¿Qué hace que sople el viento?

El viento, el movimiento horizontal del aire de un lugar a otro, es uno de los elementos básicos del tiempo. Aunque su naturaleza variable y, a veces, tranquila, puede hacer que sea una idea tardía para algunos (según una encuesta sobre las preferencias de las aplicaciones meteorológicas para móviles, sólo el 38% de la gente dijo que era una parte importante de las previsiones meteorológicas), no se puede olvidar su gran fuerza. Es lo que hace que la energía eólica sea una fuente ideal de energía renovable, así como uno de los componentes más dañinos de los tornados, las microrráfagas, los huracanes y otras tormentas graves.

¿Qué provoca el viento?

El viento existe debido a las diferencias de presión atmosférica. Cuando la luz solar incide en la Tierra, no la calienta por igual. Incide en distintos lugares con ángulos diferentes; y algunos lugares, como la tierra, se calientan más rápidamente que otros, como los océanos. En los lugares que se calientan más rápidamente, la energía calorífica se transfiere a las moléculas de aire, haciendo que se exciten, se dispersen y se eleven; esto se observa como una disminución de la presión, o la creación de un centro de baja presión. Mientras tanto, las moléculas dentro de las bolsas de aire más frías están más apretadas y se hunden hacia abajo, ejerciendo una gran cantidad de fuerza sobre el aire que tienen debajo; estos son centros de alta presión.

Debido a que a la Madre Naturaleza no le gusta el desequilibrio, las moléculas de aire de estas regiones de alta presión siempre se desplazan a las regiones de baja presión, en un esfuerzo por «rellenar» el espacio que deja el aire caliente y ascendente. (Los meteorólogos llaman a la fuerza que empuja el aire horizontalmente entre las regiones de alta y baja presión la «fuerza de gradiente de presión»). La corriente de aire resultante entre estos dos lugares es el viento que experimentamos. También es la forma en que nacen los vientos de altura, incluidos los vientos dominantes que residen en los niveles superiores de la atmósfera.

Vientos dominantes

Haciendo honor a su nombre, los vientos dominantes son cinturones de viento globales que soplan desde la misma dirección, sobre las mismas secciones de la tierra, durante todo el año. Algunos ejemplos son los vientos del oeste, los vientos del este, los alisios y las corrientes en chorro de latitudes medias y subtropicales. Los vientos predominantes soplan continuamente porque los desequilibrios térmicos que los crean (por ejemplo, los que hay entre el ecuador y el Polo Norte) existen siempre.

La velocidad del viento viene determinada por la diferencia de presión existente. Cuanto mayor sea la diferencia entre las presiones, más rápido se precipitará el aire hacia la baja presión.

La dirección del viento viene determinada por la posición de la alta y la baja presión, y también por la fuerza de Coriolis, una fuerza aparente que curva la trayectoria del viento ligeramente hacia la derecha. La dirección del viento se expresa siempre en la dirección en la que sopla el viento desde. Por ejemplo, si los vientos soplan de norte a sur, son «vientos del norte» o vientos del norte.

Fuerza de Coriolis

La fuerza de Coriolis es la tendencia del aire (y de todos los demás objetos en movimiento libre) a desviarse ligeramente hacia la derecha de su trayectoria en el hemisferio norte. A menudo se la denomina fuerza «aparente», porque no existe un empuje real, sino que es simplemente un movimiento percibido debido a la rotación de la Tierra hacia el este. En el hemisferio sur, la fuerza de Coriolis curva el aire en la dirección opuesta, o hacia la izquierda.

Ráfagas de viento

Cuando el viento sopla, hay una serie de cosas que pueden interrumpir el movimiento del aire y hacer variar su velocidad, como los árboles, las montañas y los edificios. Cuando el aire es obstruido de esta manera, la fricción (una fuerza que se opone al movimiento) aumenta y la velocidad del viento disminuye. Una vez que el viento pasa por el objeto, vuelve a fluir libremente, y su velocidad aumenta en una ráfaga repentina y corta conocida como ráfaga.

Cizalladura del viento

El viento no sólo sopla a lo largo de la superficie de la Tierra; también lo hace en todos los niveles de la atmósfera. De hecho, los vientos pueden soplar a distintas velocidades y en distintas direcciones a medida que se asciende verticalmente en la atmósfera. Estos cambios en la velocidad del viento, en su dirección, o en ambas, al aumentar la altura producen la cizalladura del viento. Piensa en un trébol o en un intercambiador de autopistas, con coches que viajan a distintas velocidades, en distintas direcciones, a varios niveles; la cizalladura del viento se comporta de forma similar.

