Viento

El viento es el movimiento natural del aire u otros gases en relación con la superficie de un planeta. Los vientos ocurren en una variedad de escalas, desde flujos de tormentas que duran decenas de minutos, brisas locales generadas por el calentamiento de la superficie terrestre y que duran unas pocas horas, hasta vientos globales que resultan de la diferencia en la absorción de energía solar entre las 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 Coriolis). Dentro de los trópicos y subtrópicos, las bajas circulaciones térmicas sobre el terreno y las altas mesetas pueden generar circulaciones monzónicas. En las zonas costeras el ciclo brisa marina/brisa terrestre puede definir los vientos locales; en áreas que tienen terreno variable, las brisas de montaña y valle pueden prevalecer.

Los vientos se clasifican comúnmente por su escala espacial, su velocidad y dirección, las fuerzas que los causan, las regiones en las que ocurren y su efecto. Los vientos tienen varios aspectos: velocidad (velocidad del viento); la densidad del gas involucrado; contenido energético, o energía eólica. El viento también es un medio fundamental de transporte para semillas, insectos y pájaros, que pueden viajar miles de kilómetros en las corrientes de viento. En meteorología, a menudo se hace referencia a los vientos según su fuerza y ​​la dirección desde la que sopla. Las ráfagas cortas de viento de alta velocidad se denominan ráfagas. Los vientos fuertes de duración intermedia (alrededor de un minuto) se denominan chubascos. Los vientos de larga duración tienen varios nombres asociados con su fuerza promedio, como brisa, vendaval, tormenta y huracán. 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 liberación de gases de elementos químicos ligeros de la atmósfera de un planeta al espacio. Los vientos más fuertes observados en un planeta del Sistema Solar ocurren en Neptuno y Saturno.

En la civilización humana, el concepto de viento se ha explorado en la mitología, ha influido en los acontecimientos de la historia, ha ampliado la gama de transporte y guerra y ha proporcionado una fuente de energía para el trabajo mecánico, la electricidad y la recreación. El viento impulsa los viajes de los veleros a través de los océanos de la Tierra. Los globos aerostáticos utilizan el viento para realizar viajes cortos, y los vuelos con motor lo utilizan para aumentar la sustentación y reducir el consumo de combustible. Las áreas de cizalladura del viento causadas por diversos fenómenos meteorológicos pueden dar lugar a situaciones peligrosas para las aeronaves. Cuando los vientos se vuelven fuertes, los árboles y las estructuras hechas por el hombre pueden dañarse o destruirse.

Los vientos pueden dar forma a los accidentes geográficos a través de una variedad de procesos eólicos, como la formación de suelos fértiles, por ejemplo, loess, y por erosión. El polvo de los grandes desiertos puede ser transportado a grandes distancias desde su región de origen por los vientos predominantes; a los vientos acelerados por la topografía accidentada y asociados con brotes de polvo se les han asignado nombres regionales en varias partes del mundo debido a sus efectos significativos en esas regiones. El viento también afecta la propagación de los incendios forestales. Los vientos pueden dispersar semillas de varias plantas, lo que permite la supervivencia y la dispersión de esas especies de plantas, así como las poblaciones de insectos voladores. Cuando se combina con temperaturas frías, el viento tiene un impacto negativo en el ganado. El viento afecta las reservas de alimentos de los animales, así como sus estrategias de caza y defensa.

Causas

El viento es causado por diferencias en la presión atmosférica, que se deben principalmente a la diferencia de temperatura. Cuando existe una diferencia en la presión atmosférica, el aire se mueve desde el área de mayor a la de menor presión, lo que da como resultado vientos de varias velocidades. En un planeta en rotación, el aire también será desviado por el efecto Coriolis, excepto exactamente en el ecuador. A nivel mundial, los dos principales factores impulsores de los patrones de viento a gran escala (la circulación atmosférica) son el calentamiento diferencial entre el ecuador y los polos (diferencia en la absorción de energía solar que genera fuerzas de flotabilidad) y la rotación del planeta. Fuera de los trópicos y en lo alto debido a los efectos de fricción de la superficie, los vientos a gran escala tienden a aproximarse al equilibrio geostrófico. Cerca de la superficie de la Tierra, la fricción hace que el viento sea más lento de lo que sería de otro modo.

Los vientos definidos por un equilibrio de fuerzas físicas se utilizan en la descomposición y análisis de perfiles de viento. Son útiles para simplificar las ecuaciones atmosféricas de movimiento y para hacer argumentos cualitativos sobre la distribución horizontal y vertical de los vientos horizontales. La componente geostrófica del viento es el resultado del equilibrio entre la fuerza de Coriolis y la fuerza del gradiente de presión. Fluye paralelo a las isobaras y se aproxima al flujo por encima de la capa límite atmosférica en las latitudes medias. El viento térmico es la diferencia en el viento geostrófico entre dos niveles en la atmósfera. Sólo existe en una atmósfera con gradientes horizontales de temperatura.El componente de viento geostrófico es la diferencia entre el viento real y el geostrófico, que es responsable de que el aire "llene" los ciclones con el tiempo. El viento de gradiente es similar al viento geostrófico pero también incluye fuerza centrífuga (o aceleración centrípeta).

Medición

La dirección del viento generalmente se expresa en términos de la dirección desde la que se origina. Por ejemplo, un viento del norte sopla de norte a sur. Las veletas pivotan para indicar la dirección del viento. En los aeropuertos, las mangas de viento indican la dirección del viento y también se pueden usar para estimar la velocidad del viento por el ángulo de suspensión. La velocidad del viento se mide con anemómetros, más comúnmente usando copas giratorias o hélices. Cuando se necesita una frecuencia de medición alta (como en aplicaciones de investigación), el viento se puede medir por la velocidad de propagación de las señales de ultrasonido o por el efecto de la ventilación en la resistencia de un cable calentado.Otro tipo de anemómetro utiliza tubos de Pitot que aprovechan la diferencia de presión entre un tubo interior y un tubo exterior que está expuesto al viento para determinar la presión dinámica, que luego se utiliza para calcular la velocidad del viento.

