Interesante artículo sobre el viento.

[Haize Alde]

Meteo 3 - La fuerza del viento: Ley de Buys Ballot


¿Es posible conocer la dirección y la fuerza del viendo consultando un mapa de isobaras? Así es, y aunque la aproximación tiene sus límites, al menos podemos hacernos una idea de lo que nos espera en la mar.
La ley de Buys Ballot
Para que se cumpla debemos vernos libre de perturbaciones debidas a la costa y su orografía, es decir funciona bien en alta mar. Conseguiremos realizar una aproximación sobre el viento resultante de la situación general atmosférica (viento sinóptico), sin tener en cuenta los efectos locales como consecuencia del relieve costero. El científico Holandés Buys Ballot descubrió hace ciento cincuenta años que a partir de un mapa de isobaras es posible deducir aproximadamente estos mapa de vientos.
Pero esta ley sólo se puede aplicar para latitudes mayores a los 20º ya que cerca del ecuador las cosas se complican mucho, al ser todo más caótico y variable.

El viento sinóptico es el correspondiente a la situación general de la atmósfera sin tener en cuenta las desviaciones y variaciones debidas por ejemplo a la costa o la orografía del terreno. Estos efectos pueden modificar mucho el viento sinóptico con variaciones de hasta un 50%.

1º Enunciado de Buys-Ballot
El primer enunciado de Buys-Ballot afirma que la dirección del viento debe ser tangente a las curvas de isobaras en condiciones de atmósfera libre, es decir sin tener en cuenta los efectos del rozamiento del aire sobre la superficie del agua.
Esto implica a las capas de aire por encima de los 500 metros de altura, lo cual está muy bien para la aviación, pero no ayuda mucho a los aficionados a la náutica…
Al final obtendremos que por término medio, el viento sopla con unos 15º a 20º grados de ángulo sobre la tangente a la curva de isobaras. En tierra como el efecto de rozamiento es mayor el ángulo se abre hasta unos 35º.

En una borrasca en el hemisferio Norte, la dirección del viento es hacia dentro de la borrasca pero con un ángulo de unos 20º a la tangente de cualquier isobara.

2º Enunciado de Buys-Ballot
El segundo enunciado nos habla sobre el sentido en el que sopla el viento. En una depresión el viento gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj en el hemisferio norte, y en un anticiclón del hemisferio norte, girará en el sentido de las agujas del reloj.
Si nos encontráramos en el hemisferio Sur pasaría justo todo lo contrario. Lo que debemos recordar es que en el hemisferio norte al enfrentarnos al viento en una depresión, el centro de la depresión quedará a nuestra derecha.

Recuerde que navegando por las latitudes de España, cuando miramos al viento, el nucleo de la borrasca quedará a nuestra derecha.

3º Enunciado de Buys-Ballot
El tercer enunciado nos ayuda a calcular la fuerza del viento a partir de lo apretadas que estén las curvas isobaras. Cuanto más gradiente de presión exista en la zona, mas "caña" de viento tendremos que soportar.
Dependiendo de la latitud en la que nos encontremos, tendremos que aplicar un coeficiente para ajustar la lectura final de la fuerza del viento, como veremos más adelante.

Medir la fuerza del viento
Para saber la fuerza del viento en un punto, debemos conocer cuánto están de apretadas las isobaras en esa zona. Mediremos con un compás de puntas la distancia entre dos o más isobaras según el sentido del máximo gradiente. Ahora trasladamos esta distancia medida con el compás de puntas sobre la escala de latitudes del mapa, para saber a que distancia en millas equivale. Cada grado de latitud son 60 millas náuticas de distancia.
Si por ejemplo la diferencia de presión entre dos isobaras es de 15 hPa y el compás nos da una distancia entre ellas de 3º de latitud, es decir 180 millas, tendremos una variación de 5 hPa por grado de latitud. Nos llevamos este valor a las tablas de conversión y sacamos que esto equivale a 28 nudos de viento.
Para aproximar mejor el valor debemos aplicar algunas correcciones. Si por ejemplo nos encontramos en una latitud de 40ºNorte, debemos aplicar un coeficiente corrector de latitud que sacaremos de otra tabla. En este ejemplo la corrección será de 1,2, lo que da en nuestro ejemplo un viento de 33,6 nudos de viento, que equivale a un viento frescachón de fuerza 7 Beaufort.

En este ejemplo tendremos entre las isobaras marcadas por el compás una diferencia de presiones de 10 mPa. Al llevarnos las distancia a la escala sacaremos que la medida equivale a 3º de latitud, o lo que es lo mismo, 180 millas náuticas. En este nuevo ejemplo, el gradiente de presiones es de 5 mPa por cada grado y medio de latitud, es decir por cada 90 millas náuticas.

