocar contra las Rockies subre un ascenso mecánico que provoca la condensación del aire. Debido a esta retención, a sotavento ya solo queda aire seco descendiente, por lo que la precipitación queda muy reducida.

Roberto-Iruña

******
Supercélula
Mensajes: 5,571
Nunca llueve a gusto de todos.
Ubicación: Beriáin (Navarra)
En línea
Cita de: elwe en Martes 16 Julio 2013 15:31:09 PM
Hola Roberto, te respondo a cada parte

Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 13:19:08 PM
Lo que veo en la figura es que el viento térmico es como una fuerza de gradiente que se equilibra con la fuerza de Coriolis.

Exacto, al final el viento termico es un viento de gradiente o un viento geostrófico en el que la fuerza bárica se genera simplemente por la diferencia de temperaturas de 2 columnas de aire

Cita de: Roberto-Iruña en Martes 16 Julio 2013 13:19:08 PM
Me siguen surgiendo dudas: según lo dicho si se forma una zona anticiclónica encima de las cumbres de las cordilleras orientadas en dirección norte-sur, estas cordilleras deberían ser zonas secas y a sotavento al formarse una vaguada deberían producirse lluvias; pero la realidad muestra que a sotavento de las Rocosas y los Andes se dan zonas áridas, ¿por qué?

A ver, aquí hay varias formas de responder. En primer lugar hay el hecho de mezclar escalas, yo te daré 2 explicaciones que son complementarias y lo hare centrandome en EUA el cual conozco algo mejor la climatología:

1. En primer lugar tenemos que tener en cuenta que la vaguada a sotavento es muuuuy extensa, de hecho no está situada directamente a sotavento de las montañas sino que está situada sobre los estados del este (mira esta imagen http://t0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQ6c3XaVcE7D83UeuIjmuqVArHmZO_wo2g0i8_9oiF_ObgK4KgK) . Además tenemos que tener claro que la zona de mayor estabilidad no es el centro de la dorsal sino el ramal descendente a su derecha, al igual que la zona de mayor inestabilidad está situado en el ramal ascendente a la derecha de la vaguada. Esto puede explicar entonces porque los estados del este son humedos, e incluso podria explicar porque a sotavento de las Rockies la zona es más bien seca (ya que se encuentran justo encima del ramal descendente)

2. En la última frase he hablado en condicional porque en este caso creo que la situacion sobre el ramal descendente no es la principal causa de que los estados del medio oeste sean secos. Aquí como he dicho, entramos en otras escalas y en otros niveles, en especial en niveles bajos. En estos casos la explicación más senzilla es que la humedad a barlovento y la sequedad a sotavento se produce por efecto fohen. Es decir, que el aire humedo del Pacifico al chocar contra las Rockies subre un ascenso mecánico que provoca la condensación del aire. Debido a esta retención, a sotavento ya solo queda aire seco descendiente, por lo que la precipitación queda muy reducida.
Gracias por la explicación elwe; lo que comentas sobre EUA ya me parece que lo había leído en alguna parte, pero si miras el caso de los Andes la costa patagónica es seca ¿puede ser que la vaguada se forme en el Atlántico sur?