por Antonio Belaza Vázquez - Ingeniero Naval
Para cualquier navegante, la preocupación prioritaria es el estado de su nave, la integridad del casco, la disponibilidad del aparejo y el correcto funcionamiento de los equipos a bordo, motor, bombas, equipos de navegación y comunicaciones.
Una vez que, aún sin estar todo perfecto, tenemos el convencimiento de que podemos navegar con garantías de mantener segura la nave y sus ocupantes, nuestra preocupación se traslada a la atmósfera, al aire que nos rodea, a sus condiciones de presión, temperatura y humedad, a los vientos que se pueden generar y a sus correspondientes consecuencias, las olas.
Podemos establecer una aproximación a la base de conocimiento sobre el comportamiento de los fenómenos atmosféricos que afectan directamente a la navegación, el viento y las olas, y a continuación tratar de identificar lo que está ocurriendo en los últimos años en el Mediterráneo Occidental, que, según algunos investigadores, presenta síntomas propios de un cierto cambio climático en la zona.
El aire y su influencia en el tiempo atmosférico
Entrando en su análisis físico, el aire es el fluido o mezcla de gases que constituye la atmósfera que rodea la Tierra. Hasta algunos kilómetros de la superficie de ésta, es un gas inodoro, incoloro e insípido, con un 78% de nitrógeno y un 21% de oxígeno, en volumen, y pequeñas cantidades de argón y de los restantes gases inertes; a alturas superiores hay presencia de hidrógeno.
Hay una presencia de otros gases, como el dióxido de carbono, el monóxido de carbono, el dióxido de azufre y otros óxidos de nitrógeno además del ozono troposférico y el metano, sobre todo en las ciudades, aunque en pequeñas cantidades. Además hay que añadir partículas sólidas como sal, polvo, humo, hollín, polen y esporas de plantas y pequeños cristales de hielo en las nubes altas, y las partículas que provienen de la quema de combustibles fósiles.
Todos estos gases y partículas constituyen el principal problema para la calidad del aire, en las zonas muy contaminadas.
Los fenómenos atmosféricos resultan de los cambios en las condiciones físicas del aire debido al calentamiento, a la expansión de los gases, a la disminución de la presión y a los procesos opuestos. Todos estos cambios afectan de manera importante a la presencia del agua en la atmósfera, a su evaporación y a su condensación, a la formación de nubes, a la lluvia y a las tormentas, siendo el ciclo del agua en la atmósfera, un elemento preponderante de todos los fenómenos atmosféricos.
El aire es un absorbente energético de la luz y de otras radiaciones de determinadas longitudes de onda y completamente transparente para otras. La atmósfera actúa como un gigantesco sistema de transporte de energía entre las calurosas regiones tropicales y las frías regiones polares, la eficacia de la atmósfera como portadora de calor depende de la cantidad de humedad, de ahí la importancia del conocimiento del ciclo del agua en la atmósfera.
La troposfera, es la zona de la atmósfera que se eleva hasta una altura entre 10 y 18 kilómetros sobre la superficie, es donde se desarrollan todos los fenómenos atmosféricos a excepción de algunas nubes altas asociadas a tormentas tropicales.
Las propiedades físicas de la troposfera, dependen grandemente de las condiciones de la superficie sobre la que el aire se mueve. Así, el aire puede volverse frío y seco como resultado de su paso sobre tierras frías y secas o bien calentarse y humedecerse tras su contacto con un océano cálido.
El movimiento de las masas de aire, especialmente en latitudes medias, y las modificaciones impuestas por los cambios del medio influyen considerablemente en el tiempo atmosférico.
Los principios de la meteorología
Los principios de la meteorología tal como la conocemos se establecieron a principios del siglo XX, cuando el físico noruego Bjerknes realizó investigaciones que condujeron a un mejor conocimiento del movimiento de las masas de aire, consideró la concentración de masas de aire frío en las regiones polares y masas de aire caliente en las regiones ecuatoriales y tropicales, unas y otras entran en contacto en la región de los vientos dominantes del Oeste, región que se corresponde aproximadamente con las zonas geográficas comúnmente llamadas templadas, creando una superficie de discontinuidad o de separación entre ambas.
