La Rioja, Martes 17 de Octubre de 2017

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Del Viento

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Reseña:

El Viento es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el movimiento en masa del aire en la atmósfera. En el espacio exterior, el viento solar es el movimiento de gases o partículas cargadas del Sol a través del espacio, mientras que el viento planetario es la desgasificación de elementos químicos ligeros de la atmósfera de un planeta hacia el espacio. Los vientos se suelen clasificar según su dimensión espacial, la velocidad, los tipos de fuerza que los causan, las regiones donde se producen y sus efectos. Los vientos más fuertes observados en un planeta del sistema solar se producen en Neptuno y Saturno.
En meteorología se suelen denominar los vientos según su fuerza y la dirección desde la que soplan. Los aumentos repentinos de la velocidad del viento durante un tiempo corto reciben el nombre de "ráfagas". Los vientos fuertes de duración intermedia (aproximadamente un minuto) se llaman "turbonadas". Los vientos de larga duración tienen diversos nombres según su fuerza media, como por ejemplo "brisa", "temporal", "tormenta", "huracán" o "tifón". El viento se puede producir en diversas escalas, desde flujos tormentosos que duran decenas de minutos hasta brisas locales generadas por el distinto calentamiento de la superficie terrestre y duran varias horas, e incluso globales que son el fruto de la diferencia de absorción de energía solar entre las distintas zonas climáticas de la Tierra. Las dos causas principales de la circulación atmosférica a gran escala son el calentamiento diferencial entre el ecuador y los polos, y la rotación del planeta (efecto de Coriolis). En los trópicos, la circulación de depresiones térmicas por encima del terreno y mesetas elevadas puede impulsar la circulación de monzones. En las áreas costeras, el ciclo brisa marina/brisa terrestre puede definir los vientos locales, en las zonas con terreno variable, las brisas de valle y montaña pueden dominar los vientos locales.
En la civilización humana, el viento ha inspirado la mitología, afectado a los acontecimientos históricos, extendido el alcance del transporte y la guerra, y ha proporcionado una fuente de energía para el trabajo mecánico, la electricidad y el ocio. El viento ha impulsado los viajes de los veleros a través de los océanos de la Tierra. Los globos aerostático utilizan el viento para viajes cortos, y el vuelo con motor lo utilizan para generar sustentación y reducir el consumo de combustible. Las zonas con cizalladura del viento provocado por varios fenómenos meteorológicos pueden provocar situaciones peligrosas para las aeronaves. Cuando los vientos son fuertes, los árboles y las estructuras creadas por los seres humanos pueden llegar a resultar dañados o destruidos.
Los vientos pueden dar forma al relieve a través de una serie de procesos eólicos como la formación de suelos fértiles (por ejemplo, el loess) o la erosión. El polvo de desiertos grandes puede ser movido a grandes distancias desde su lugar de origen por los vientos dominantes, los vientos que son acelerados por una topografía agreste y que están asociados con tormentas de polvo han recibido nombres regionales en diferentes partes del mundo debido al su efecto significativo sobre estas regiones. El viento afecta la extensión de los incendios forestales. También dispersa las semillas de determinadas plantas, haciendo posible la supervivencia y dispersión de estas especies vegetales, así como las poblaciones de insectos voladores. En combinación con las temperaturas frías, el viento tiene un efecto negativo sobre el ganado. El viento afecta a las reservas de alimento de los animales y sus estrategias de caza y defensa.

Causas generales
La primera descripción científica conocida del viento se debe al físico italiano Evangelista Torricelli,

...los vientos son producidos por diferencias en la temperatura del aire, y por tanto de la densidad, entre dos regiones de la Tierra.
 
Otras fuerzas que mueven el viento o lo afectan son la fuerza de gradiente de presión, el efecto Coriolis, las fuerzas de flotabilidad y de fricción y la configuración del relieve. Cuando entre dos masas de aire adyacentes existe una diferencia de densidad, el aire tiende a fluir desde las regiones de mayor presión a las de menor presión. En un planeta sometido a rotación, este flujo de aire se verá influenciado, acelerado, elevado o transformado por el efecto de Coriolis en cualquier parte de la superficie terrestre en la que nos encontremos. La creencia de que el efecto de Coriolis no actúa en el ecuador es un error: lo que sucede es que los vientos van disminuyendo de velocidad a medida que se acercan a la zona de convergencia intertropical y esa disminución de velocidad queda automáticamente compensada por una ganancia en altura del aire en toda la zona ecuatorial. A su vez, esa ganancia en altura da origen a la formación de nubes de gran desarrollo vertical y a lluvias intensas y prolongadas, ampliamente repartidas en la zona de convergencia intertropical. La fricción superficial con el suelo genera irregularidades en estos principios afectando al régimen de vientos, como por ejemplo el efecto Föhn.
Globalmente hablando, el factor originador y predominante a gran escala es la diferencia de calentamiento entre las zonas polares y la zona intertropical (diferentes absorciones entre zonas climáticas), y la rotación del planeta. Esta diferencia de temperaturas provoca el desarrollo del fenómeno de corrientes en chorro.
Los vientos se definen como un sistema que tiene la atmósfera para alcanzar el equilibrio mecánico de fuerzas, lo que permite descomponer y analizar los características de éste. Es muy habitual simplificar las ecuaciones de movimiento atmosféricas mediante distintas componentes de vientos, que sumados dan lugar al viento existente. La componente del Viento geostrófico es el resultado de realizar el equilibrio entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente de presión. Este viento fluye paralelo a las isobaras y se puede decir que los efectos de la fricción en latitudes medias son despreciables para las capas altas de la atmósfera  El viento térmico es un viento que diferencia dos niveles que solo existen en una atmósfera con gradientes de temperatura horizontales o baroclinia. El viento del gradiente es similar al geostrófico pero también incluye el equilibrio de la fuerza centrífuga.

