Circulació atmosfèrica

La circulació atmosfèrica és un moviment de l'aire atmosfèric a gran escala, i el medi (juntament amb la circulació oceànica^[1]) pel qual la calor és distribuïda sobre la superfície de la Terra. Tanmateix, cal tenir en compte que, tot i que el paper dels corrents oceànics és més petit d'acord amb el seu volum, que el realitzat per la circulació atmosfèrica, la seva importància quant al flux de calor entre les diferents zones geoastronòmiques és molt gran, per la notable diferència de densitat entre l'atmosfera i les aigües oceàniques que ocasiona que la calor específica transportada per un m³ d'aigua oceànica sigui molt superior al que pot desplaçar un m³ d'aire.

La circulació atmosfèrica varia lleugerament d'un any a l'altre, almenys a escala detallada, però l'estructura bàsica roman sempre constant. Tanmateix, els sistemes atmosfèrics individuals - depressions de mitjana latitud, o cèl·lules convectives tropicals - es produeixen aparentment de forma aleatòria, i està acceptat que el temps meteorològic a escala local o regional no pot ser pronosticat més enllà d'un breu període: potser un mes en teoria, o (actualment) sobre deu dies a la pràctica. Tanmateix, la mitjana d'aquests sistemes - el clima - és molt estable, cosa que sembla contradir la tesi del canvi climàtic.

Característiques de la circulació longitudinal

Una visió ideal de les tres cèl·lules de circulació.

Les cèl·lules de Hadley, Ferrel, i Polar acompleixen un important paper en la circulació atmosfèrica, i vénen a constituir un efecte i no una causa de la circulació atmosfèrica global. Això significa que la circulació atmosfèrica és el resultat d'una combinació de molts factors que actuen sobre el patró baromètric de l'aire determinat pels centres d'acció (anticiclons i ciclons o depressions).

La circulació latitudinal apareix com a conseqüència que la radiació solar incident per unitat d'àrea és més alta a les baixes latituds equatorials, i disminueix segons la latitud augmenta, assolint el seu pic mínim als pols. La circulació longitudinal per un altre costat, apareix ja que l'aigua té una capacitat més gran d'escalfament que la terra tot i que necessita molt més temps que l'aire per absorbir i expulsar calor car l'aire és diatèrman, és a dir, es deixa travessar pels rajos solars sense escalfar-se, mentre que les aigües absorbeixen lentament aquella calor dels rajos solars i l'alliberen quan l'atmosfera està més freda. Fins i tot a microescales aquest efecte és perceptible; car porta a la brisa marina, aire refredat per l'aigua cap a la costa durant el dia, i transporta la brisa terrestre, aire refredat pel contacte amb el sòl, cap al mar durant les nits.

A una escala més gran, aquest efecte deixa de ser diürn (diari), i en canvi és temporal, o fins i tot decadal en els seus efectes. L'aire càlid s'eleva sobre les regions de l'equador continental i oest de l'oceà Pacífic, i flueix a l'est o oest, depenent de la seva ubicació, quan assoleix la tropopausa, i s'enfonsa a l'Atlàntic i Índic, i a l'est de l'Pacífic.

La cèl·lula de l'oceà Pacífic té un paper important en el temps atmosfèric de la Terra. Aquesta cèl·lula ubicada completament a l'oceà apareix com a resultat d'una marcada diferència entre les temperatures de la superfície dels extrems occidental i oriental. En circumstàncies normals, les aigües de l'oest són càlides i les de l'est fredes. El procés comença quan l'activitat convectiva sobre l'equador d'Àsia Oriental i l'aire fred que s'enfonsa des de la costa occidental de Sud-amèrica creen un patró de vents que empeny l'aigua del Pacífic cap a l'oest i l'amuntega al Pacífic occidental. (Els nivells d'aigua al Pacífic oest són 60 cm més alts que a l'est, una diferència que és deguda únicament a la força de l'aire.)

Circulació Walker

La cèl·lula del Pacífic és de tal importància que ha sigut anomenada la Circulació Walker després que Sir Gilbert Walker, un director dels observatoris britànics de principis del segle XX a l'Índia, que buscà un mètode per predir quan acabarien els vents del monsó. Tot i que mai no tingué èxit en intentar-ho, el seu treball el dugué al descobriment d'un enllaç indiscutible entre les variacions periòdiques de pressió als oceans Índic i Pacífic, que definí com "Oscil·lació Meridional."

El moviment d'aire a la circulació Walker afecta els bucles de cada costat. En circumstàncies "normals", el clima es comporta com s'espera. Però, cada pocs anys, els vents es tornen inusualment càlids o freds, o la freqüència d'huracans augmenta o disminueix, el patró es reprodueix durant un període indeterminat.

El Niño - Oscil·lació Meridional

El comportament de la cèl·lula de Walker és la clau per entendre el fenomen d'El Niño (o més correctament, ENSO,ENOS en català, ó El Niño - Oscil·lació Meridional).

Si l'activitat convectiva s'alenteix al Pacífic occidental per algun motiu (aquest motiu es desconeix actualment), el dòmino del clima comença a caure. Primer, els vents de l'oest a la capa superior cessen. Això talla la font de refredament de l'aire en enfonsament, i per tant, els vents alisis cessen.

La conseqüència és doble. Al Pacífic est, l'aigua càlida augmenta des de l'oest, car no hi ha vent en superfície per mantenir-lo. Aquest i els efectes corresponents de l'Oscil·lació Meridional donen com a resultat un patró de vents i precipitacions a Amèrica, Austràlia i Àfrica Sud-oriental de llarga durada, així com el trencament dels corrents oceànics.

Mentrestant, a l'Atlàntic, en capes altes, els vents de l'oest, que serien bloquejats per la circulació Walker i incapaços d'assolir altes intensitats, ho aconsegueixen. Aquests vents trenquen en dues les capes altes dels huracans i disminueix sensiblement la quantitat d'ells que aconsegueixen enfortir-se.

El contrari d'El Niño és La Niña. En aquest cas, la cèl·lula convectiva sobre el Pacífic occidental es reforça extraordinàriament, donant com a resultat vents més freds del normal a Amèrica del Nord i una temporada més intensa d'huracans al sud-est asiàtic i Austràlia oriental. Hi ha un augment de la pujada d'aigua freda de l'oceà i un intens augment del vent en superfície prop de Sud-amèrica, resultant en un augment de la sequera, tot i que es diu sovint, que els pescadors a les costes sud-americanes del Pacífic obtenen més beneficis del mar, en estar més nodrit del normal a causa, precisament, de l'ascens d'aigües profundes, que porten els nutrients per la flora i la fauna des de grans profunditats.

La part neutral del cicle - el component "normal" - ha sigut denominada humorísticament com "El no-res".