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Ciencia de la Tierra · Atmósfera · Clima

Brisas terrestres y marinas y calentamiento diferencial

La diferencia de temperatura entre la tierra y el mar influye en la dirección de los vientos a lo largo de la costa. También existe una diferencia temporal entre el calentamiento de la superficie y el flujo del aire.

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Significado y funcionamiento

Incluso cuando se recibe la misma energía, diferentes capacidades caloríficas resultan en diferentes cambios de temperatura. La tierra se calienta y se enfría más rápidamente que el agua.

Durante el día, el aire sobre tierra se vuelve relativamente más cálido, lo que provoca un movimiento ascendente, y el aire del mar puede fluir cerca de la superficie. Por la noche, se produce el fenómeno opuesto, conocido como brisa terrestre.

Relaciones y condiciones de validez

En los modelos térmicos de dos cajas, la capacidad calorífica multiplicada por la tasa de cambio de temperatura es igual a la tasa de energía que entra – la tasa de pérdida. Cuando la capacidad calorífica es mayor, la misma entrada de energía térmica produce una tasa de cambio de temperatura más lenta.

Los vientos terrestres y marinos reales están influenciados por los vientos a gran escala y la topografía costera. Un modelo que simplemente calcula las diferencias de presión o las velocidades del viento basándose únicamente en las diferencias de temperatura no es un modelo realista.

Qué observar en la simulación

Como la capacidad calorífica de la tierra es pequeña, los cambios de temperatura son rápidos y grandes. La brisa marina durante el día y la brisa terrestre durante la noche cambian según las diferencias de temperatura.

Se trata de dos casillas: tierra C=2 kJ/K, mar C=2×tasa kJ/K y k=0,8 kJ/(h·K). La radiación solar es semisinusoidal durante el día, menos una cierta pérdida de radiación. Utilice el ciclo después del calentamiento de 10 días. La presión barométrica es un valor relativo que sólo indica el signo de la diferencia de temperatura y excluye el terreno, la fuerza de Coriolis y la velocidad real del viento.

Relaciones y símbolos clave

C·dT/dt = S(t) − k(T−20 °C)

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
CCapacidad calorífica de la caja superficialJ/K
ΔTDiferencia de temperatura entre tierra y marK

Ejemplo resuelto

¿Cuál es el ciclo cuando la tierra está más fría al amanecer?

El lado cálido tiene una presión relativamente baja y el lado frío tiene una presión relativamente alta. Los vientos en la superficie soplan de alta presión a baja presión, y en las capas superiores soplan en dirección opuesta.

Errores frecuentes

  • Seabreeze es el viento que sopla desde el mar hacia la tierra, y el viento que sopla desde la tierra hacia el mar se denomina viento de tierra.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

BCcampus · Physical Geology (inglés)