Fenómenos atmosféricos

Escalas horizontales y temporales de fenómenos atmosféricos

Escalas de tiempo de transporte en la atmósfera

Horizontal

Vertical

http://acmg.seas.harvard.edu/people/faculty/djj/book/

Fenómenos oceánicos

Dinámica de la atmósfera y los océanos

● Ecuaciones de movimiento● Ecuación de conservación de masa● Ecuación de conservación de energía y

salinidad (para el océano)

Ecuaciones de movimiento

● El movimiento está gobernado por 3 ecuaciones que expresan cómo la velocidad cambia con el tiempo: ecuación de Newton.

● Como océano/atmósfera es un contínuo se usa la masa/volumen=densidad

Densidad x (aceleracion + advección) = Fuerza Neta

Fuerza Neta= Fuerza gradiente de presion + gravedad + friccion

Sistema de coordenadas

● Aceleración y advección en la dirección x

aceleracion=∂u∂ t

adveccion=u∂ u∂ x

v∂u∂ y

w∂ u∂ z

● Fuerza gradiente de presión en dir-x

● En la horizontal esta fuerza siempre genera un movimiento. En la vertical, esta fuerza tiende a balancearse con la fuerza de la gravedad: -ρg

−∂ p∂ x

Efectos de la rotación

● La ley de Newton es válida en un sistema de coordenadas inercial. Entonces, si queremos estudiar el movimiento desde la Tierra, que está rotando y es no inercial, es necesario incluir dos términos: la aceleración centrífuga y la de Coriolis.

La fuerza centrífuga deforma la Tierra convirtiéndola en un geoide, con un radio 20 km mayor en el ecuador. De esta forma la fuerza centrífuga es balanceada por una g mayor en el ecuador y no es necesaria incluirla explicitamente en las ecuaciones.

Se define g*= g + fuerza centrífuga

● Fuerza de Coriolis: Mientras una parcela de aire se mueve en la dirección sur-norte la Tierra gira de oeste a este generando una desviación aparente en la trayectoria de la parcela (desde un sistema de referencia que gira con la Tierra).

● Los movimientos horizontales oceánicos/atmosféricos son mucho mas importantes que los verticales por la estratificación y por la extensión horizontal vs vertical. Por lo tanto los términos de Coriolis que importan son los que actúan sobre las velocidades horizontales:

(los signos son adecuados para insertarlos a la izq de la ec.)

ecuacion en x : −2 sin v=− f v

ecuacion en y : 2 sinu= f u