dcfewf

Introducción a la Dinámica de la Atmósfera 2011
1
1. Introducción: la atmósfera como un fluído
La atmósfera está compuesta por moléculas de varios componentes químicos,
entre ellos el nitrógeno,el oxígeno y gases traza como el Argon. En este curso, en lugar
de estudiar el movimiento de las moléculas individualmente realizaremos la hipótesis
del contínuo. Es decir estudiaremos losmovimientos de la atmosfera considerandola
como un fluído; por ejemplo, el viento es una manifestación del movimiento del fluído.
Las parcelas serán pequeños elementos de volumen que tendrán un número muygrande
de moléculas de tal forma que siga valiendo esta hipótesis.
Esta hipótesis significa que las variables de estado como la temperatura, la
velocidad, el geopotencial y la presión pueden serdescritas como funciones contínuas
con valores en cada punto de la atmósfera y en cada momento de tiempo. Por lo tanto,
su evolución puede ser descrita mediante un conjunto de ecuacionesdiferenciales
parciales donde las variables de estados dependen del espacio y del tiempo.
1.1 Cambios temporales
Dado que la atmósfera está en contínua evolución las variables de estado
cambian en eltiempo de un momento a otro. Pero, que significa decir: “la temperatura
cambio en la última hora”? Puede significar dos cosas:
1)
Que la temperatura de una parcela de aire que pasa por al lado deltermómetro
está cambiando a medida que se mueve en el espacio. O sea que es un cambio en
la temperatura “siguiendo el movimiento de una parcela de aire” (cambio
lagrangiano).
2)
Que la temperatura delas parcelas de aire que están en contacto con el
termómetro en este momento es menor que la temperatura de las parcelas de aire
que estaban antes en contacto con el termómetro. En este caso es uncambio en
la temperatura “en un punto fijo en el espacio” (cambio euleriano).
Estos cambios no representan el mismo proceso y se puede mostrar que el cambio total
es una combinación de ambos....