Las velocidades sostenidas del viento se informan globalmente a una altura de 10 metros (33 pies) y se promedian en un marco de tiempo de 10 minutos. Estados Unidos informa vientos de un promedio de 1 minuto para los ciclones tropicales y un promedio de 2 minutos dentro de las observaciones meteorológicas. India normalmente informa vientos de más de un promedio de 3 minutos. Es importante conocer el promedio de muestreo del viento, ya que el valor de un viento sostenido de un minuto suele ser un 14 % mayor que el de un viento sostenido de diez minutos. Una breve ráfaga de viento de alta velocidad se denomina ráfaga de viento, una definición técnica de una ráfaga de viento es: los máximos que superan la velocidad del viento más baja medida durante un intervalo de tiempo de diez minutos en 10 nudos (5 m/s) durante períodos de segundos. Una turbonada es un aumento de la velocidad del viento por encima de un cierto umbral, que dura un minuto o más.

Para determinar los vientos en altura, las rawinsondas determinan la velocidad del viento mediante GPS, navegación por radio o seguimiento por radar de la sonda. Alternativamente, el movimiento de la posición del globo meteorológico principal se puede rastrear desde el suelo visualmente usando teodolitos.Las técnicas de detección remota para el viento incluyen SODAR, lidar Doppler y radares, que pueden medir el desplazamiento Doppler de la radiación electromagnética dispersada o reflejada en aerosoles o moléculas en suspensión, y los radiómetros y radares se pueden usar para medir la rugosidad de la superficie del océano desde el espacio o desde aviones.. La rugosidad del océano se puede utilizar para estimar la velocidad del viento cerca de la superficie del mar sobre los océanos. Las imágenes de satélites geoestacionarios se pueden utilizar para estimar los vientos en la parte superior de las nubes en función de la distancia que las nubes se mueven de una imagen a la siguiente. La ingeniería eólica describe el estudio de los efectos del viento en el entorno construido, incluidos edificios, puentes y otros objetos hechos por el hombre.

Escala de fuerza del viento

Históricamente, la escala de fuerza del viento de Beaufort (creada por Beaufort) proporciona una descripción empírica de la velocidad del viento basada en las condiciones del mar observadas. Originalmente era una escala de 13 niveles (0-12), pero durante la década de 1940, la escala se amplió a 18 niveles (0-17). Hay términos generales que diferencian los vientos de diferentes velocidades promedio, como una brisa, un vendaval, una tormenta o un huracán. Dentro de la escala de Beaufort, los vientos huracanados se encuentran entre 28 nudos (52 km/h) y 55 nudos (102 km/h) con adjetivos anteriores como moderado, fresco, fuerte y completo que se usan para diferenciar la fuerza del viento dentro del vendaval. categoría. Una tormenta tiene vientos de 56 nudos (104 km/h) a 63 nudos (117 km/h).La terminología de los ciclones tropicales difiere de una región a otra a nivel mundial. La mayoría de las cuencas oceánicas utilizan la velocidad media del viento para determinar la categoría del ciclón tropical. A continuación se presenta un resumen de las clasificaciones utilizadas por los Centros Meteorológicos Regionales Especializados a nivel mundial:

ocultarClasificaciones generales de viento	Clasificaciones de ciclones tropicales (todos los vientos son promedios de 10 minutos)
escala beaufort	vientos sostenidos de 10 minutos	Termino general	N Océano ÍndicoIMD	SW Océano ÍndicoMF	Región australianaPacífico SurBoM, BMKG, FMS, MSNZ	JMA del Pacífico NO	JTWC del Pacífico NO	Pacífico nororiental yAtlántico norteNHC y CPHC
(nudos)	(km/h)
0	<1	<2	Calma	Área de baja presión	Perturbación tropical	Depresión tropical bajatropical	Depresión tropical	Depresión tropical	Depresión tropical
1	1–3	2–6	Aire ligero
2	4–6	7–11	Brisa ligera
3	7–10	13–19	Suave brisa
4	11-16	20–30	Brisa moderada
5	17–21	31–39	Brisa fresca	Depresión
6	22–27	41–50	brisa fuerte
7	28–29	52–54	vendaval moderado	Depresión profunda	Depresión tropical
30–33	56–61
8	34–40	63–74	vendaval fresco	tormenta ciclónica	Tormenta tropical moderada	Ciclón tropical (1)	Tormenta tropical	Tormenta tropical	Tormenta tropical
9	41–47	76–87	fuerte vendaval
10	48–55	89–102	Todo el vendaval	Tormenta ciclónica severa	Tormenta tropical severa	Ciclón tropical (2)	Tormenta tropical severa
11	56–63	104–117	Tormenta
12	64–72	119–133	Huracán	Tormenta ciclónica muy severa	Ciclón tropical	Ciclón tropical severo (3)	Tifón	Tifón	huracán (1)
13	73–85	135–157	huracán (2)
14	86–89	159–165	Ciclón tropical severo (4)	Gran huracán (3)
15	90–99	167–183	Ciclón tropical intenso
dieciséis	100–106	185-196	Gran huracán (4)
17	107–114	198–211	Ciclón tropical severo (5)
115–119	213–220	Ciclón tropical muy intenso	súper-tifón
>120	>222	Súper tormenta ciclónica	Gran huracán (5)

Escala Fujita mejorada

La Escala Fujita Mejorada (Escala EF) califica la fuerza de los tornados usando el daño para estimar la velocidad del viento. Tiene seis niveles, desde daño visible hasta destrucción completa. Se utiliza en Estados Unidos y algunos otros países con pequeñas modificaciones (entre los que se incluyen Canadá y Francia).

Modelo de estación

El modelo de estación trazado en mapas meteorológicos de superficie utiliza una lengüeta de viento para mostrar tanto la dirección como la velocidad del viento. La lengüeta de viento muestra la velocidad usando "banderas" en el extremo.

• Cada mitad de una bandera representa 5 nudos (9,3 km/h) de viento.
• Cada bandera completa representa 10 nudos (19 km/h) de viento.
• Cada banderín (triángulo relleno) representa 50 nudos (93 km/h) de viento.