Características físicas de los vientos
El estudio sistemático de las características del viento es muy importante para:
Dimensionar estructuras de edificios como silos, grandes galpones, edificaciones elevadas, etc.;
Diseñar campos de generación eólica de energía eléctrica;
Diseñar protección de márgenes en embalses y los taludes de montante en las presas.
La medición de la velocidad y dirección del viento se efectúa con instrumentos registradores llamados anemómetros, que dispone de dos sensores, uno para medir la velocidad y otro para medir la dirección del viento. Las mediciones se registran en anemógrafos.
Para que las mediciones sean comparables con las mediciones efectuadas en otros lugares del planeta, las torres con los sensores de velocidad y dirección deben obedecer a normativas estrictas dictadas por la OMM - Organización Meteorológica Mundial.

Velocidad de los vientos
El instrumento más antiguo para conocer la dirección de los vientos es la veleta que, con la ayuda de la rosa de los vientos, define la procedencia de los vientos, es decir, la dirección desde donde soplan. La manga de viento utilizada en los aeropuertos suele ser bastante grande y visible para poder ser observada desde los aviones tanto en el despegue como, en especial, en el aterrizaje.
La velocidad, esto es la rapidez y dirección de los vientos se mide con el anemómetro, que suele registrar dicha dirección y rapidez a lo largo del tiempo. La intensidad del viento se ordena según su rapidez utilizando la escala de Beaufort. Esta escala se divide en varios tramos según sus efectos y/o daños causados, desde el aire en calma hasta los huracanes de categoría 5 y los tornados.
El record de mayor rapidez del viento en la superficie terrestre lo tiene el Monte Washington en New Hampshire (Estados Unidos), con 231 millas por hora, es decir, 372 km/h, registrado en la tarde del 12 de abril de 1934. La causa de esta rapidez tan grande del viento está en la configuración local del relieve, que forma una especie de ensilladura de norte a sur que fuerza al viento del oeste a concentrarse en el paso como si fuera un embudo. Es importante señalar que esta enorme rapidez sólo se alcanza en una especie de tobera poco extendida, siendo mucho menor a una corta distancia de este punto. Todas las cordilleras del planeta tienen puntos similares, donde los vientos soplan con fuerza por la existencia de abras, pasos, collados o ensilladuras donde se concentra y acelera el paso del viento. En Venezuela, la carretera trasandina pasa una ensilladura de este tipo entre la cuenca del río Mocotíes y la depresión del Táchira y que tiene el nombre muy apropiado de Páramo Zumbador por la fuerza del viento.

Medida del viento
La dirección del viento es el punto cardinal desde el que se origina éste y se mide con la veleta. Por ejemplo, el viento del norte viene, obviamente, desde el norte y se dirige hacia el sur. En los aeropuertos se usan las mangas de viento para indicar la dirección del viento y estimar la velocidad a partir del ángulo que forma la manga con el suelo. Las veletas tienen indicadas en la parte inferior las direcciones de los vientos con los puntos cardinales y los puntos intermedios, conformando así lo que se conoce como rosa de los vientos, que se emplean con una brújula en los mecanismos de navegación de las embarcaciones desde hace muchos siglos. La velocidad del viento se mide con anemómetros, de forma directa mediante unas palas rotativas o indirectamente mediante diferencias de presión o de velocidad de transmisión de ultrasonidos. Otro tipo de anemómetro es el tubo pitot que determina la velocidad de viento a partir de la diferencia de presión de un tubo sometido a presión dinámica y otro a la presión atmosférica.

