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Atmósfera

Descripción

Las ondas de Rossby, también conocidas como ondas planetarias, son un tipo de onda inercial que se produce naturalmente en fluidos rotativos. Fueron identificados por primera vez por Carl-Gustaf Arvid Rossby. Se observan en las atmósferas y océanos de los planetas debido a la rotación del planeta. Este artículo se centra en las ondas Rossby atmosféricas en la Tierra, meandros gigantes en vientos de gran altitud que tienen una gran influencia en el clima. Estas ondas están asociadas con los sistemas de presión y la corriente en chorro.

Olas Rossby en el Hemisferio Norte. Fuente: Wikicommons

Ondas Rossby atmosféricas

Las ondas Rossby atmosféricas resultan de la conservación de la vorticidad potencial y están influenciadas por el efecto Coriolis y el gradiente de presión. La rotación hace que los fluidos giren hacia la derecha a medida que se mueven en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur. Por ejemplo, un fluido que se mueve desde el ecuador hacia el polo norte se desviará hacia el este; un fluido que se mueve hacia el ecuador desde el norte se desviará hacia el oeste. Estas desviaciones son causadas por la fuerza de Coriolis y la conservación de la vorticidad potencial que conduce a cambios de vorticidad relativa. Esto es análogo a la conservación del momento angular en mecánica. En atmósferas planetarias, incluyendo la Tierra, las ondas de Rossby se deben a la variación en el efecto Coriolis con la latitud.

Se puede identificar una onda Rossby terrestre como su velocidad de fase, marcada por su cresta de onda, siempre tiene un componente hacia el oeste. Sin embargo, el conjunto recogido de ondas de Rossby puede parecer moverse en cualquier dirección con lo que se conoce como su velocidad de grupo. En general, las ondas más cortas tienen una velocidad de grupo hacia el este y las ondas largas una velocidad de grupo hacia el oeste.

Los términos «barotrópico» y «baroclínico» se utilizan para distinguir la estructura vertical de las ondas de Rossby. Las ondas Rossby barotrópicas no varían en vertical y tienen las velocidades de propagación más rápidas. Los modos de onda baroclínica, por otro lado, varían en la vertical. También son más lentas, con velocidades de solo unos pocos centímetros por segundo o menos.

La mayoría de las investigaciones de las ondas de Rossby se han realizado en las de la atmósfera terrestre. Las ondas de Rossby en la atmósfera de la Tierra son fáciles de observar como (generalmente 4-6) meandros a gran escala de la corriente en chorro. Cuando estas desviaciones se vuelven muy pronunciadas, las masas de aire frío o caliente se desprenden y se convierten en ciclones y anticiclones de baja resistencia, respectivamente, y son responsables de los patrones climáticos diarios en latitudes medias. La acción de las ondas de Rossby explica parcialmente por qué los bordes continentales orientales en el Hemisferio Norte, como el noreste de Estados Unidos y el este de Canadá, son más fríos que Europa occidental en las mismas latitudes.

Ondas atmosféricas de propagación hacia los polos

La convección profunda (transferencia de calor) a la troposfera se mejora sobre superficies marinas muy cálidas en los trópicos, como durante los eventos de El Niño. Este forzamiento tropical genera ondas Rossby atmosféricas que tienen una migración hacia los polos y hacia el este.

Las ondas Rossby que se propagan hacia los polos explican muchas de las conexiones estadísticas observadas entre los climas de latitudes bajas y altas. Uno de esos fenómenos es el calentamiento estratosférico repentino. Las ondas de Rossby que se propagan hacia los polos son una parte importante e inequívoca de la variabilidad en el Hemisferio Norte, como se expresa en el patrón Pacífico de América del Norte. Mecanismos similares se aplican en el Hemisferio Sur y explican en parte la fuerte variabilidad en la región antártica del mar de Amundsen. En 2011, un estudio de Geociencia de la Naturaleza utilizando modelos de circulación general vinculó las ondas Rossby del Pacífico generadas por el aumento de las temperaturas del Pacífico tropical central con el calentamiento de la región del Mar de Amundsen, lo que llevó al calentamiento continental en invierno y primavera de las Tierras de Ellsworth y Marie Byrd en la Antártida Occidental a través de un aumento de la advección.

  • Calentamiento Estratosférico repentino (SSW)
  • Corriente en chorro

Lectura adicional

  • Rossby waves and extreme weather – video de YouTube producido por el Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático, publicado en abril de 2016.
  • Teleconnections between the tropical Pacific and the Amundsen-Bellinghausens Sea: Role of the El Niño/Southern Oscillation; Tom Lachlan-Cope y William Connoley; Journal of Geophysical Research (AGU), 2 de diciembre de 2006.
  • ¿Qué es una onda Rossby?, Servicio Oceánico Nacional, sitio web de la NOAA.

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