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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E7 - Ondas Atmosféricas, Planetarias y Ecuatoriales
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4945
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Ondas planetarias y restauración beta
Explica cómo una perturbación de gran escala se convierte en onda planetaria por la variación meridional del parámetro de Coriolis. El parámetro de Coriolis cambia con la latitud y su gradiente beta proporciona la restauración de la perturbación del flujo. La vorticidad potencial de Ertel es la cantidad conservada durante la propagación y conecta la restauración con la dinámica de la onda. La propagación es hacia el oeste respecto del viento de fondo que transporta la onda. El storyboard no proporciona una forma funcional para la velocidad de fase ni para la relación cuantitativa entre beta, vorticidad potencial y amplitud.
Grupo 2: Grupo 2: Consecuencias de las ondas planetarias
Describe cómo la actividad de las ondas planetarias reorganiza el flujo atmosférico de gran escala. Las ondas producen meandros de los chorros de viento; esos meandros pueden producir sistemas de bloqueo. La misma actividad permite teleconexiones que transportan señales climáticas a miles de kilómetros del origen. Los meandros, bloqueos y teleconexiones son resultados distintos y se mantienen separados para preservar la arquitectura causal. No se especifican umbrales de bloqueo ni leyes cuantitativas para la distancia o intensidad de una teleconexión.
Grupo 3: Grupo 3: Confinamiento ecuatorial
Explica por qué las ondas ecuatoriales permanecen cerca del ecuador en vez de propagarse libremente por todas las latitudes. En el ecuador el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como guía de onda. Esa guía confina la actividad a una franja ecuatorial y define la familia de ondas ecuatoriales. La dependencia descrita es direccional: el cambio latitudinal de Coriolis produce confinamiento, no al revés. El storyboard no entrega una anchura cuantitativa de la guía ni una ley funcional de atrapamiento.
Grupo 4: Grupo 4: Modos ecuatoriales de Kelvin, Rossby y Yanai
Distingue tres modos ecuatoriales por su dirección y estructura de propagación. Las ondas de Kelvin se propagan únicamente hacia el este y carecen de componente meridional del viento; además son críticas para la propagación de la oscilación entre El Niño y La Niña en el Pacífico tropical. Las ondas de Rossby ecuatoriales se propagan hacia el oeste y se relacionan con la convección de la Oscilación de Madden-Julian. Las ondas mixtas Rossby-gravedad o Yanai también se propagan hacia el oeste y combinan características de Rossby y gravedad. No se dan relaciones de dispersión ni amplitudes cuantitativas.
Grupo 5: Grupo 5: Modulación tropical y estratosférica
Integra los tres tipos principales de ondas ecuatoriales como moduladores de la circulación tropical. Su actividad conjunta modula la organización de la convección tropical, determinando dónde y cuándo se agrupan las tormentas a lo largo del cinturón ecuatorial. También modula el ciclo semi-anual de la estratosfera tropical e imprime un ritmo a la circulación de esa capa. La causalidad va desde la actividad de los modos ecuatoriales hacia la organización convectiva y la circulación estratosférica. No se especifica una regla aditiva, ponderaciones relativas entre modos ni una función de modulación.
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico Eliassen-Palm y respuesta del flujo medio
Proporciona el lenguaje diagnóstico común para ondas planetarias y ecuatoriales. Los vectores de Eliassen-Palm representan cómo se propaga la actividad de onda en el plano latitud-altura y permiten seguir ambas familias con la misma herramienta. Su divergencia mide cuánto la actividad conjunta de las ondas acelera o desacelera el flujo zonal medio. Por tanto, la actividad de onda cruza desde los grupos planetario y ecuatorial hacia un diagnóstico común y de allí hacia la respuesta del flujo medio. El storyboard no proporciona la expresión matemática del vector ni de su divergencia, solo su significado físico y causal.