Corrección por las curvaturas de las isobaras
Pero como el aire tiene masa, al girar siguiendo más o menos las curvas de isobaras, este tenderá a variar su velocidad. Imagine el aire que gira en una depresión con tendencia a ir hacia dentro para llegar al eje de giro de una depresión. Cuando más cerradas y curvadas sean las isobaras, más cerrados serán sus giros y por tanto con más insistencia tenderá el aire a “patinar” hacia fuera por simple inercia. Ocurre como con un coche en una curva, que cuanto más cerrada sea, más tendencia tendrá a salirse fuera de la curva. Como el aire tenía tendencia a ir hacia dentro y ahora se ve forzado por la inercia a salir un poco hacia fuera, el resultado es que pierde velocidad. El efecto es muy apreciable y si la curvatura de la isobara es fuerte. En este caso, debemos restar un grado a la escala Beaufort.

Lo contrario ocurrirá al girar el viento en un anticiclón, aumentando uno o dos grados Beaufort en las curvas más cerradas.

Modificación por estabilidad del aire
También se produce una corrección en el viento debido a la estabilidad del aire. Cuando el viento está más caliente que el agua del mar, la masa de aire tiende a permanecer sin intercambios con las capas altas, y como se va ralentizando por el rozamiento con la superficie del mar, hay que restar otro grado a la escala Beaufort. Si por el contrario estamos en una condición de inestabilidad con el agua del mar más caliente que el viento frío, queda favorecido el intercambio de masas de aire con las capas altas de la atmósfera que son más veloces, y por esta razón debemos sumar uno o dos grados a la escala Beaufort.

Tablas: Permiten conocer la fuerza del viento a partir del gradiente de presiones medido en el mapa meteo. Vemos como en el Mediterráneo las diferencias de presiones producen vientos generalmente más fuertes.

Tabla: Factores correctores por latitud

Variaciones en nuestro barómetro del barco.
Careciendo de mapas meteo, es posible aproximar la fuerza del viento sin más que observar como está bajando el barómetro del barco. Es claro que cuanto más rápido descienda el barómetro más debemos preocuparnos. Lógico, pues al aumentar las diferencias de presión más se verá forzado el aire a desplazarse de las altas a las bajas presiones.

Es muy útil, pues permite aproximar la fuerza del viento a partir de dos mediciones en el barómetro que hagamos diferenciadas durante una o varias horas.

Tablas Latitud /gradiente
Son muy útiles ya que permiten conocer la velocidad del viento en nudos a partir de la latitud en la que nos encontremos y del gradiente de presiones medido con ayuda del compás sobre el mapa de la meteo que tengamos.
Dependiendo de si las curvas isobaras van de 5 en 5 mPa o en saltos de 4 mPa para los mapas Ingleses o de la NOOA Americana, deberemos utilizar una tabla u otra. Estas tablas ya incorporan en la lectura de velocidad de viento la corrección por el efecto de la latitud, de modo que el valor finalmente obtenido sólo debe ser corregido por el efecto de la curvatura de la isobara y del fenómeno de estabilidad comentado anteriormente.

Permiten conocer a partir de la latitud en la que nos encontremos y del gradiente de presiones medido, la velocidad del viento en nudos. Recuerde que las isobaras en cartas Europeas van de 5 en 5 mPa, mientras que las Inglesas y las NOOA, están separadas de 4 en 4 mPa.

Un ejemplo
Supongamos que sobre nuestro mapa meteo hemos medido entre la isobara que pasa por 1000mPa y la que pasa por 1010 mPa una distancia de 4º de latitud. El gradiente de presiones es entonces de 2º por cada 5 mPa.
Si nos encontramos en Palma de Mallorca con latitud de 39º,3’ utilizaremos la quinta línea en la que aproximamos la latitud a los 40º y nos movemos a la septima columna que indica 2º, para sacar el valor de 25 nudos. Utilizando la escala Beaufort comprobamos que esta velocidad de viento equivale a un viento fresco de fuerza 6.

Ahora hemos de tener en cuenta las correcciones por curvatura y estabilidad. Como el punto en el que estamos midiendo la fuerza del viento tiene una fuerte curvatura en comparación con las isobaras de los alrededores y se trata de un centro de bajas presiones, debemos restar un grado Beaufort y pasar a una brisa fresca de fuerza 5. No aplicamos ninguna corrección de inestabilidad porque la temperatura del aire es en esta época parecida a la del mar.


De la revista Fondear.com