Circulación general de los vientos
El movimiento del aire en la troposfera, que es el que mayor importancia tiene para los seres humanos, siempre tiene dos componentes: la horizontal, que es la más importante (cientos y hasta miles de km) y la vertical (10 km o más) que siempre compensa, con el ascenso o el descenso del aire, el movimiento horizontal del mismo. El ejemplo de los tornados sirve para identificar el proceso de compensación entre el avance horizontal del aire en movimiento y el ascenso del mismo: el remolino inicial de un tornado gira a gran velocidad levantando y destruyendo casas y otros objetos, pero en la medida en que asciende el viento, el cono giratorio del tornado se hace más ancho, por lo cual disminuye su velocidad de giro. Dicho ejemplo de los tornados es muy útil porque se ha logrado obtener una información estupenda, de primera mano y estudiar bien todos los procesos generales que ocurren en cualquier tipo de viento. Pero en especial, la transformación del movimiento lineal del viento superficial en un movimiento giratorio de ascenso vertical del mismo puede verse en cualquier remolino o tornado fácilmente y hasta en cualquier nube de desarrollo vertical como un cumulonimbo o un huracán: varía el tamaño o extensión pero el proceso es el mismo.
Y en tipos de vientos que recorren grandes distancias ocurre el mismo proceso. Así tenemos que los vientos alisios, que circulan entre los trópicos y el ecuador, recorren grandes distancias en sentido noreste-suroeste en el hemisferio norte y en sentido sureste-noroeste en el hemisferio sur. Pero estos vientos cuando llegan cerca del ecuador ascienden forzosamente, no tanto por la convergencia intertropical, sino por el abultamiento ecuatorial, que es mucho más notorio por razones de densidad en los océanos que en los continentes, y aún más notorio en la atmósfera que en los océanos y al ascender producen nubes de desarrollo vertical y lluvias intensas, con lo que su velocidad de traslación disminuye rápidamente. Al enfriarse el aire ascendente y perder la humedad que traían con la condensación y posterior precipitación tenemos un aire frío y seco. Como el aire muy frío es más pesado, tenderá a bajar hacia la superficie formando una especie de plano inclinado que va desde el ecuador hasta los trópicos, siendo su dirección la opuesta a la de los alisios. Esta corriente de aire o viento en la zona superior y media de la troposfera va bajando y desviándose hacia la derecha hasta completar el ciclo de los alisios. Vemos así que el principio de conservación de la materia (y por ende, de la energía) que formulara Lavoisier en el siglo XVIII se cumple perfectamente aquí y los alisios se ven compensados casi perfectamente por los vientos en altura que fueron denominados contralisios, aunque este nombre no haya tenido mucho éxito. Numerosos trabajos que se refieren al tema de los contralisios niegan su existencia, tal vez porque ese retorno de aire seco y frío se hace sin nubes, con lo que no se puede ver la trayectoria de los mismos. Pero la comprobación experimental de los mismos puede verse en la carencia de nubes en el mar de las Antillas: la alta presión originada por los vientos de retorno denominados contralisios da origen al descenso de un aire frío y seco y los climas de las islas donde este proceso ocurre (Antillas holandesas y venezolanas, por ejemplo, con una precipitación anual en Aruba o en la Orchila de algo más de 100 mm) da origen a un clima inusualmente seco, muy bien explicado por Glenn T. Trewartha sobre los climas secos del litoral del Caribe de Colombia y Venezuela. El mismo proceso puede verse en los grandes desiertos, donde las noches son sumamente frías y los días sumamente cálidos, en los que pueden darse enormes amplitudes térmicas diarias de 30 y hasta 40 °C.

Tipos de vientos
De acuerdo con la escala o dimensión del recorrido de los vientos tenemos tres tipos de vientos: los vientos planetarios, los vientos regionales y los locales, aunque hay algunos tipos, como los monzones, que son más difíciles de determinar y que ocupan variantes dentro de esta simple clasificación.
Los vientos globales, constantes o planetarios, se generan principalmente como consecuencia del movimiento de rotación terrestre, que origina un desigual calentamiento de la atmósfera por la insolación y proceden de centros de acción dispuestos en franjas latitudinales de altas y bajas presiones, es decir, de anticiclones y depresiones. Estos cinturones se disponen aproximadamente en las latitudes ecuatoriales, subtropicales y polares (círculos polares) y se encargan de transportar una cantidad de energía realmente enorme, ante la cual, la posibilidad de un calentamiento global de carácter antropogénico parecería no tener ningún valor. Estos vientos son conocidos como alisios en las latitudes intertropicales y vientos del oeste en las zonas templadas.
Otro tipo de viento planetario es el monzón que afecta a Asia y el océano Índico y se genera por la diferencias estacionales de temperatura entre los continentes y el mar. Existen algunos autores que incluyen a los monzones como vientos estacionales ya que se producen, en sentido inverso, en el verano y el invierno. Durante el verano, el continente (en este caso, Asia) se calienta más que el Océano Índico, por lo que se produce una zona de baja presión continental, que atrae los vientos cálidos y húmedos del océano Índico, que dan origen a precipitaciones muy intensas porque la cordillera del Himalaya y otras constituye una barrera a dichos vientos y obliga al aire a ascender, produciéndose lluvias orográficas. Durante el invierno, por el contrario, el océano se encuentra más caliente que el continente, por lo tanto, los monzones se desplazan del continente hacia el Océano Índico adonde llevan cielos sin nubes y aire seco, por la escasa contidad de humedad de las tierras continentales.