ID:1800
Grupo 1: Grupo 1: Ondas planetarias y restauración beta
Descripción
Explica cómo una perturbación de gran escala se convierte en onda planetaria por la variación meridional del parámetro de Coriolis. El parámetro de Coriolis cambia con la latitud y su gradiente beta proporciona la restauración de la perturbación del flujo. La vorticidad potencial de Ertel es la cantidad conservada durante la propagación y conecta la restauración con la dinámica de la onda. La propagación es hacia el oeste respecto del viento de fondo que transporta la onda. El storyboard no proporciona una forma funcional para la velocidad de fase ni para la relación cuantitativa entre beta, vorticidad potencial y amplitud.
Pregunta clave: ¿Cómo se originan y restauran las ondas planetarias?
Explica cómo una perturbación de gran escala se convierte en onda planetaria por la variación meridional del parámetro de Coriolis. El parámetro de Coriolis cambia con la latitud y su gradiente beta proporciona la restauración de la perturbación del flujo. La vorticidad potencial de Ertel es la cantidad conservada durante la propagación y conecta la restauración con la dinámica de la onda. La propagación es hacia el oeste respecto del viento de fondo que transporta la onda. Las ondas planetarias son oscilaciones de gran escala cuya fuerza restauradora es la variación meridional del parámetro de Coriolis, es decir, cuánto cambia ese parámetro a medida que uno se desplaza de una latitud a otra —lo que se conoce como el gradiente beta—: es esa variación la que empuja de vuelta a cualquier perturbación del flujo, generando la onda. La segunda familia, las ondas ecuatoriales, no se propaga libremente por cualquier latitud como las ondas planetarias, sino que queda atrapada cerca del ecuador, precisamente porque ahí el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como una especie de guía que confina la onda a esa franja ecuatorial. La cantidad que rige toda esta dinámica y que se conserva mientras la onda se propaga es la vorticidad potencial de Ertel.
ID:6285
Grupo 2: Grupo 2: Consecuencias de las ondas planetarias
Descripción
Describe cómo la actividad de las ondas planetarias reorganiza el flujo atmosférico de gran escala. Las ondas producen meandros de los chorros de viento; esos meandros pueden producir sistemas de bloqueo. La misma actividad permite teleconexiones que transportan señales climáticas a miles de kilómetros del origen. Los meandros, bloqueos y teleconexiones son resultados distintos y se mantienen separados para preservar la arquitectura causal. No se especifican umbrales de bloqueo ni leyes cuantitativas para la distancia o intensidad de una teleconexión.
Pregunta clave: ¿Qué consecuencias producen las ondas planetarias sobre la circulación y el clima remoto?
Describe cómo la actividad de las ondas planetarias reorganiza el flujo atmosférico de gran escala. Las ondas producen meandros de los chorros de viento; esos meandros pueden producir sistemas de bloqueo. La misma actividad permite teleconexiones que transportan señales climáticas a miles de kilómetros del origen. Los meandros, bloqueos y teleconexiones son resultados distintos y se mantienen separados para preservar la arquitectura causal. Las ondas planetarias se propagan hacia el oeste en relación con el viento de fondo que las transporta, y son responsables de los meandros que forman los chorros de viento, de los sistemas de bloqueo que esos meandros pueden producir, y de las teleconexiones que llevan señales climáticas a miles de kilómetros de donde se originaron. Así, desde los meandros de los chorros que producen las ondas planetarias hasta el ritmo que las ondas ecuatoriales le imprimen a la convección tropical y a la estratosfera, estas dos familias de ondas atmosféricas de gran escala terminan describiéndose con el mismo lenguaje: cuánta actividad de onda se propaga, y cuánto de esa actividad termina acelerando o frenando el flujo medio que la rodea.
ID:6286
Grupo 3: Grupo 3: Confinamiento ecuatorial
Descripción
Explica por qué las ondas ecuatoriales permanecen cerca del ecuador en vez de propagarse libremente por todas las latitudes. En el ecuador el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como guía de onda. Esa guía confina la actividad a una franja ecuatorial y define la familia de ondas ecuatoriales. La dependencia descrita es direccional: el cambio latitudinal de Coriolis produce confinamiento, no al revés. El storyboard no entrega una anchura cuantitativa de la guía ni una ley funcional de atrapamiento.
