D6 Diagnóstico De Ondas y Circulación

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El diagnóstico de ondas y circulación aplica técnicas analíticas a los campos tridimensionales de viento, temperatura y presión que entregan los reanálisis, los modelos de predicción numérica del tiempo o las propias radiosondas, con el fin de identificar, cuantificar y predecir los patrones de flujo de gran escala y la actividad de las ondas atmosféricas que viajan dentro de ellos. Una de estas técnicas, el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, descompone los mismos campos convectivos y dinámicos según la escala espacial y el periodo temporal de cada componente que los forma, y esa descomposición es lo que permite separar, dentro del mismo campo, los distintos modos de ondas ecuatoriales: las ondas de Kelvin, las ondas de Rossby y las ondas mixtas.

Otra de estas técnicas, los vectores de Eliassen-Palm, es el diagnóstico estándar para seguir el transporte y la disipación de las ondas de Rossby y de las ondas de gravedad a lo largo del plano que va de una latitud a otra y de una altura a otra. La divergencia de estos vectores de Eliassen-Palm mide cuánto aceleran o desaceleran esas mismas ondas al flujo zonal medio que las transporta, y esa medición es crítica para entender tres fenómenos distintos: el calentamiento súbito estratosférico, la circulación de Brewer-Dobson y la formación del chorro polar.

Una tercera técnica, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica, permite reconstruir los campos de viento y de temperatura a partir de un único campo, el de la vorticidad potencial, y de paso separa dentro de ese campo el equilibrio dinámico del flujo de fondo de las perturbaciones ondulatorias que se propagan sobre él.

Una cuarta técnica, el diagnóstico de omega, resuelve un problema distinto: el movimiento vertical de la atmósfera, expresado en coordenadas de presión, no es una variable que la mayoría de las observaciones puedan medir directamente. Por eso, el diagnóstico de omega usa una ecuación que relaciona ese movimiento vertical con los mismos campos de viento y temperatura que sí se observan, y de esa relación infiere el movimiento vertical que ninguna radiosonda ni ningún satélite midió de forma directa.

Así, las cuatro técnicas del diagnóstico de ondas y circulación —el análisis espectral espacio-tiempo de Wheeler-Kiladis, los vectores de Eliassen-Palm, la inversión de la vorticidad potencial cuasi-geostrófica y el diagnóstico de omega— parten todas de los mismos campos tridimensionales de viento, temperatura y presión, y todas persiguen el mismo resultado: identificar las estructuras dinámicas que controlan el tiempo y el clima, ya sea a la escala de un sistema sinóptico de unos pocos días o a la escala planetaria de semanas y meses.

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