Los vientos se representan soplando desde la dirección hacia la que mira la lengüeta. Por lo tanto, un viento del noreste se representará con una línea que se extiende desde el círculo de nubes hacia el noreste, con banderas que indican la velocidad del viento en el extremo noreste de esta línea. Una vez trazado en un mapa, se puede realizar un análisis de isotacas (líneas de igual velocidad del viento). Las isotacas son particularmente útiles para diagnosticar la ubicación de la corriente en chorro en los gráficos de presión constante de nivel superior y, por lo general, se ubican en el nivel de 300 hPa o por encima de este.

Climatología mundial

Los vientos del este, en promedio, dominan el patrón de flujo a través de los polos, los vientos del oeste soplan a través de las latitudes medias de la tierra, hacia los polos de la cordillera subtropical, mientras que los vientos del este nuevamente dominan los trópicos.

Directamente debajo de la dorsal subtropical se encuentran las zonas de calma, o latitudes de los caballos, donde los vientos son más ligeros. Muchos de los desiertos de la Tierra se encuentran cerca de la latitud promedio de la dorsal subtropical, donde el descenso reduce la humedad relativa de la masa de aire. Los vientos más fuertes se encuentran en las latitudes medias, donde el aire polar frío se encuentra con el aire cálido de los trópicos.

Zona tropical

Los vientos alisios (también llamados alisios) son el patrón predominante de los vientos superficiales del este que se encuentran en los trópicos hacia el ecuador de la Tierra. Los vientos alisios soplan predominantemente del noreste en el hemisferio norte y del sureste en el hemisferio sur. Los vientos alisios actúan como el flujo de dirección de los ciclones tropicales que se forman sobre los océanos del mundo. Los vientos alisios también dirigen el polvo africano hacia el oeste a través del Océano Atlántico hacia el Caribe, así como partes del sureste de América del Norte.

Un monzón es un viento predominante estacional que dura varios meses en las regiones tropicales. El término se usó por primera vez en inglés en India, Bangladesh, Pakistán y los países vecinos para referirse a los grandes vientos estacionales que soplan desde el Océano Índico y el Mar Arábigo en el suroeste y traen fuertes lluvias a la zona. Su progresión hacia los polos se ve acelerada por el desarrollo de una baja de calor sobre los continentes asiático, africano y norteamericano durante los meses de mayo a julio, y sobre Australia en diciembre.

Los vientos del oeste y su impacto

Los Westerlies o Prevailing Westerlies son los vientos predominantes en las latitudes medias entre los 35 y los 65 grados de latitud. Estos vientos dominantes soplan del oeste al este y dirigen los ciclones extratropicales de esta manera general. Los vientos son predominantemente del suroeste en el hemisferio norte y del noroeste en el hemisferio sur. Son más fuertes en el invierno cuando la presión es más baja sobre los polos y más débiles durante el verano y cuando las presiones son más altas sobre los polos.

Junto con los vientos alisios, los vientos del oeste permitieron una ruta comercial de ida y vuelta para los veleros que cruzan los océanos Atlántico y Pacífico, ya que los vientos del oeste conducen al desarrollo de fuertes corrientes oceánicas en los lados occidentales de los océanos en ambos hemisferios a través del proceso de viento occidental. intensificación. Estas corrientes oceánicas occidentales transportan agua subtropical cálida hacia las regiones polares. Los vientos del oeste pueden ser particularmente fuertes, especialmente en el hemisferio sur, donde hay menos tierra en las latitudes medias para hacer que el patrón de flujo se amplifique, lo que ralentiza los vientos. Los vientos más fuertes del oeste en las latitudes medias se encuentran dentro de una banda conocida como Roaring Forties, entre 40 y 50 grados de latitud al sur del ecuador.Los vientos del oeste juegan un papel importante en llevar las cálidas aguas y vientos ecuatoriales a las costas occidentales de los continentes, especialmente en el hemisferio sur debido a su vasta extensión oceánica.

Vientos polares del este

Los vientos polares del este, también conocidos como células polares de Hadley, son vientos predominantes secos y fríos que soplan desde las áreas de alta presión de los polos altos polares en los polos norte y sur hacia las áreas de baja presión dentro de los vientos del oeste en latitudes altas. A diferencia de los vientos del oeste, estos vientos dominantes soplan del este al oeste y, a menudo, son débiles e irregulares. Debido al bajo ángulo del sol, el aire frío se acumula y desciende en el polo creando áreas superficiales de alta presión, forzando un flujo de aire hacia el ecuador; ese flujo de salida se desvía hacia el oeste por el efecto Coriolis.

Consideraciones locales

Brisas de mar y tierra

En las regiones costeras, las brisas marinas y terrestres pueden ser factores importantes en los vientos predominantes de un lugar. El sol calienta el mar más lentamente debido al mayor calor específico del agua en comparación con la tierra. A medida que aumenta la temperatura de la superficie de la tierra, la tierra calienta el aire por encima de ella por conducción. El aire caliente es menos denso que el ambiente circundante y por eso asciende. El aire más frío sobre el mar, ahora con una presión a nivel del mar más alta, fluye tierra adentro hacia la presión más baja, creando una brisa más fresca cerca de la costa. Un viento de fondo a lo largo de la costa fortalece o debilita la brisa marina, dependiendo de su orientación con respecto a la fuerza de Coriolis.

Por la noche, la tierra se enfría más rápido que el océano debido a las diferencias en sus valores de calor específico. Este cambio de temperatura hace que la brisa marina diurna se disipe. Cuando la temperatura en tierra se enfríe por debajo de la temperatura en alta mar, la presión sobre el agua será menor que la de la tierra, lo que establecerá una brisa terrestre, siempre que el viento en tierra no sea lo suficientemente fuerte como para oponerse.