Pregunta clave: ¿Por qué las ondas ecuatoriales quedan confinadas cerca del ecuador?
Explica por qué las ondas ecuatoriales permanecen cerca del ecuador en vez de propagarse libremente por todas las latitudes. En el ecuador el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como guía de onda. Esa guía confina la actividad a una franja ecuatorial y define la familia de ondas ecuatoriales. La dependencia descrita es direccional: el cambio latitudinal de Coriolis produce confinamiento, no al revés. La segunda familia, las ondas ecuatoriales, no se propaga libremente por cualquier latitud como las ondas planetarias, sino que queda atrapada cerca del ecuador, precisamente porque ahí el parámetro de Coriolis cambia de signo y su variación con la latitud actúa como una especie de guía que confina la onda a esa franja ecuatorial. Las ondas planetarias son oscilaciones de gran escala cuya fuerza restauradora es la variación meridional del parámetro de Coriolis, es decir, cuánto cambia ese parámetro a medida que uno se desplaza de una latitud a otra —lo que se conoce como el gradiente beta—: es esa variación la que empuja de vuelta a cualquier perturbación del flujo, generando la onda. Dentro de esta familia de ondas ecuatoriales, tres tipos son los más importantes para la circulación tropical.
ID:6287
Grupo 4: Grupo 4: Modos ecuatoriales de Kelvin, Rossby y Yanai
Descripción
Distingue tres modos ecuatoriales por su dirección y estructura de propagación. Las ondas de Kelvin se propagan únicamente hacia el este y carecen de componente meridional del viento; además son críticas para la propagación de la oscilación entre El Niño y La Niña en el Pacífico tropical. Las ondas de Rossby ecuatoriales se propagan hacia el oeste y se relacionan con la convección de la Oscilación de Madden-Julian. Las ondas mixtas Rossby-gravedad o Yanai también se propagan hacia el oeste y combinan características de Rossby y gravedad. No se dan relaciones de dispersión ni amplitudes cuantitativas.
Pregunta clave: ¿Qué distingue a Kelvin, Rossby ecuatorial y Yanai?
Distingue tres modos ecuatoriales por su dirección y estructura de propagación. Las ondas de Kelvin se propagan únicamente hacia el este y carecen de componente meridional del viento; además son críticas para la propagación de la oscilación entre El Niño y La Niña en el Pacífico tropical. Las ondas de Rossby ecuatoriales se propagan hacia el oeste y se relacionan con la convección de la Oscilación de Madden-Julian. Las ondas mixtas Rossby-gravedad o Yanai también se propagan hacia el oeste y combinan características de Rossby y gravedad. No se dan relaciones de dispersión ni amplitudes cuantitativas. Las ondas de Rossby ecuatoriales, en cambio, se propagan hacia el oeste, igual que las ondas planetarias de las que toman el nombre, y están relacionadas con la convección de la Oscilación de Madden-Julian. Las ondas de Kelvin solo se propagan hacia el este, sin ninguna componente meridional de viento, y son críticas para la propagación de la oscilación entre El Niño y La Niña en el Pacífico tropical. Y las ondas mixtas de Rossby-gravedad, también llamadas ondas de Yanai, se propagan igualmente hacia el oeste, combinando características de ambos tipos de onda.
ID:6288
Grupo 5: Grupo 5: Modulación tropical y estratosférica
Descripción
Integra los tres tipos principales de ondas ecuatoriales como moduladores de la circulación tropical. Su actividad conjunta modula la organización de la convección tropical, determinando dónde y cuándo se agrupan las tormentas a lo largo del cinturón ecuatorial. También modula el ciclo semi-anual de la estratosfera tropical e imprime un ritmo a la circulación de esa capa. La causalidad va desde la actividad de los modos ecuatoriales hacia la organización convectiva y la circulación estratosférica. No se especifica una regla aditiva, ponderaciones relativas entre modos ni una función de modulación.
