Vento

O vento (do latín ventus) é o fluxo do aire a grande escala na atmosfera terrestre. Na atmosfera, é o movemento en masa do aire de acordo coas diferenzas de presión atmosférica. Günter D. Roth defíneo como «a compensación das diferenzas de presión atmosférica entre dous puntos».
En meteoroloxía, adóitanse denominar os ventos segundo a súa forza e a dirección desde a que sopran. Os aumentos repentinos da velocidade do vento durante un tempo curto reciben o nome de refachos. Os ventos fortes de duración intermedia (aproximadamente un minuto) chámanse borrascas. Os ventos de longa duración teñen diversos nomes segundo a súa forza media como, por exemplo, brisa, temporal, tormenta, furacán ou tifón. O vento pódese producir en diversas escalas: desde fluxos tormentosos que duran decenas de minutos até brisas locais xeradas polo distinto quecemento da superficie terrestre e que duran varias horas, e mesmo globais, que son o froito da diferenza de absorción de enerxía solar entre as distintas zonas xeo-astronómicas da Terra. As dúas causas principais da circulación atmosférica a grande escala son o quecemento diferencial da superficie terrestre segundo a latitude, a inercia e a forza centrífuga producidas pola rotación do planeta. Na zona intertropical, a diferenza de presión atmosférica entre os océanos (masa de aire cálido e húmido) e os continentes (masa de aire cálido e seco) durante o verán no hemisferio norte, é dicir, entre xuño e setembro, dá orixe á formación de ventos estacionais entre o océano Índico e o continente asiático e as depresións térmicas no interior dos continentes, especialmente en Asia e, en menor grao, en América do Norte, entre o Golfo de México e o interior dos Estados Unidos (o Medio Oeste), constitúen o motivo da circulación monzónica dos ventos, que durante a época de máis calor desprázanse cara ao interior e impulsan a circulación de monzóns. Nas áreas costeiras, o ciclo brisa mariña/brisa terrestre pode definir os ventos locais, mentres que nas zonas con relevo variado as brisas de val e de montaña poden dominar devanditos ventos locais.
Na civilización humana, o vento inspirou a mitoloxía, afectou aos acontecementos históricos, estendeu o alcance do transporte e a guerra, e proporcionou unha fonte de enerxía para o traballo mecánico, a electricidade e o lecer. O vento impulsou as viaxes dos veleiros a través dos océanos da Terra. Os globos aerostáticos utilizan o vento para viaxes curtas, e o voo con motor utilízao para xerar sustentación e reducir o consumo de combustible. As zonas con cizalladura do vento provocado por varios fenómenos meteorolóxicos poden provocar situacións perigosas para as aeronaves. Cando os ventos son fortes, as árbores e as estruturas creadas polos seres humanos poden chegar a resultar danados ou destruídos.
Os ventos poden dar forma ao relevo a través dunha serie de procesos eólicos, como a formación de solos fértiis (por exemplo, o loess) ou a destrución dos mesmos a través da erosión. O po de desertos grandes pode ser movido a grandes distancias desde o seu lugar de orixe polos ventos dominantes, e os ventos que son acelerados por unha topografía agreste e que están asociados con tormentas de po recibiron nomes rexionais en diferentes partes do mundo debido ao seu efecto significativo sobre estas rexións. O vento afecta a extensión dos incendios forestais, xa que pode deter ou acelerar os incendios. Tamén dispersa as sementes de determinadas plantas, e fai posible a supervivencia e dispersión destas especies vexetais, así como as poboacións de insectos voadores. En combinación coas temperaturas frías, o vento ten un efecto negativo sobre o gando. O vento afecta as reservas de alimento dos animais e as súas estratexias de caza e defensa. Causas xerais
O vento é causado polas diferenzas de presión do aire. Cando hai unha diferenza de presión, o aire vaise acelerando dunha maior presión a outra menor. Nun planeta en rotación, o aire é desviado polo efecto Coriolis, coa excepción da área exacta do ecuador. A escala global, os dous principais factores que provocan ventos a grande escala (circulación atmosférica)) son o quecemento diferencial entre o ecuador e os polos (a diferenza na absorción da enerxía solar, que xera forzas de pulo) e a rotación do planeta. Fóra dos trópicos e os efectos de fricción sobre a superficie, os ventos a grande escala tenden a buscar o equilibrio xeostrófico. Preto da superficie, a fricción fai que o vento sexa máis lento do que sería doutro xeito. O rozamento da superficie tamén fai que os ventos sopran en zonas de baixa presión.