Cerca de las montañas

Sobre superficies elevadas, el calentamiento del suelo excede el calentamiento del aire circundante a la misma altitud sobre el nivel del mar, lo que crea una baja térmica asociada sobre el terreno y aumenta las bajas térmicas que de otro modo habrían existido, y cambia la circulación del viento en la región.. En áreas donde existe una topografía accidentada que interrumpe significativamente el flujo de viento ambiental, la circulación del viento entre montañas y valles es el contribuyente más importante a los vientos predominantes. Las colinas y los valles distorsionan sustancialmente el flujo de aire al aumentar la fricción entre la atmósfera y la masa terrestre al actuar como un bloque físico para el flujo, desviando el viento paralelo al rango aguas arriba de la topografía, lo que se conoce como chorro de barrera. Este chorro de barrera puede aumentar el viento de bajo nivel en un 45%.La dirección del viento también cambia debido al contorno de la tierra.

Si hay un paso en la cordillera, los vientos se precipitarán a través del paso con una velocidad considerable debido al principio de Bernoulli que describe una relación inversa entre la velocidad y la presión. El flujo de aire puede permanecer turbulento y errático durante cierta distancia a favor del viento en el campo más llano. Estas condiciones son peligrosas para los aviones que ascienden y descienden. Los vientos fríos que se aceleran a través de las brechas de las montañas han recibido nombres regionales. En América Central, los ejemplos incluyen el viento Papagayo, el viento Panamá y el viento Tehuano. En Europa, vientos similares se conocen como bora, tramontana y mistral. Cuando estos vientos soplan sobre aguas abiertas, aumentan la mezcla de las capas superiores del océano que eleva aguas frías y ricas en nutrientes a la superficie, lo que lleva a una mayor vida marina.

En áreas montañosas, la distorsión local del flujo de aire se vuelve severa. El terreno irregular se combina para producir patrones de flujo y turbulencia impredecibles, como rotores, que pueden estar coronados por nubes lenticulares. Fuertes corrientes ascendentes, descendentes y remolinos se desarrollan a medida que el aire fluye sobre las colinas y los valles. La precipitación orográfica ocurre en el lado de barlovento de las montañas y es causada por el movimiento de aire ascendente de un flujo de aire húmedo a gran escala a través de la cresta de la montaña, también conocido como flujo ascendente, que resulta en enfriamiento y condensación adiabáticos. En las partes montañosas del mundo sujetas a vientos relativamente constantes (por ejemplo, los vientos alisios), generalmente prevalece un clima más húmedo en el lado de barlovento de una montaña que en el lado de sotavento o a favor del viento. La humedad se elimina por levantamiento orográfico,Los vientos que fluyen sobre las montañas hacia elevaciones más bajas se conocen como vientos de pendiente descendente. Estos vientos son cálidos y secos. En Europa a sotavento de los Alpes, se les conoce como foehn. En Polonia, un ejemplo es el halny wiatr. En Argentina, el nombre local de los vientos de bajada es zonda. En Java, el nombre local de tales vientos es koembang. En Nueva Zelanda, se les conoce como el arco del Noroeste y están acompañados por la formación de nubes que les da su nombre y que ha inspirado obras de arte a lo largo de los años. En las Grandes Llanuras de los Estados Unidos, estos vientos se conocen como chinook. Los vientos descendentes también ocurren en las estribaciones de las montañas Apalaches de los Estados Unidos, y pueden ser tan fuertes como otros vientos descendentes.e inusual en comparación con otros vientos foehn en el sentido de que la humedad relativa generalmente cambia poco debido al aumento de la humedad en la masa de aire fuente. En California, los vientos descendentes se canalizan a través de los pasos de montaña, lo que intensifica su efecto, y los ejemplos incluyen los vientos de Santa Ana y de la puesta del sol. La velocidad del viento durante el efecto del viento cuesta abajo puede superar los 160 kilómetros por hora (99 mph).

Velocidades medias del viento

Como se describió anteriormente, los vientos predominantes y locales no se distribuyen uniformemente por la tierra, lo que significa que la velocidad del viento también difiere según la región. Además, la velocidad del viento también aumenta con la altitud.

Densidad de energía eólica

Hoy en día, un criterio utilizado para determinar las mejores ubicaciones para el desarrollo de la energía eólica se conoce como densidad de potencia eólica (WPD). Es un cálculo relacionado con la fuerza efectiva del viento en un lugar particular, frecuentemente expresado en términos de la elevación sobre el nivel del suelo durante un período de tiempo. Tiene en cuenta la velocidad y la masa del viento. A finales de 2008, la capacidad nominal mundial de los generadores de energía eólica era de 120,8 gigavatios. Aunque la energía eólica produjo solo alrededor del 1,5 % del uso mundial de electricidad en 2009, está creciendo rápidamente, habiéndose duplicado en los tres años entre 2005 y 2008. En varios países ha logrado niveles de penetración relativamente altos, superando el 25 % en Dinamarca, Portugal, y la República de Irlanda en 2019.

Cortar

La cizalladura del viento, a veces denominada gradiente del viento, es una diferencia en la velocidad y dirección del viento en una distancia relativamente corta en la atmósfera terrestre. La cizalladura del viento se puede descomponer en componentes verticales y horizontales, con una cizalladura del viento horizontal que se ve a través de los frentes meteorológicos y cerca de la costa, y una cizalladura vertical típicamente cerca de la superficie, aunque también en niveles más altos en la atmósfera cerca de los chorros de nivel superior y zonas frontales en lo alto.

La cizalladura del viento en sí misma es un fenómeno meteorológico a microescala que se produce en una distancia muy pequeña, pero puede asociarse con características meteorológicas de escala sinóptica o de mesoescala, como líneas de turbonada y frentes fríos. Se observa comúnmente cerca de microrráfagas y descargas descendentes causadas por tormentas eléctricas, frentes meteorológicos, áreas de vientos de bajo nivel localmente más altos denominados chorros de bajo nivel, cerca de montañas, inversiones de radiación que ocurren debido a cielos despejados y vientos en calma, edificios, turbinas eólicas y veleros La cizalladura del viento tiene un efecto significativo en el control de las aeronaves durante el despegue y el aterrizaje, y fue una causa importante de accidentes de aeronaves que causaron grandes pérdidas de vidas dentro de los Estados Unidos.

