Viento

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Origen del viento

Las regiones alrededor del ecuador reciben más radiación solar que el resto de las regiones del planeta. Esta diferencia en la radiación recibida, se traduce en una diferencia de temperatura entre las latitudes más altas y las más bajas. La atmósfera terrestre tiende a suavizar estas diferencias mediante la circulación de aire y complejos procesos termodinámicos que dan lugar a la sucesión de frentes, formación de tormentas, borrascas, etc.

Si la tierra no girase sobre su eje, estos movimientos serían un poco más sencillos, sin embargo, el movimiento de rotación de la tierra complica un poco más la trayectoria del viento gracias a la denominada “Fuerza de Coriolis”, que imprime siempre una aceleración hacia la derecha en el hemisferio norte (Gustave Gaspard Coriolis 1792-1843).


Por lo tanto el viento tienda a subir aire desde el ecuador hacia el norte en las capas bajas y hacia el sur en las capas más alta, cerrando la circulación. No obstante, alrededor de los 30° de latitud en ambos hemisferios la fuerza de Coriolis evita que este célula tan simple se cierre, rompiéndola en varias células de circulación que dan lugar a cinturones de bajas y altas presiones.

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El viento en superficie

A una gran altura de la superficie del suelo, alrededor de un kilómetro, la superficie terrestre apenas ejerce influencia alguna sobre el viento. Sin embargo, en las capas más bajas de la atmósfera, las velocidades del viento se ven afectadas por la fricción con la superficie terrestre. Esto provoca que a mayor altura, mayor velocidad de viento, aunque este aumento de la velocidad es muy acusado en los primeros metros.

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El terreno afecta al viento en superficie, quizás el más acusado sea el efecto de la orografía. Dado que los movimientos de aire en la atmósfera se encuentra limitados en las capas más bajas por la denominada “troposfera”, las montañas disminuyen la sección por la cual el viento puede circular. Como el aire no puede desaparecer ni comprimirse, una consecuencia de esta disminución de la sección y conservación de la masa es el aumento de velocidad (“efecto Venturi”).

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El viento contiene energía mecánica que los aerogeneradores convierten a energía eléctrica. La eficacia de esta conversión depende de muchos factores, pero lo que parece claro es que a mayor velocidad de viento mayor será la producción eléctrica. Aunque existen otros efectos locales que determinan las zonas donde el recurso eólico es mayor, muy a menudo, estas zonas se encuentran en las partes altas de las montañas por las razones anteriormente explicadas.

Túnel de viento:

Wind origin

The Equatorial regions are exposed to greater solar radiation than other latitudes. This difference in solar radiation leads to temperature fluctuations between high and low latitudes. Air circulation together with complex thermodynamic processes in the atmosphere tend to smooth out such differences by a succession of fronts, generation of storms, squalls, etc.

All these motions would be less complex considering a non-rotating Earth. However, the rotation of the Earth complicates the wind paths due to the Coriolis force, which causes an acceleration to the right in the Northern Hemisphere (Gustave Gaspard Coriolis 1792 – 1843).

Thus, the wind tends to blow northward at lower levels and southward in the upper layers, creating a closed circulation cell. Nevertheless, around 30º latitud in both hemispheres, the Coriolis Force prevents the enclosure of the cell, dividing it into sub-cells that result in low and high pressure belts.

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Surface winds

At a height of about one kilometer, the influence of the Earth’s surface on the wind is negligible. However, in the lowest levels of the atmosphere, friction with the ground largely determines the behavior of the wind. This leads to larger wind values at higher altitudes although this wind increase is more pronounced in the first few meters.

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The type of terrain affects surface winds, and orography is probably one of the main factors. Since air movements at the lowest layers are limited by the so-called troposphere, the mountains decrease the section which crosses the wind. As the wind can not disappear or compress, conservation of mass and decreasing in the cross section cause increase wind speed. This is the so-called Venturi effect.

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In wind turbines, the wind's kinetic energy is transformed into electrical energy. The efficiency of this conversion depends on many factors, but it is clear that the higher the wind velocity, the higher the power output. Despite other local effects can also determine the locations with increased wind resource, wind-powered electrical generators are usually installed in the upper parts of the mountains for the reasons explained above.

Créditos:

Experimento realizado por:

Luis Durán Montejano (luis@intermet.es)

Proyecto de Innovación y Mejora de la Calidad Docente. Laboratorio Virtual de Meteorología y Clima (122PCD1144)

IP: Belén Rodríguez de Fonseca

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