Estes ventos definen un equilibrio de forzas físicas utilizadas na descomposición e análise dos perfís do vento. Só son útiles para simplificar as ecuacións de movemento da atmosfera e para realizar argumentos cualitativos sobre a distribución horizontal e vertical dos ventos. O compoñente vento xeostrófico é o resultado do equilibrio entre a forza de Coriolis e a forza do gradiente de presión. Flúe paralelo ás isóbaras e aproxima o fluxo por riba da capa límite atmosférica en latitudes medias. O vento térmico é a "diferenza" que se produce no vento xeostrófico entre dous niveis da atmosfera. Só existe nunha atmosfera con gradientes de temperatura horizontais. A compoñente do vento axeostrófico é a diferenza entre o vento real e o vento xeostrófico, que é o responsable de que o aire "encha" os ciclóns ao longo do tempo. O vento de gradiente é semellante ao vento xeostrófico pero tamén inclúe a forza centrífuga (ou aceleración centrípeta).
A gran capa atmosférica é atravesada polas radiacións solares que quentan o solo, o cal, á súa vez, quenta o aire que o rodea. Así resulta que este non é quentado directamente polos raios solares que o atravesan senón, en forma indirecta, polo quecemento do solo e das superficies acuáticas. Cando o aire se quenta, tamén se dilata, como calquera gas, é dicir, aumenta de volume, polo cal ascende ata que a súa temperatura se iguala coa do aire circundante ou algo máis. A grandes liñas, as masas de aire van dos trópicos ao ecuador (ventos alisios, que son constantes, é dicir, que sopran durante todo o ano), onde logran ascender tanto polo seu quecemento ao diminuír a latitude (na zona intertropical) como pola forza centrífuga do propio movemento de rotación terrestre, que dá orixe á súa vez a que o espesor da atmosfera na zona ecuatorial sexa o maior en toda a superficie terrestre. Ao ascender, arrefríanse, e polas altas capas volven cara aos trópicos, onde descenden polo seu maior peso (aire frío e seco) o cal explica a presenza dos desertos subtropicais e a amplitude térmica diaria tan elevada dos desertos (no Sáhara é frecuente que temperaturas de case 50 °C durante o día, pola insolación e a falta de nubes, véxase contrastada con temperaturas moi baixas durante a noite. Así, nestas zonas desérticas, as temperaturas varían moitísimo do día á noite pola escasa cantidade de auga e vapor de auga, que contribuirían a unha maior regularidade térmica). Os ventos globais xéranse como consecuencia do desprazamento do aire dende zonas de alta presión a zonas de baixa presión, determinando os ventos dominantes dunha área ou rexión. Aínda así hai que ter en conta numerosos factores locais que inflúen ou determinan os caracteres de intensidade e periodicidade dos movementos do aire. Estes factores, difíciles de simplificar pola súa multiplicidade, son os que permiten falar de ventos locais, os cales son en moitos lugares máis importantes cós de carácter xeral. Estes tipos de ventos son os seguintes: Brisas mariñas
Brisas de val
Brisas de montaña
Ventos catabáticos. Ventos que descenden dende as alturas ao fondo dos vales producidos polo esvaramento ao ras de chan do aire frío e denso dende os elementos do relevo máis altos. Aparecen de forma continuada nos grandes glaciares, adquirindo enormes proporcións nos inlandse de Groenlandia e da Antártida, onde sopran a velocidades continuas que superan os 200 km/h motivadas pola ausencia de obstáculos que freen a súa aceleración.
Ventos anabáticos. Ventos que ascenden dende as zonas máis baixas cara ás máis altas a medida que o sol quenta o relevo.
O vento actúa como axente de transporte, intervén na polinización anemófila, no desprazamento das sementes. É tamén un axente erosivo.
A velocidade e/ou intensidade dos ventos adoita medirse utilizando a Escala de Beaufort. Medición
A dirección do vento adoita expresarse en termos da dirección desde a que se orixina. Por exemplo, un vento do norte sopra de norte a sur. Os cataventos pivotan para indicar a dirección do vento. Nos aeroportos, as manga de ventos indican a dirección do vento, e tamén se poden utilizar para estimar a velocidade do vento polo ángulo de caída. A velocidade do vento mídese con anemómetros, que adoitan utilizar copas xiratorias ou hélices. Cando se necesita unha frecuencia de medición elevada (como nas aplicacións de investigación), o vento pode medirse pola velocidade de propagación dos sinais de ultrasóns ou polo efecto da ventilación na resistencia dun fío quente. Outro tipo de anemómetro utiliza tubo pitot que aproveitan a diferenza de presión entre un tubo interior e un tubo exterior exposto ao vento para determinar a presión dinámica, que se utiliza a continuación para calcular a velocidade do vento.