El movimiento del sonido a través de la atmósfera se ve afectado por la cizalladura del viento, que puede doblar el frente de onda y hacer que los sonidos se escuchen donde normalmente no lo harían, o viceversa. La fuerte cizalladura vertical del viento dentro de la troposfera también inhibe el desarrollo de ciclones tropicales, pero ayuda a organizar tormentas eléctricas individuales en ciclos de vida más largos que luego pueden producir un clima severo. El concepto de viento térmico explica cómo las diferencias en la velocidad del viento con la altura dependen de las diferencias de temperatura horizontales y explica la existencia de la corriente en chorro.

Historia

Como fuerza natural, el viento a menudo se personificaba como uno o más dioses del viento o como una expresión de lo sobrenatural en muchas culturas. Vayu es el dios hindú del viento. Los dioses griegos del viento incluyen a Boreas, Notus, Eurus y Zephyrus. Eolo, en diversas interpretaciones, el gobernante o guardián de los cuatro vientos, también ha sido descrito como Astraeus, el dios del crepúsculo que engendró los cuatro vientos con Eos, diosa del amanecer. Los antiguos griegos también observaron el cambio estacional de los vientos, como lo demuestra la Torre de los Vientos en Atenas. Venti son los dioses romanos de los vientos. Fūjin es el dios del viento japonés y es uno de los dioses sintoístas más antiguos. Según la leyenda, estuvo presente en la creación del mundo y primero dejó salir los vientos de su bolsa para limpiar el mundo de niebla.En la mitología nórdica, Njörðr es el dios del viento. También hay cuatro dvärgar (enanos nórdicos), llamados Norðri, Suðri, Austri y Vestri, y probablemente los cuatro ciervos de Yggdrasil, personifican los cuatro vientos y son paralelos a los cuatro dioses griegos del viento. Stribog es el nombre del dios eslavo de los vientos, el cielo y el aire. Se dice que es el antepasado (abuelo) de los vientos de las ocho direcciones.

Kamikaze es una palabra japonesa, generalmente traducida como viento divino, que se cree que es un regalo de los dioses. Se sabe que el término se usó por primera vez como el nombre de un par o una serie de tifones que se dice que salvaron a Japón de dos flotas mongolas bajo el mando de Kublai Khan que atacaron Japón en 1274 y nuevamente en 1281. Viento protestante es un nombre para el tormenta que disuadió a la Armada Española de una invasión de Inglaterra en 1588 donde el viento desempeñó un papel fundamental, o los vientos favorables que permitieron a Guillermo de Orange invadir Inglaterra en 1688.Durante la campaña egipcia de Napoleón, los soldados franceses lo pasaron mal con el viento khamsin: cuando la tormenta apareció “como un torrente de sangre en el cielo lejano”, los otomanos fueron a ponerse a cubierto, mientras que los franceses “no reaccionaron hasta que se hubo calmado”. demasiado tarde, luego se ahogó y se desmayó en las cegadoras y sofocantes paredes de polvo”. Durante la Campaña del Norte de África de la Segunda Guerra Mundial, “las tropas aliadas y alemanas se vieron obligadas varias veces a detenerse en medio de la batalla debido a las tormentas de arena causadas por khamsin… Los granos de arena que el viento arremolinaba cegaron a los soldados y crearon perturbaciones eléctricas que hicieron que las brújulas inútil."

Transportación

Hay muchas formas diferentes de barcos de vela, pero todos tienen ciertas cosas básicas en común. A excepción de los barcos de rotor que usan el efecto Magnus, cada barco de vela tiene un casco, un aparejo y al menos un mástil para sostener las velas que usan el viento para impulsar el barco. Los viajes marítimos en velero pueden durar muchos meses, y un peligro común es quedarse en calma por falta de viento, o ser desviado del rumbo por fuertes tormentas o vientos que no permiten avanzar en la dirección deseada. Una tormenta severa podría provocar un naufragio y la pérdida de todas las manos. Los veleros solo pueden llevar una cierta cantidad de suministros en su bodega, por lo que deben planificar los viajes largos con cuidado para incluir las provisiones adecuadas, incluida el agua dulce.

Para las aeronaves aerodinámicas que operan en relación con el aire, los vientos afectan la velocidad con respecto al suelo y, en el caso de los vehículos más livianos que el aire, el viento puede desempeñar un papel importante o solitario en su movimiento y trayectoria en el suelo. La velocidad del viento en la superficie es generalmente el factor principal que rige la dirección de las operaciones de vuelo en un aeropuerto, y las pistas del aeródromo están alineadas para tener en cuenta la(s) dirección(es) común(es) del viento del área local. Mientras que despegar con viento de cola puede ser necesario en ciertas circunstancias, generalmente es deseable un viento de frente. Un viento de cola aumenta la distancia de despegue requerida y disminuye la pendiente de ascenso.

Fuente de alimentación

Los antiguos cingaleses de Anuradhapura y en otras ciudades alrededor de Sri Lanka utilizaron los vientos del monzón para alimentar los hornos ya en el año 300 a. Los hornos se construyeron en el camino de los vientos monzónicos para llevar la temperatura interior hasta 1200 ° C (2190 ° F). Un molino de viento rudimentario se utilizó para alimentar un órgano en el siglo I EC. Más tarde se construyeron molinos de viento en Sistán, Afganistán, a partir del siglo VII d.C. Estos eran molinos de viento de eje vertical, con velas cubiertas con esteras de caña o tela. Estos molinos de viento se usaban para moler maíz y extraer agua, y se usaban en las industrias de molienda y caña de azúcar. Más tarde, los molinos de viento de eje horizontal se utilizaron ampliamente en el noroeste de Europa para moler harina a partir de la década de 1180, y todavía existen muchos molinos de viento holandeses.

