M1 Circulación General Atmosférica

Tópico

La circulación general atmosférica es el patrón de flujo promedio, calculado sobre periodos largos, que transporta calor, humedad y momento desde los trópicos hacia los polos. Este transporte le sirve a la atmósfera para responder al desequilibrio radiativo que existe entre unas latitudes y otras, un desequilibrio que hace que la circulación general atmosférica se organice en tres franjas de circulación meridional distintas: la célula de Hadley, que ocupa los trópicos; la célula de Ferrel, que ocupa las latitudes medias; y la célula polar, que ocupa las latitudes más altas de todas.

El motor fundamental que pone en marcha toda esta circulación general atmosférica es, precisamente, ese desequilibrio radiativo latitudinal: los trópicos absorben más energía solar de la que emiten de vuelta al espacio, mientras que los polos emiten más energía de la que reciben del sol. Esta diferencia hace que la atmósfera tenga que transportar, de los trópicos hacia las latitudes medias, una cantidad de energía de entre cinco y seis petavatios, un transporte que no recae en un único mecanismo sino que se reparte entre dos: la propia circulación media de la célula de Hadley, que domina ese transporte dentro de los trópicos, y los remolinos baroclínicos que se forman en las latitudes medias, que son los que dominan el transporte una vez que ese calor sale de la franja tropical.

Esos mismos remolinos baroclínicos de latitudes medias son también los responsables, junto con el gradiente de temperatura, de sostener a los chorros de viento que serpentean por esas mismas latitudes: la velocidad de un chorro resulta del balance entre el transporte meridional de momento que producen los remolinos baroclínicos y el propio gradiente meridional de temperatura que los alimenta. Esta dependencia sigue lo que se conoce como la relación del viento térmico: cuanto mayor es el gradiente meridional de temperatura entre los trópicos y los polos, más fuerte es el chorro que ese mismo gradiente hace que se desarrolle.

Mientras los chorros de latitudes medias dependen así del gradiente de temperatura, el borde hasta donde se extiende la célula de Hadley depende de otra condición distinta: un criterio de estabilidad del viento en altura, cerca de donde termina la troposfera, que fija hasta qué latitud puede llegar esa célula antes de volverse inestable. Se proyecta que, a medida que el planeta se calienta, ese límite de estabilidad se desplace hacia latitudes más altas, lo que hace que la célula de Hadley se expanda en consecuencia, empujando su borde más lejos de los trópicos de lo que llega hoy.

El calentamiento climático no solo desplaza el borde de la célula de Hadley: también se espera que intensifique a los chorros de latitudes medias, y lo hace de un modo indirecto, a través del mismo gradiente meridional de temperatura del que esos chorros dependen. Cuando el calentamiento no es igual de intenso en todas las latitudes —cuando el polo se calienta de una manera distinta al resto de la atmósfera—, esa diferencia hace que el gradiente meridional de temperatura se modifique, y ese gradiente modificado es, otra vez por la relación del viento térmico, el que determina si el chorro que sostiene termina siendo más fuerte o más débil que antes.

Así, desde el desequilibrio radiativo que enciende el motor de la circulación general atmosférica, pasando por las tres células meridionales que ese motor organiza y por los chorros que el gradiente de temperatura sostiene entre ellas, hasta el desplazamiento del borde de la célula de Hadley y la intensificación de los chorros bajo el calentamiento climático, toda la circulación general atmosférica queda gobernada por una misma cadena, en la que la diferencia de calentamiento entre los trópicos y los polos es la que hace que el aire de todo el planeta se mueva, y siga moviéndose, del modo en que lo hace.

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