As velocidades sostidas do vento notifícanse globalmente a unha altura de 10 m e se promedian sobre un intervalo de tempo de 10 minutos. Estados Unidos informa dos ventos nunha media de 1 minuto para os ciclóns tropicais, e unha media de 2 minutos dentro das observacións meteorolóxicas, mentres que a India adoita informar dos ventos cunha media de 3 minutos. Coñecer a media de mostraxe do vento é importante, xa que o valor dun vento sostido dun minuto adoita ser un 14% maior que o dun vento sostido de dez minutos. Un aumento repentino da velocidade do vento chámase refacho. Unha definición técnica de refacho de vento é: os máximos que superan a velocidade do vento máis baixa medida durante un intervalo de tempo de dez minutos en 10 nós (5 m/s). por períodos de segundos. Un remuiño é un aumento da velocidade do vento por encima dun determinado limiar, que dura un minuto ou máis.
Para determinar os ventos en altura, as radiosondas determinan a velocidade do vento mediante GPS, radionavegación ou radar de seguimento da sonda. Alternativamente, o movemento relativo do globo meteorolóxico pódese seguir visualmente desde o chan con teodolitos. As técnicas de teledetección utilizadas para o vento inclúen o SODAR, Doppler, Lidar e radar que poden medir o desprazamento Doppler da radiación electromagnética dispersa ou reflectida de aerosois ou moléculas en suspensión, e os radiómetros e radares pódense usar para medir a rugosidade da superficie do océano dende o espazo ou avións. A rugosidade do océano pódese usar para estimar a velocidade do vento preto da superficie do océano. As imaxes de satélite xeoestacionarias pódense utilizar para estimar os ventos en toda a atmosfera en función do momento no que as nubes se moven dunha imaxe a outra. A enxeñaría eólica é o estudo dos efectos do vento sobre as estruturas arquitectónicas, incluíndo edificios, pontes e outros obxectos feitos polo home. Características físicas dos ventos
O estudo sistemático das características do vento son moi importantes para: Dimensionar estruturas de edificios como silos, grandes pendellos, edificacións elevadas etc. ;
Deseñar campos de xeración eólica de enerxía eléctrica;
Deseñar protección de marxes en encoros e os ribazos de montante nas presas.
A medición da velocidade e dirección do vento efectúase con instrumentos rexistradores denominados anemómetros, que dispón de dous sensores, un para medir a velocidade e outro para medir a dirección do vento. As medicións rexístrase en anemógrafos.
Para que as medicións sexan comparables coas medicións efectuadas noutros lugares do planeta, as torres cos sensores de velocidade e dirección deben obedecer a normativas estritas ditadas pola OMM - Organización Meteorolóxica Mundial. Modelos
Os modelos poden proporcionar información espacial e temporal sobre o fluxo de aire. A información espacial pódese obter mediante a interpolación de datos de varias estacións de medición, o que permite o cálculo de datos horizontais. Alternativamente, pódense utilizar perfís, como o perfil de vento logarítmico, para obter información vertical.
A información temporal calcúlase normalmente resolvendo as ecuacións de Navier-Stokes dentro de modelos numéricos de predición do tempo, xerando datos globais para modelos de circulación xeral ou datos rexionais específicos. No cálculo dos campos de vento inflúen factores como os diferenciais de radiación, a rotación da Terra e o rozamento, entre outros. Resolver as ecuacións de Navier-Stokes é un proceso numérico que leva moito tempo, pero as técnicas de aprendizaxe automática poden axudar a acelerar o tempo de cálculo.
Os modelos numéricos de predición meteorolóxica fixeron avanzar considerablemente a nosa comprensión da dinámica atmosférica e convertéronse en ferramentas indispensables para a predición meteorolóxica e a investigación climática. Ao aproveitar datos espaciais e temporais, estes modelos permiten aos científicos analizar e predicir patróns de vento globais e rexionais, contribuíndo á nosa comprensión do complexo sistema atmosférico da Terra. Escala de forza do vento
Historicamente, a escala de forza do vento de Beaufort (creada por Francis Beaufort) ofrece unha descrición empírica da velocidade do vento baseada nas condicións do mar observadas. Orixinalmente era unha escala de 13 niveis (0-12), pero durante a década de 1940, a escala foi ampliada a 18 niveis (0–17). Existen termos xerais que diferencian os ventos de distintas velocidades medias, como brisa, vendaval, tormenta ou furacán. Dentro da escala de Beaufort, os ventos tempestuosos sitúanse entre os 28 nós (52 kn km/h) e os 55 nós (102 kn km/h)} con adxectivos precedentes como moderado, fresco, forte e enteiro utilizados para diferenciar a forza do vento dentro da categoría de vendaval. Unha tormenta ten ventos da 56 nós (104 km/h) a 63 nós (117 km/h). A terminoloxía dos ciclóns tropicais difire globalmente dunha rexión a outra. A maioría das concas oceánicas utilizan a velocidade media do vento para determinar a categoría do ciclón tropical.