La energía eólica es ahora una de las principales fuentes de energía renovable y su uso está creciendo rápidamente, impulsado por la innovación y la caída de los precios. La mayor parte de la capacidad instalada en energía eólica está en tierra, pero la energía eólica marina ofrece un gran potencial ya que las velocidades del viento suelen ser más altas y más constantes lejos de la costa. La energía eólica, la energía cinética del aire, es proporcional a la tercera potencia de la velocidad del viento. La ley de Betz describió el límite superior teórico de qué fracción de esta energía pueden extraer las turbinas eólicas, que es aproximadamente el 59%.

Recreación

El viento ocupa un lugar destacado en varios deportes populares, como el ala delta recreativa, los vuelos en globo aerostático, el vuelo de cometas, el snowkite, el kitelandboarding, el kitesurf, el parapente, la vela y el windsurf. En el planeo, los gradientes de viento justo por encima de la superficie afectan las fases de despegue y aterrizaje del vuelo de un planeador. La pendiente del viento puede tener un efecto notable en los lanzamientos desde tierra, también conocidos como lanzamientos con cabrestante o lanzamientos con cable. Si el gradiente del viento es significativo o repentino, o ambos, y el piloto mantiene la misma actitud de cabeceo, la velocidad aerodinámica indicada aumentará, posiblemente excediendo la velocidad máxima de remolque de lanzamiento desde tierra. El piloto debe ajustar la velocidad aerodinámica para hacer frente al efecto de la pendiente.Al aterrizar, la cizalladura del viento también es un peligro, especialmente cuando los vientos son fuertes. A medida que el planeador desciende a través de la pendiente del viento en la aproximación final al aterrizaje, la velocidad aerodinámica disminuye mientras que la tasa de caída aumenta y no hay tiempo suficiente para acelerar antes del contacto con el suelo. El piloto debe anticipar la pendiente del viento y utilizar una mayor velocidad de aproximación para compensarla.

Papel en el mundo natural

En climas áridos, la principal fuente de erosión es el viento. La circulación general del viento mueve pequeñas partículas como el polvo a través de los océanos a miles de kilómetros a favor del viento desde su punto de origen, lo que se conoce como deflación. Los vientos del oeste en las latitudes medias del planeta impulsan el movimiento de las corrientes oceánicas de oeste a este a través de los océanos del mundo. El viento tiene un papel muy importante en ayudar a las plantas y otros organismos inmóviles en la dispersión de semillas, esporas, polen, etc. Aunque el viento no es la principal forma de dispersión de semillas en las plantas, proporciona la dispersión de un gran porcentaje de la biomasa de las plantas terrestres..

Erosión

La erosión puede ser el resultado del movimiento del material por el viento. Hay dos efectos principales. Primero, el viento hace que pequeñas partículas sean levantadas y por lo tanto trasladadas a otra región. Esto se llama deflación. En segundo lugar, estas partículas en suspensión pueden impactar sobre objetos sólidos causando erosión por abrasión (sucesión ecológica). La erosión eólica generalmente ocurre en áreas con poca o ninguna vegetación, a menudo en áreas donde las precipitaciones son insuficientes para sostener la vegetación. Un ejemplo es la formación de dunas de arena, en una playa o en un desierto. El loess es un sedimento homogéneo, típicamente no estratificado, poroso, friable, ligeramente coherente, a menudo calcáreo, de grano fino, limoso, de color amarillo pálido o beige, arrastrado por el viento (eólico).Generalmente ocurre como un depósito de manto generalizado que cubre áreas de cientos de kilómetros cuadrados y decenas de metros de espesor. Loess a menudo se encuentra en paredes empinadas o verticales. Loess tiende a convertirse en suelos muy ricos. Bajo condiciones climáticas apropiadas, las áreas con loess se encuentran entre las más productivas del mundo desde el punto de vista agrícola. Los depósitos de loess son geológicamente inestables por naturaleza y se erosionarán muy fácilmente. Por lo tanto, los agricultores suelen plantar barreras contra el viento (como árboles y arbustos grandes) para reducir la erosión eólica del loess.

Migración del polvo del desierto

A mediados del verano (julio en el hemisferio norte), los vientos alisios que se mueven hacia el oeste al sur de la dorsal subtropical que se mueve hacia el norte se expanden hacia el noroeste desde el Caribe hacia el sureste de América del Norte. Cuando el polvo del Sahara que se mueve alrededor de la periferia sur de la cordillera dentro del cinturón de los vientos alisios se mueve sobre la tierra, se suprime la lluvia y el cielo cambia de una apariencia azul a una blanca, lo que conduce a un aumento en las puestas de sol rojas. Su presencia afecta negativamente la calidad del aire al aumentar el recuento de partículas en el aire. Más del 50% del polvo africano que llega a Estados Unidos afecta a Florida. Desde 1970, los brotes de polvo han empeorado debido a los períodos de sequía en África. Existe una gran variabilidad en el transporte de polvo al Caribe y Florida de un año a otro.Los eventos de polvo se han relacionado con una disminución en la salud de los arrecifes de coral en el Caribe y Florida, principalmente desde la década de 1970. Plumas de polvo similares se originan en el desierto de Gobi, que combinadas con contaminantes, se extendieron grandes distancias a favor del viento, o hacia el este, hacia América del Norte.

Hay nombres locales para los vientos asociados con las tormentas de arena y polvo. El Calima lleva polvo con los vientos del sureste a las islas Canarias. El Harmattan transporta polvo durante el invierno hacia el Golfo de Guinea. El Sirocco trae polvo del norte de África al sur de Europa debido al movimiento de los ciclones extratropicales a través del Mediterráneo. Los sistemas de tormentas de primavera que se desplazan por el este del mar Mediterráneo hacen que el polvo se arrastre por Egipto y la península arábiga, que se conocen localmente como Khamsin. El Shamal es causado por frentes fríos que levantan polvo a la atmósfera durante días a través de los estados del Golfo Pérsico.