Estos cambios violentos en la velocidad o dirección del viento producen movimientos de agitación, turbulencia y balanceo, un ingrediente necesario para muchos tipos de clima severo, incluidos los mesociclones de tormenta que generan tornados. Por otra parte, puede crear un entorno hostil para los huracanes y ciclones tropicales, ya que estos vientos pueden cortar la parte superior de estas tormentas, permitiendo que el aire seco sea arrastrado a sus vientres.

Cómo se mide el viento

Debido a que el aire, y por tanto el viento, es un gas invisible, no puede medirse de la misma manera que, por ejemplo, la lluvia y la nieve. En cambio, se mide por la fuerza que ejerce sobre los objetos.

El instrumento que mide el viento, con forma de rueda de ferris lateral, se llama anemómetro. Está formado por tres copas cónicas o semiesféricas montadas en una varilla larga. Cuando sopla el viento, el aire llena las bocas de las copas, empujando la rueda a girar. Al girar la rueda de copas, hace girar la varilla, que está conectada a un pequeño generador dentro del anemómetro. Contando el número de rotaciones, el generador calcula la velocidad del viento correspondiente en metros por segundo (m/s) o millas por hora (mph).

Un instrumento meteorológico diferente -una veleta- se utiliza para medir la dirección del viento. Las veletas, que consisten en una hélice con un puntero y una cola, y un marcador direccional, se sitúan en paralelo al viento. La posición de la cola indica la dirección en la que sopla el viento desde, mientras que el puntero marca hacia dónde sopla hacia. Las mangas de viento son otro tipo de veleta; también señalan la velocidad relativa del viento, es decir, si los vientos son tranquilos, ligeros o fuertes.

Uso de los vientos para predecir el tiempo

Además de ser un componente de las previsiones meteorológicas, los vientos son también una herramienta de previsión. Si los vientos soplan del norte, por ejemplo, puede ser un indicio de que el aire más frío y seco puede estar entrando en una zona. Del mismo modo, los vientos del sur pueden indicar la llegada de aire cálido y húmedo.

Los meteorólogos también utilizan las mediciones del viento para saber la velocidad a la que se mueven los sistemas meteorológicos, lo que les permite pronosticar lo pronto que llegarán a un lugar concreto. De hecho, los vientos de la corriente en chorro son los responsables de dirigir los sistemas de tormentas en Estados Unidos y en todo el mundo.

¿Qué son las corrientes en chorro?

Las corrientes en chorro son cintas de vientos de alta velocidad que fluyen de oeste a este sobre la superficie de la Tierra. Se producen en el límite entre las masas de aire caliente y frío, donde el aire caliente asciende y el aire frío desciende para sustituirlo, creando una corriente de aire. Los vientos en chorro pueden alcanzar velocidades superiores a 275 mph.

Los vientos no sólo impulsan el movimiento de los sistemas meteorológicos y las tormentas severas, sino que también transportan la contaminación del aire de una parte del mundo a otra. En junio de 2020, los vientos alisios arrastraron un penacho de polvo sahariano desde el norte de África hasta el Golfo de México, a casi 8.000 kilómetros de distancia del Océano Atlántico.

Como demuestran las escalas mejoradas de Fujita y Saffir-Simpson, los vientos también se utilizan para medir la intensidad y el potencial de daño de los tornados y huracanes.

El viento y el cambio climático

Debido a que los vientos son impulsados por el calentamiento desigual de la atmósfera, se espera que el calentamiento del clima influya en su aparición. Sin embargo, aún no está claro cuáles serán los efectos del cambio climático sobre las circulaciones a gran escala y los vientos locales. En teoría, a medida que aumentan las temperaturas globales, los vientos deberían debilitarse, ya que los lugares más fríos del mundo se están calentando a un ritmo más rápido que los ya cálidos, reduciendo las diferencias de temperatura y, en consecuencia, de presión. Pero los resultados de las investigaciones no apoyan sistemáticamente esto. Anteriormente, los científicos creían que los vientos globales habían disminuido ligeramente desde la década de 1980, un fenómeno conocido como «quietud global». Pero en 2019, un estudio publicado en la revista Nature Climate Change reveló que este aquietamiento se invirtió en 2010, y que desde entonces, la velocidad media global del viento ha aumentado de 7 mph a 7,4 mph.

En base a estos hallazgos, es posible que los ciclos climáticos naturales actúen dentro del patrón de calentamiento más amplio y a largo plazo para desencadenar el cambio de vientos más lentos a más rápidos cada pocas décadas. Y si esto resulta cierto, podría hacer que los patrones de viento de EE.UU. varíen regional y estacionalmente.

Determinar dónde podrían producirse estas variaciones será fundamental para los recursos eólicos renovables y la planificación a largo plazo del sector de la energía eólica, especialmente cuando se trate de construir nuevos parques eólicos. Sin embargo, si se mantiene la pauta actual, la generación media mundial de electricidad a partir del viento podría aumentar un 37% en 2024.

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