A continuación preséntase un resumo das clasificacións utilizadas polos Centros Meteorolóxicos Rexionais Especializados de todo o mundo:
Escala Fujita mellorada
A Escala Fujita mellorada (Escala EF) clasifica a intensidade dos tornados utilizando os danos causados para estimar a velocidade do vento. Ten seis niveis, desde danos visibles até a destrución total. Utilízase nos Estados Unidos e nalgúns outros países, como Canadá e Francia, con pequenas modificacións.
Modelo de estación
O modelo de estación trazado nos mapas meteorolóxicos de superficie utiliza unha frecha para indicar tanto a dirección como a velocidade do vento. A frecha indica a velocidade mediante "bandeiras" situadas no extremo. Cada metade dunha bandeira representa 5 nós (9, 3 km/h; 5, 8 mph) de vento.
Cada bandeira completa representa 10 nós (19 km/h; 12 mph) de vento.
Cada gallardete (triángulo recheo) representa 50 nós (93 km/h; 58 mph) de vento.
Os ventos represéntanse soprando desde a dirección cara á que apunta a púa. Por tanto, un vento do nordés representarase cunha liña que se estende desde o círculo da nube cara ao nordés, con bandeiras que indican a velocidade do vento no extremo nordés desta liña. Unha vez trazadas nun mapa, pódese realizar unha análise das isoliñas (liñas de igual velocidade do vento). As isoliñas son especialmente útiles para diagnosticar a localización da corrente en chorro en cartas de presión constante en niveis superiores, e adoitan situarse no nivel de 300 hPa ou por encima del. Climatoloxía global
Os ventos do leste, de media, dominan o patrón de fluxo a través dos polos, os ventos do oeste sopran a través das latitudes medias da Terra, cara aos polos da dorsal subtropical, mentres que os ventos do leste volven dominar os trópicos.
Xusto debaixo da dorsal subtropical atópanse as calmas ecuatoriais, ou latitudes do cabalo, onde os ventos son máis suaves. Moitos dos desertos da Terra atópanse preto da latitude media da dorsal subtropical, onde o descenso reduce a humidade relativa da masa de aire. Os ventos máis fortes prodúcense nas latitudes medias, onde o aire polar frío atópase co aire cálido dos trópicos. Ventos con nome propio
Alisios
Nordés
Mistral
Siroco
Tramontana
Ávrego
Vento mareiro
Nomes galegos
Os nomes máis habituais dos ventos en galego son: Vento do norte, nortada
Vento do sur
Vento do leste, levante
Poñente, travesía, vento mareiro No espazo
O vento solar é significativamente diferente do vento terrestre, xa que ten orixe no sol e está constituído por partículas cargadas que escaparon da atmosfera solar. O vento planetario está constituído por gases leves que escaparon das atmosferas dos planetas. Ao longo do tempo, o vento planetario pode alterar radicalmente a composición desas atmosferas. A maior velocidade de vento algunha vez rexistrada ocorreu no disco de acreción do buraco negro IGR J17091-3624, a unha velocidade de aproximadamente 32. 000. 000 km/h, o que corresponde a un 3 % da velocidade da luz.
Noutros planetas
En Venus, os fortes ventos de 300 km/h fan que as zonas superiores das nubes completen unha rotación arredor do planeta cada catro ou cinco días terrestres. Cando os polos de Marte quedan expostos á luz solar tralo inverno, o dióxido de carbono conxelado sublímase, creando ventos fortes que varren as rexións polares a velocidades de até 400 km/h, transportando unha cantidade significativa de poeira e vapor de auga. En Xúpiter, en zonas de correntes son comúns as velocidades de vento de 100 metros por segundo. Os ventos de Saturno están entre os máis velozes do sistema solar. A sonda Cassini–Huygens rexistrou picos de contralisios de aproximadamente 375 metros por segundo. En Urano, os ventos do hemisferio norte acadan velocidades de 240 metros por segundo preto dos 50° de latitude. No cumio das nubes de Neptuno, a velocidade dos ventos prevalentes varía entre 400 m/s no ecuador e 250 m/s nos polos. Nos 70º de latitude sur, as correntes de alta velocidade deslócanse a 300 m/s.
Vento planetario
O vento na parte superior da atmosfera dun planeta permite que os elementos químicos leves, como o hidróxeno, se desloquen cara a arriba en dirección á exosfera. Aí, eses gases poden acadar a velocidade de escape e entrar no espazo sideral sen afectar outras partículas de gases. Este tipo de perda de gases dun planeta en dirección ao espazo denomínase vento planetario. Ao longo do tempo xeolóxico, este proceso fai que os planetas ricos en auga, como a Terra, evolucionen a planetas como Venus.