Efecto sobre las plantas

La dispersión de semillas por el viento, o anemocoria, es uno de los medios de dispersión más primitivos. La dispersión por el viento puede tomar una de dos formas principales: las semillas pueden flotar en la brisa o, alternativamente, pueden revolotear hasta el suelo. Los ejemplos clásicos de estos mecanismos de dispersión incluyen dientes de león (Taraxacum spp., Asteraceae), que tienen un vilano plumoso adherido a sus semillas y pueden dispersarse largas distancias, y arces (Acer (género)spp., Sapindaceae), que tienen semillas aladas y revolotean hasta el suelo. Una limitación importante en la dispersión por el viento es la necesidad de una producción abundante de semillas para maximizar la probabilidad de que una semilla caiga en un sitio adecuado para la germinación. También existen fuertes limitaciones evolutivas en este mecanismo de dispersión. Por ejemplo, las especies de Asteraceae en las islas tendían a tener capacidades de dispersión reducidas (es decir, mayor masa de semillas y papus más pequeños) en relación con las mismas especies en el continente.La dependencia de la dispersión por el viento es común entre muchas especies de malas hierbas o ruderales. Los mecanismos inusuales de dispersión del viento incluyen plantas rodadoras. Un proceso relacionado con la anemocoria es la anemofilia, que es el proceso donde el viento distribuye el polen. Las grandes familias de plantas se polinizan de esta manera, lo que se ve favorecido cuando los individuos de las especies de plantas dominantes están espaciados muy juntos.

El viento también limita el crecimiento de los árboles. En las costas y las montañas aisladas, la línea de árboles suele ser mucho más baja que en las altitudes correspondientes tierra adentro y en los sistemas montañosos más grandes y complejos, porque los vientos fuertes reducen el crecimiento de los árboles. Los fuertes vientos arrasan los suelos delgados a través de la erosión, y también dañan ramas y ramitas. Cuando los fuertes vientos derriban o arrancan árboles, el proceso se conoce como derribo. Esto es más probable en las laderas de barlovento de las montañas, con casos severos que generalmente ocurren en los árboles de 75 años o más. Las variedades de plantas cerca de la costa, como el abeto de Sitka y la uva de mar, son podadas por el viento y la niebla salina cerca de la costa.

El viento también puede causar daños a las plantas a través de la abrasión de la arena. Los vientos fuertes levantarán arena suelta y tierra vegetal y la lanzarán por el aire a velocidades que van desde 25 millas por hora (40 km/h) hasta 40 millas por hora (64 km/h). La arena arrastrada por el viento causa grandes daños a las plántulas de las plantas porque rompe las células de las plantas, haciéndolas vulnerables a la evaporación y la sequía. Usando un chorro de arena mecánico en un entorno de laboratorio, los científicos afiliados al Servicio de Investigación Agrícola estudiaron los efectos de la abrasión de la arena arrastrada por el viento en las plántulas de algodón. El estudio mostró que las plántulas respondieron al daño creado por la abrasión de la arena arrastrada por el viento cambiando la energía del crecimiento del tallo y la raíz al crecimiento y reparación de los tallos dañados.Después de un período de cuatro semanas, el crecimiento de la plántula volvió a ser uniforme en toda la planta, como era antes de que ocurriera la abrasión de la arena arrastrada por el viento.

Además de los gametos (semillas) de las plantas, el viento también ayuda a los enemigos de las plantas: las esporas y otros propágulos de los patógenos de las plantas son aún más ligeros y pueden viajar largas distancias. Se sabe que algunas enfermedades de las plantas viajan a través de mares marginales e incluso océanos enteros. Los seres humanos no pueden prevenir o incluso ralentizar la dispersión de los patógenos de las plantas por el viento, por lo que requieren predicción y mejora.

Efecto en los animales

El ganado bovino y ovino es propenso a la sensación térmica causada por una combinación de viento y temperaturas frías, cuando los vientos superan los 40 kilómetros por hora (25 mph), lo que hace que sus cubiertas de pelo y lana sean ineficaces. Aunque los pingüinos usan una capa de grasa y plumas para ayudar a protegerse contra el frío tanto en el agua como en el aire, sus aletas y pies son menos inmunes al frío. En los climas más fríos, como la Antártida, los pingüinos emperador utilizan el comportamiento de acurrucarse para sobrevivir al viento y al frío, alternando continuamente los miembros en el exterior del grupo ensamblado, lo que reduce la pérdida de calor en un 50 %. Los insectos voladores, un subconjunto de artrópodos, son arrastrados por los vientos predominantes, mientras que las aves siguen su propio curso aprovechando las condiciones del viento, ya sea para volar o planear.Como tal, los patrones de líneas finas dentro de las imágenes del radar meteorológico, asociados con los vientos convergentes, están dominados por el retorno de los insectos. La migración de aves, que tiende a ocurrir durante la noche dentro de los 7000 pies (2100 m) más bajos de la atmósfera terrestre, contamina los perfiles de viento recopilados por el radar meteorológico, en particular el WSR-88D, al aumentar los retornos ambientales del viento en 15 nudos (28 km/h).) a 30 nudos (56 km/h).

Los pikas usan una pared de guijarros para almacenar plantas secas y pastos para el invierno con el fin de proteger la comida para que no se la lleve el viento. Las cucarachas usan vientos ligeros que preceden a los ataques de depredadores potenciales, como los sapos, para sobrevivir a sus encuentros. Sus cercos son muy sensibles al viento y les ayudan a sobrevivir a la mitad de sus ataques. Los alces tienen un agudo sentido del olfato que puede detectar posibles depredadores contra el viento a una distancia de 0,5 millas (800 m). Los aumentos en el viento por encima de los 15 kilómetros por hora (9,3 mph) indican a las gaviotas glaucas que aumenten su alimentación y los ataques aéreos contra los araos de pico grueso.