Zona de convergencia intertropical
La zona de convergencia intertropical es un cinturón de bajas presiones (Strahler señala que este cinturón tiene una presión ligeramente por debajo de lo normal, por lo común entre 1009 y 1013 mb (milibares) y está determinada por el movimiento de rotación terrestre el cual genera lo que se conoce como abultamiento ecuatorial terrestre, mucho más notorio, por la diferente densidad, en los océanos que en los continentes y aún más notorio en la atmósfera que en los océanos. En el diagrama de la circulación global de los vientos puede verse ese mayor abultamiento de la atmósfera en la zona ecuatorial (a la derecha del mismo). Es por ello que el espesor de la atmósfera es mucho mayor en la zona intertropical (la troposfera alcanza casi los 20 km de altura), mientras que en las zonas polares es mucho más delgada.

Zonas de divergencia subtropical
Son zonas de subsidencia de aire frío procedente de grandes alturas en la zona de convergencia intertropical, es decir, de la franja ecuatorial, y que dan origen, a su vez, a los vientos alisios, que se regresan hacia el ecuador a baja altura, y a los vientos del oeste, que van incrementando su velocidad a medida que aumentan también de latitud.

Zonas de convergencia polar
Son zonas de baja presión que atraen a los vientos provenientes de las latitudes subtropicales. Estos vientos traen masas de aire más cálidas y húmedas, humedad que van perdiendo por condensación (lluvias, rocío y escarcha) a medida que van encontrando aire más frío con el aumento de la latitud. Esta humedad relativa es la que abastece de hielo por escarcha los casquetes polares de Groenlandia y la Antártida

Vientos regionales
Son determinados por la distribución de tierras y mares, así como por los grandes relieves continentales. Los monzones también podrían considerarse como vientos regionales, aunque su duración en el tiempo y su alternabilidad estacional los convierten más bien en vientos planetarios.

Vientos locales
Como los demás tipos de vientos, los vientos locales presentan un desplazamiento del aire desde zonas de alta presión a zonas de baja presión, determinando los vientos dominantes y los vientos reinantes de un área más o menos amplia. Aun así hay que tener en cuenta numerosos factores locales que influyen o determinan los caracteres de intensidad y periodicidad de los movimientos del aire. Estos factores, difíciles de simplificar por su multiplicidad, son los que permiten hablar de vientos locales, los cuales son en muchos lugares más importantes que los de carácter general. Estos tipos de vientos son los siguientes:
Brisas marina y terrestre
Brisa de valle
Brisa de montaña
Viento catabático. Vientos que descienden desde las alturas hasta el fondo de los valles producido por el deslizamiento al ras de suelo del aire frío y denso desde los elementos del relieve más altos. Aparecen de forma continuada en los grandes glaciares, adquiriendo enormes proporciones en la capa de hielo de Groenlandia y de la Antártida, donde soplan a velocidades continuas que superan los 200 km/h motivado por la ausencia de obstáculos que frenan su aceleración.
Viento anabático. Vientos que ascienden desde las zonas más bajas hacia las más altas a medida que el sol calienta el relieve.

Efectos de los vientos
El viento actúa como agente de transporte, en efecto, interviene en la polinización anemófila, en el desplazamiento de las semillas. Es también un poderoso agente erosivo, en especial en las zonas de clima seco o desértico, donde los granos de arena arrastrados por el viento pueden llegar a la transformación y hasta la denudación (es decir, la completa remoción) de las formas del relieve.

Eolionimia
Cuando algo se produce de forma habitual en una zona, es normal que en el lugar se le ponga un nombre propio. El caso de los vientos no es una excepción, de esta forma los vientos se denominan, como ya se ha dicho, por su origen como el viento del norte o por su características.

Navegación
En náutica, el conocicmiento y control del viento es un factor fundamental para una correcta navegación. Así, en el lenguaje marinero reciben diferentes nombres y expresiones en función de su fuerza, dirección o procedencia.

Importancia
Es imposible subestimar la importancia que los vientos tienen para la vida de animales y plantas, para el restablecimiento del equilibrio en la atmósfera y, lógicamente, para la producción del ciclo hidrológico. Es por ello que, lo mismo que puede decirse con relación al ciclo hidrológico, el viento constituye uno de los factores esenciales que explican la vida sobre la superficie terrestre. Sin la existencia de los vientos, la vida para animales y plantas sería imposible.
 

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