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Una onda atmosférica es una perturbación periódica en los campos de las variables atmosféricas (como la presión superficial o la altura geopotencial , la temperatura o la velocidad del viento ) que puede propagarse ( onda viajera ) o ser estacionaria ( onda estacionaria ). Las ondas atmosféricas varían en escala espacial y temporal desde ondas planetarias a gran escala ( ondas de Rossby ) hasta diminutas ondas sonoras . Las ondas atmosféricas con períodos que son armónicos de 1 día solar (por ejemplo, 24 horas, 12 horas, 8 horas... etc.) se conocen como mareas atmosféricas .
El mecanismo de generación de las ondas, por ejemplo, la generación de la perturbación inicial o prolongada en las variables atmosféricas, puede variar. Generalmente, las ondas son excitadas por el calentamiento o por efectos dinámicos , por ejemplo, la obstrucción del flujo por cadenas montañosas como las Montañas Rocosas en los EE. UU. o los Alpes en Europa . Los efectos del calentamiento pueden ser de pequeña escala (como la generación de ondas de gravedad por convección ) o de gran escala (la formación de ondas de Rossby por los contrastes de temperatura entre continentes y océanos en el invierno del hemisferio norte ).
Las ondas atmosféricas transportan impulso , que se retroalimenta al flujo de fondo a medida que la onda se disipa . Esta fuerza de impulso del flujo es particularmente importante en la estratosfera , donde esta deposición de impulso por ondas de Rossby a escala planetaria da lugar a calentamientos estratosféricos repentinos y la deposición por ondas de gravedad da lugar a la oscilación cuasi-bienal .
En la descripción matemática de las ondas atmosféricas se utilizan armónicos esféricos . Cuando se considera una sección de una onda a lo largo de un círculo de latitud , esto es equivalente a una forma sinusoidal . Los armónicos esféricos, que representan modos de onda planetarios individuales de Rossby-Haurwitz, pueden tener cualquier orientación con respecto al eje de rotación del planeta. [1] Sorprendentemente, si bien la existencia misma de estos modos de onda planetarios requiere la rotación del planeta alrededor de su eje polar, la velocidad de fase de los modos de onda individuales no depende de la orientación relativa del modo de onda armónico esférico con respecto al eje del planeta. Se puede demostrar que esto es una consecuencia de la simetría esférica subyacente (aproximada) del planeta, aunque esta simetría se rompe por la rotación del planeta. [2]
Debido a que la propagación de las ondas es causada fundamentalmente por un desequilibrio de las fuerzas que actúan sobre el aire (que a menudo se piensa en términos de parcelas de aire cuando se considera el movimiento de las ondas), los tipos de ondas y sus características de propagación varían latitudinalmente, principalmente porque el efecto Coriolis en el flujo horizontal es máximo en los polos y cero en el ecuador .
Hay cuatro tipos diferentes de ondas:
Son ondas longitudinales o de compresión . La onda sonora se propaga en la atmósfera mediante una serie de compresiones y expansiones paralelas a la dirección de propagación.
En el ecuador también se pueden observar ondas mixtas de gravedad de Rossby y de Kelvin .