Pregunta clave: ¿Cómo modulan los modos ecuatoriales la convección y la estratosfera tropical?
Integra los tres tipos principales de ondas ecuatoriales como moduladores de la circulación tropical. Su actividad conjunta modula la organización de la convección tropical, determinando dónde y cuándo se agrupan las tormentas a lo largo del cinturón ecuatorial. También modula el ciclo semi-anual de la estratosfera tropical e imprime un ritmo a la circulación de esa capa. La causalidad va desde la actividad de los modos ecuatoriales hacia la organización convectiva y la circulación estratosférica. Juntos, estos tres tipos de ondas ecuatoriales modulan la organización de la convección tropical, determinando dónde y cuándo se agrupan las tormentas a lo largo del cinturón ecuatorial, y también modulan el ciclo semi-anual que se repite en la estratosfera tropical, imprimiéndole su propio ritmo a la circulación de esa capa de la atmósfera. Así, desde los meandros de los chorros que producen las ondas planetarias hasta el ritmo que las ondas ecuatoriales le imprimen a la convección tropical y a la estratosfera, estas dos familias de ondas atmosféricas de gran escala terminan describiéndose con el mismo lenguaje: cuánta actividad de onda se propaga, y cuánto de esa actividad termina acelerando o frenando el flujo medio que la rodea. Dentro de esta familia de ondas ecuatoriales, tres tipos son los más importantes para la circulación tropical.
ID:6289
Grupo 6: Grupo 6: Diagnóstico Eliassen-Palm y respuesta del flujo medio
Descripción
Proporciona el lenguaje diagnóstico común para ondas planetarias y ecuatoriales. Los vectores de Eliassen-Palm representan cómo se propaga la actividad de onda en el plano latitud-altura y permiten seguir ambas familias con la misma herramienta. Su divergencia mide cuánto la actividad conjunta de las ondas acelera o desacelera el flujo zonal medio. Por tanto, la actividad de onda cruza desde los grupos planetario y ecuatorial hacia un diagnóstico común y de allí hacia la respuesta del flujo medio. El storyboard no proporciona la expresión matemática del vector ni de su divergencia, solo su significado físico y causal.
Pregunta clave: ¿Cómo se diagnostica la propagación de ondas y su efecto sobre el flujo medio?
Proporciona el lenguaje diagnóstico común para ondas planetarias y ecuatoriales. Los vectores de Eliassen-Palm representan cómo se propaga la actividad de onda en el plano latitud-altura y permiten seguir ambas familias con la misma herramienta. Su divergencia mide cuánto la actividad conjunta de las ondas acelera o desacelera el flujo zonal medio. Por tanto, la actividad de onda cruza desde los grupos planetario y ecuatorial hacia un diagnóstico común y de allí hacia la respuesta del flujo medio. La divergencia de estos vectores de Eliassen-Palm mide, precisamente, cuánto acelera o desacelera el flujo zonal medio la actividad conjunta de las ondas planetarias y las ondas ecuatoriales. Tanto la actividad de las ondas planetarias como la de las ondas ecuatoriales se puede seguir con la misma herramienta de diagnóstico: los vectores de Eliassen-Palm, que muestran cómo se propaga la actividad de onda a lo largo del plano que va de una latitud a otra y de una altura a otra, y que revelan también el efecto que esa misma onda tiene sobre el flujo medio que la rodea. Así, desde los meandros de los chorros que producen las ondas planetarias hasta el ritmo que las ondas ecuatoriales le imprimen a la convección tropical y a la estratosfera, estas dos familias de ondas atmosféricas de gran escala terminan describiéndose con el mismo lenguaje: cuánta actividad de onda se propaga, y cuánto de esa actividad termina acelerando o frenando el flujo medio que la rodea.
ID:6290