A través de esta línea de desemejanza que Bjerknes llamó frente polar, se produce un cambio súbito en la temperatura y frecuentemente en la humedad del aire. La irregularidad del flujo a lo largo del frente polar origina depresiones barométricas, siendo la energía de las dos masas de aire la que las produce y sostiene.
La presión atmosférica se halla sujeta a un continuo cambio, las diferencias se producen en ella diaria, estacional y geográficamente. La principal causa de tales diferencias estriba en el desigual calentamiento del aire por el Sol. Las diferencias de temperatura obligan al aire a moverse para igualar su presión, el desplazamiento de la corriente de aire que pasa de una zona de alta presión a otra de baja presión produce vientos de fuerza proporcional a la diferencia de presiones.
Además, existe la influencia de la rotación de la Tierra que desvía hacia el Este al aire que se mueve hacia cualquiera de los polos, y hacia el Oeste al que se dirige hacia el ecuador e impulsa hacia el ecuador al que viaja en dirección Este, y hacia los polos al que avanza en dirección Oeste.
Las diferencias de calentamiento y enfriamiento, más pronunciadas cerca de la superficie de la Tierra que en capas algo más superiores tienen como consecuencia los cambios diarios en la dirección de los vientos a lo largo de las costas marinas y los valles de las montañas y, en mayor grado, los vientos de período anual, como los Monzones, que se producen entre los océanos y las altas masas terrestres adyacentes.
Las presiones altas y bajas rodean la tierra de Este a Oeste en zonas aproximadamente alternas. En la región ecuatorial predominan las presiones relativamente bajas. A cada lado de esa región se extienden zonas de presión más elevada. Entre éstas y el cinturón ecuatorial se producen los vientos Alisios, los más regulares del globo. Una tercera zona, en este caso de bajas presiones, aparece en las cercanías de los círculos polares.
Entre cada zona de bajas presiones próximas a los polos y la correspondiente de presiones mayores, situadas aproximadamente a mitad de camino del ecuador, se halla en cada hemisferio, la faja de los vientos dominantes del Oeste, sujetos a frecuentes interrupciones por las perturbaciones de curso irregular que se producen en la atmósfera.
Sobre los casquetes polares, se originan vientos dominantes del Este, que tropiezan con los vientos dominantes del Oeste, a lo largo de los denominados frentes polares, la consecuencia es que los límites de los frentes polares se desplazan continuamente y a menudo invaden las latitudes más templadas provocando considerables descensos de temperatura en las masa de aire.
Todo se complica
Estos planteamientos generales se complican y confunden a consecuencia de movimientos menores, como el desplazamiento estacional de aire entre los continentes y los océanos, los amplios movimientos del frente polar hacia el Norte y el Sur, los movimientos verticales del aire originados por la circunvolución de sus capas: las más frías y pesadas que ocupan las regiones superiores, y las más calientes y ligeras, próximas a la superficie.
Todo ello produce un equilibrio inestable al que se agregan las corrientes estacionales a través del ecuador, que aparecen a causa de la inclinación del eje de la Tierra con respecto al plano de la eclíptica, ya que alternativamente queda más expuesto un hemisferio que otro a la acción de los rayos solares.
La fricción superficial y la turbulencia acabarían por detener todos los desplazamientos del aire si no existiera alguna energía que le impulsara a continuar moviéndose. Esta energía tiene su origen en las diferencias de temperatura provocadas por el Sol.
Estos movimientos de la masa de aire conforman el viento, que es el movimiento natural del aire en relación con la superficie terrestre en cualquier dirección o a cualquier velocidad.
Utilizaremos el criterio que considera el viento como la componente del movimiento del aire paralela a la superficie terrestre. Cualquier otra componente del movimiento del aire distinta a la paralela a la superficie de la tierra se conoce por corriente de aire.
Todos estos valores varían con la temperatura, presión atmosférica y humedad, lo que hace que se presenten diferencias apreciables al considerar distintos tipos de masas de aire en movimiento. Esta evidencia puede apreciarse por simple observación de lo que ocurre en un área determinada, ya que se constatan efectos diferentes cuando los vientos son de origen continental secos y calientes en verano, a cuando son de origen marítimo, en cuyo caso son húmedos y frescos.