Daños relacionados

Se sabe que los vientos fuertes causan daños, dependiendo de la magnitud de su velocidad y diferencial de presión. Las presiones del viento son positivas en el lado de barlovento de una estructura y negativas en el lado de sotavento. Las ráfagas de viento poco frecuentes pueden hacer que los puentes colgantes mal diseñados se balanceen. Cuando las ráfagas de viento tienen una frecuencia similar al balanceo del puente, el puente puede destruirse más fácilmente, como ocurrió con el puente Tacoma Narrows en 1940. Las velocidades del viento de hasta 23 nudos (43 km/h) pueden provocar a cortes de energía debido a que las ramas de los árboles interrumpen el flujo de energía a través de las líneas eléctricas. Si bien no se garantiza que ninguna especie de árbol resista los vientos huracanados, aquellos con raíces poco profundas son más propensos a arrancarse de raíz, y los árboles frágiles como el eucalipto, el hibisco marino y el aguacate son más propensos a sufrir daños.Los vientos con fuerza de huracán causan daños sustanciales a las casas móviles y comienzan a dañar estructuralmente las casas con cimientos. Se sabe que los vientos de esta fuerza debido a los vientos descendentes del terreno rompen las ventanas y quitan la pintura con chorro de arena de los automóviles. Una vez que los vientos superan los 135 nudos (250 km/h), las casas se derrumban por completo y se producen daños importantes en los edificios más grandes. La destrucción total de las estructuras hechas por el hombre ocurre cuando los vientos alcanzan los 175 nudos (324 km/h). La escala Saffir-Simpson y la escala Fujita mejorada se diseñaron para ayudar a estimar la velocidad del viento a partir del daño causado por los fuertes vientos relacionados con ciclones tropicales y tornados, y viceversa.

La isla Barrow de Australia tiene el récord de la ráfaga de viento más fuerte, alcanzando los 408 km/h (253 mph) durante el ciclón tropical Olivia el 10 de abril de 1996, superando el récord anterior de 372 km/h (231 mph) establecido en Mount Washington (New Hampshire).) en la tarde del 12 de abril de 1934.

La intensidad de los incendios forestales aumenta durante las horas del día. Por ejemplo, las tasas de quema de troncos humeantes son hasta cinco veces mayores durante el día debido a la menor humedad, el aumento de las temperaturas y la mayor velocidad del viento. La luz del sol calienta el suelo durante el día y hace que las corrientes de aire viajen cuesta arriba y cuesta abajo durante la noche a medida que la tierra se enfría. Los incendios forestales son avivados por estos vientos y, a menudo, siguen las corrientes de aire sobre las colinas y los valles. Las operaciones de incendios forestales en los Estados Unidos giran en torno a un día de incendios de 24 horas que comienza a las 10:00 a. m. debido al predecible aumento de intensidad resultante del calor diurno.

En el espacio exterior

El viento solar es bastante diferente de un viento terrestre, en que su origen es el Sol, y está compuesto de partículas cargadas que han escapado de la atmósfera del Sol. Similar al viento solar, el viento planetario está compuesto de gases ligeros que escapan de las atmósferas planetarias. Durante largos períodos de tiempo, el viento planetario puede cambiar radicalmente la composición de las atmósferas planetarias.

El viento más rápido jamás registrado provino del disco de acreción del agujero negro IGR J17091-3624. Su velocidad es de 20 000 000 millas por hora (32 000 000 km/h), que es el 3% de la velocidad de la luz.

Viento planetario

El viento hidrodinámico dentro de la porción superior de la atmósfera de un planeta permite que los elementos químicos livianos como el hidrógeno se muevan hacia la exobase, el límite inferior de la exosfera, donde los gases pueden alcanzar una velocidad de escape, ingresando al espacio exterior sin impactar con otras partículas de gas.. Este tipo de pérdida de gas de un planeta al espacio se conoce como viento planetario. Tal proceso a lo largo del tiempo geológico hace que los planetas ricos en agua, como la Tierra, evolucionen a planetas como Venus. Además, los planetas con atmósferas inferiores más calientes podrían acelerar la tasa de pérdida de hidrógeno.

Viento solar

En lugar de aire, el viento solar es una corriente de partículas cargadas, un plasma, expulsado de la atmósfera superior del sol a una velocidad de 400 kilómetros por segundo (890 000 mph). Se compone principalmente de electrones y protones con energías de alrededor de 1 keV. La corriente de partículas varía en temperatura y velocidad con el paso del tiempo. Estas partículas son capaces de escapar de la gravedad del Sol, en parte debido a la alta temperatura de la corona, pero también debido a la alta energía cinética que obtienen las partículas a través de un proceso que no se comprende bien. El viento solar crea la Heliosfera, una gran burbuja en el medio interestelar que rodea el Sistema Solar. Los planetas requieren grandes campos magnéticos para reducir la ionización de su atmósfera superior por el viento solar.Otros fenómenos causados ​​por el viento solar incluyen las tormentas geomagnéticas que pueden destruir las redes eléctricas de la Tierra, las auroras como la aurora boreal y las colas de plasma de los cometas que siempre apuntan en dirección opuesta al Sol.

En otros planetas

Fuertes vientos de 300 kilómetros por hora (190 mph) en las cimas de las nubes de Venus dan la vuelta al planeta cada cuatro o cinco días terrestres. Cuando los polos de Marte están expuestos a la luz solar después de su invierno, el CO ₂ congelado se sublima, creando vientos significativos que barren los polos a una velocidad de hasta 400 kilómetros por hora (250 mph), que posteriormente transportan grandes cantidades de polvo y vapor de agua sobre su paisaje. Otros vientos marcianos han resultado en eventos de limpieza y remolinos de polvo. En Júpiter, las velocidades del viento de 100 metros por segundo (220 mph) son comunes en las corrientes en chorro zonales. Los vientos de Saturno se encuentran entre los más rápidos del Sistema Solar. Los datos de Cassini-Huygens indicaron vientos máximos del este de 375 metros por segundo (840 mph).En Urano, la velocidad del viento en el hemisferio norte alcanza los 240 metros por segundo (540 mph) cerca de los 50 grados de latitud norte. En las cimas de las nubes de Neptuno, los vientos predominantes varían en velocidad desde 400 metros por segundo (890 mph) a lo largo del ecuador hasta 250 metros por segundo (560 mph) en los polos. A 70° S de latitud en Neptuno, una corriente en chorro de alta velocidad viaja a una velocidad de 300 metros por segundo (670 mph). El viento más rápido en cualquier planeta conocido está en HD 80606 b ubicado a 190 años luz de distancia, donde sopla a más de 11 000 mph o 5 km/s.