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Parámetros de viento. Rosa de vientos

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Academic year: 2021

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(1)

Tema 4:

(2)

A la izquierda se representa un viento de origen SW de 20 kt en el Hemisferio Norte, y a la derecha un viento de origen E de 65 kt en el Hemisferio Sur.

El círculo señala el punto donde se mide el viento - Flojo: 6-20 km/h (3-10 kt) - Moderado: 21-40 km/h (11-21 kt) - Fuerte: 41-70 km/h (22-37 kt) - Muy fuerte: 71-120 km/h (38-64 kt) - Huracanado: >120 km/h (> 64 kt).

Parámetros

de viento

El nudo: 1 kt = 1 milla náutica / hora = 1.853 km/h

~

2 km/h

(3)

Causa primaria del viento

Gradiente horizontal de presión como consecuencia de diferencias térmicas. Estas últimas producen a su vez diferencias de densidad.

Las superficies calientes tienden a producir ascensos de aire y bajas presiones en superficie. Las superficies frías tienden a

(4)

Fuerza de Coriolis

Efecto de la fuerza de Coriolis:

La bolita, en su movimiento relativo a la plataforma, se desvía a la derecha, al contrario –es una fuerza de inercia- que los puntos de la plataforma en su movimiento absoluto con giro antihorario. Análogo a lo que vemos en el Hemisferio N.

En sentido contrario en en el H. Sur.

En la Tierra

2

2

: velocidad angular de Tierra.

: velocidad del aire.

(5)

Fuerza de Coriolis en la Tierra

Si pensamos que en vez del proyectil

lo que tenemos es viento,

deduciremos que si el viento es de Norte a Sur, se desvía hacia la derecha, o sea hacia el Oeste.

Si ahora se pone una ametralladora en el avión C y se dispara sobre el B, como el C tiene mayor velocidad que el B, la bala caerá delante del B, es decir, se desvía a la derecha. Un viento de Sur a Norte se desvía a la derecha, es decir, al Este.

(6)

En resumen, la fuerza de Coriolis actúa sobre el aire en movimiento, desviando el viento hacia la derecha en el Hemisferio Norte y hacia la izquierda en el Hemisferio Sur.

Su efecto es significativo cuando las distancias son

grandes, afectando

solamente a la dirección del viento, no a su intensidad.

(7)

Viento geostrófico

2

2

sen

,

: latitud ,

sen

.

/ unidad de volumen.

Mov. Rectilíneo y Uniforme, y no fricción:

0

/

2

sen

:distancia (normal a isob

(8)

Viento geostrófico

1.- No hay aceleración, es decir, v = vgeos = constante.

2.- Las isolíneas son líneas rectas, y en consecuencia no hay aceleración centrípeta.

3.- El movimiento está libre de fricción.

P

− ∇

COR

f

v

: sale hacia fuera del papel

ver Ω

(9)

Viento del gradiente

Trayectorias circulares: es una aproximación algo más general que el viento geostrófico, incluyendo la aceleración (centrípeta: v2/R) por la curvatura de las isolíneas.

1. Anticiclones: v = vgrad > vgeos 2. Borrascas: v = vgrad < vgeos En el Ecuador y sus proximidades:

2 COR

v

f

P

N

R

ρ

− ∇ =

2 2 0

/

: radio de curvatura.

COR

v

v

P

N

P

P

n

R

R

R

f

− ∇ =

ρ

⇒ ∇ = ∆

∆ =

ρ



(10)

Inclusión de la Fuerza de rozamiento

Trayectorias casi espirales: aparecen al incluir el rozamiento con el suelo. 1. Borrascas: convergentes. 2. Anticlones: divergentes.

(11)

Variación del viento con la altura: Espiral de Ekman

A medida que ascendemos, en los primeros 1000m a proximadamente: (1) Aumenta la velocidad del viento.

(12)

Vientos locales:

Brisas

Se origina por calentamiento de tierra que provoca ascenso de aire. Sopla durante el día y penetra en tierra hasta unos 30 ó 40 km, con vientos de 10-40 km/h.

Se origina por el enfriamiento de tierra que provoca descenso de aire. Sopla durante noche y penetra en tierra hasta unos 20 km, con vientos de unos 5-20 km/h.

(13)

Vientos locales:

Brisas

Brisa de montaña

Se origina por el calentamiento de las laderas que provoca un ascenso de aire. Sopla durante el día con vientos de 10-40 km/h.

Se origina por el enfriamiento de las laderas que provoca ascenso de aire. Sopla durante la noche con una gran variedad de intensidad de vientos.

Brisa de valle

(14)

Vientos

locales:

Efecto Föhn

1. El viento Föhn es un viento seco y cálido que fluye a sotavento de las montañas. 2. En la base de la montaña, la temperatura es mayor a sotavento que a barlovento.

3. Esta diferencia de temperatura se debe al calentamiento por compresión adiabática a sotavento, y a la pérdida de humedad por elevación en el lado de barlovento: el incremento de T es menor en la subida debido a la humedad. Gran parte de la humedadse queda arriba y no baja, habiendo mayor incremento de T en la bajada:

o humedo

o seco

0.5 C /100m (aire saturado subiendo)

1 C /100m (aire seco bajando)

γ γ = − = + bajada subida T T ∆ > ∆

(15)

Viento

local:

canalización

Intensificación de vientos:

Cuando un flujo de aire penetra en un desfiladero, al estrecharse la sección por la que pasa, aumenta su velocidad. Ejemplos típicos en España son el Levante en el Estrecho y la Tramontana (del N) entre Menorca y Mallorca.

Canalización:

En España, con vientos de componente Norte, soplan en el valle del Ebro vientos del NW, debido a la canalización por el valle. Es un viento Cierzo.

Montaña

(16)

Energía del Viento

2

2

Masa

2

Por unidad de volumen

e

2

(17)
(18)

2

Potencia disponible :

atraviesa rotor

P(viento)

1 2

es volumen de aire

es la seccion del rotor

es la longitud del elemento de a

(19)

[

]

3 max, 3 1

1

P(rotor)

2

: Coeficiente de Potencia

16 27

0.59

(20)

CURVA DE POTENCIA. Ejemplo

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