miércoles, 28 de diciembre de 2011

La circulación de Walker


Sabemos que hay una circulación atmosférica que varía según la latitud, y que da lugar a las células llamadas de Hadley (la más cercana al ecuador), de Ferrell (que se encuentra el latitudes intermedias) y polar (la más cercana a los polos).


También existen unas células de circulación que varían según la longitud. La más importante es la circulación de Walker, que se produce en el ecuador, sobre el océano Pacífico. El agua del Pacífico de Indonesia y del norte de Australia  está normalmente más caliente que la del otro lado del océano, en las costas americanas, razón por la cual el aire tiende a elevarse en la zona australiana, creando una depresión que induce una corriente de aire superficial que va de América a Indonesia, llevando consigo grandes cantidades de humedad, que dejan importantes lluvias cuando suben. En altura se crea una contracorriente de aire más seco en sentido contrario en altura, que desciende conforme se enfría y se acerca a las costas americanas.



Una vista esquemática en tres dimensiones de la célula de circulación de Walker, que consiste en vientos superficiales que soplan de este a oeste a lo largo del Pacífico tropical (flecha azul), llevando aire húmedo hacia el oeste. Al llegar al Pacifico oeste, el aire húmedo se eleva, formando nubes. El aire ascendente se va secando, al desprenderse de una gran parte de su humedad en forma de lluvia. Este viento, al llegar a unos 10 o 12.000 metros de altura se dirige del oeste al este, moviendo el aire seco hacia América del Sur. El aire desciende de nuevo hacia la superficie al este del Pacífico tropical, seco y relativamente libre de nubes, completando el circuito. Las presiones al nivel del mar son más altas bajo el aire seco descendente en el Pacífico este que en el oeste, más cálido y más húmedo.

Los vientos correspondientes a la parte inferior de la circulación de Walker arrastran el agua superficial cálida desde las costas americanas hasta las de Australia, ocasionando una surgencia en las costas de Perú. Esta surgencia de agua fría y muy rica en alimentos hace que, en condiciones normales, estas aguas sean muy ricas en pesca.



Cuando las condiciones del océano varían, la circulación de Walker se modifica.



La circulación de Walker está, por tanto, íntimamente relacionada con los ciclos de El Niño y La Niña.

La teoría sugiere que el aumento de gases de efecto invernadero debería debilitar la circulación tridimensional de la atmósfera en los trópicos, incluyendo la circulación de Walker. A medida que aumentan las temperaturas y se evapora más agua de los océanos, la cantidad de vapor de agua en la atmósfera inferior se incrementa rápidamente. Sin embargo, los procesos físicos impiden que la precipitación aumente tan rápidamente como aumenta el contenido en vapor de agua de la atmósfera tropical. Por tanto, con el paso del tiempo, la cantidad de vapor de agua transportado a la atmósfera superior debe permanecer en equilibrio con la precipitación, el ritmo al que se eleva el aire húmedo se ralentiza para compensar. Esto debe conducir a una disminución general de la Circulación de Walker.


En un clima más cálido, (A) la evaporación desde el cálido tropical del Océano Pacífico aumenta fuertemente y humedece la atmósfera inferior. Al este Los vientos del este hacia el oeste transportan el aire caliente de superficie cargado de humedad hacia el Pacífico del oeste (C), donde el aire húmedo se eleva y alimenta la lluvia, pero la precipitación aumenta más lentamente que el contenido de humedad atmosférica. Para compensar el desequilibrio de la humedad, los vientos alisios (B) se ralentizan, al igual que todo el circuito de circulación Walker, incluyendo los vientos de nivel superior (D).

De hecho, en el artículo Weakening of tropical Pacific atmospheric circulation due to anthropogenic forcing, de Vecchi y otros, publicado el año 2006, se afirma que la circulación de Walker ha disminuido un 3,5 % en los últimos 150 años, lo que confirmaría, de ser cierto, la teoría de que el aumento de las temperaturas ralentizan las circulaciones de las células atmosféricas que varían según la longitud. En cambio, esta teoría aplicada a la célula de Hadley también debería conducir a su debilitación con el calentamiento global, cosa que no se ha podido observar.

En el artículo Global warming and the weakening of tropical circulation, deVecchi y Soden, publicado en el 2007, dicen que “con los escenarios futuros de emisiones de gases de efecto invernadero y de aerosoles se puede pronosticar un debilitamiento de la circulación de Walker de un 10 a un 15 % durante el siglo XXI”.

En caso de que ocurriera un debilitamiento del 10 al 15 % de la circulación de Walker, se producirían cambios significativos en los patrones de precipitación, de vientos y de corrientes marinas en amplias zonas. Por ejemplo, la reducción del flujo ascendente de agua rica en nutrientes el la costa americana podría tener un gran impacto en su ecosistema. Un debilitamiento de la circulación de Walker también podría causar un aumento del gradiente del viento en el Atlántico tropical, lo que sería menos favorable para que se desarrollasen ciclones tropicales, ya que el desarrollo de estos ciclones requiere valores relativamente bajos del gradiente vertical del viento, de manera que su núcleo más caliente pueda mantenerse encima de su centro de circulación superficial (los ciclones con un gradiente vertical de vientos importante se debilitan al ser arrastrada la zona superior del ciclón lejos del núcleo).

Sin embargo, estas previsiones a largo plazo son poco fiables, tanto por nuestro desconocimiento de cómo cambiará en el futuro la composición de la atmósfera, como por las imperfecciones de los modelos utilizados.




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