Calles De Von Karman

Calle de remolinos o vórtices de
Von Karman
1. Introducción
Una de las estructuras más llamativas que se observan en las imágenes de satélites en zonas marítimas subtropicales, entre otras zonas, son los remolinos de von Karman. Estas estructuras se generan cuando el flujo aéreo incide sobre un obstáculo orográfico, como puede ser una isla. En determinadas condiciones atmosféricas seforman una familia de vórtices ciclónicos y anticiclónicos a sotavento del obstáculo, extendiéndose hasta varios cientos de km corriente abajo del obstáculo. Estos vórtices no recuerdan a la estructura nubosa en la que están embebidos, normalmente estratocúmulos. A medida que nos alejamos del obstáculo, los vórtices crecen en dimensión espacial a la vez que se disipan o debilitan, hasta desaparecer. Endeterminadas ocasiones los remolinos situados en las dos líneas o calles contrarias pueden interaccionar entre ellos. Otras veces, los vórtices no se hacen aparentes a nuestra vista, por ausencia de nubes o por entorno muy seco, pero existen como perturbaciones del campo de viento.
La presencia de obstáculos orográficos, sobre todo islas pequeñas y elevadas, puede generar otras estructurasnubosas que nada tienen que ver con estas calles de vórtices.
La presencia de remolinos de Von Karman se aprecia en muchos fluidos donde el obstáculo inmóvil se opone pasivamente al flujo que incide sobre él. Se han detectado vórtices de este tipo en las propias zonas marinas a sotavento de islas.
Islas de Cabo Verde (Océano Atlántico)Isla de Jan Mayen (Mar de Noruega)
2. Antecedentes históricos: perspectiva atmosférica
La estructura de calles de vórtices era ya conocida a principios del siglo XIX. Stroubal fue el primero que la describió en 1878. Von Karman, en 1911, explicó y formuló matemáticamente el desarrollo y amplificación de tales estructuras, a las que se la había dedicado gran cantidad de tiempo y estudios. Eltrabajo de von Karman llevó a los científicos a bautizar las calles de remolinos con su nombre.
Hay que hacer notar que los trabajos de Karman se llevaron a cabo en el laboratorio, utilizando cilindros colocados en fluidos que incidían sobre dicho obstáculo.
Ciertos científicos sugirieron la posible existencia de dichos remolinos en la atmósfera y los océanos (1934) pero los métodos yherramientas de observación no eran las mejores para identificarlos en aquella época. No fue hasta 1962 cuando Hubert y Kruger, observaron dichos vórtices a sotavento de las islas mediante imágenes de satélites.
Chopra y Hubert (1964,1965) realizaron estudios utilizando los satélites polares TIROS-VI de dichas estructuras generadas en las cercanías de las Islas de Madeira: las estructuras observadasrecordaban la forma y generación de los vórtices alineados de von Karman. Analizaron las características, periodos, amplitud, desplazamiento,… Ellos observaron que los vórtices generados detrás de las islas en forma de estelas no se mezclaban con el flujo aéreo que le rodeaba y que la transferencia de momentum o disipación de energía de esta estela de vórtices y el flujo básico de fondo era mínima. Laconsecuencia era inmediata: los vórtices agrupados en calles tenían una vida relativamente larga y persistían durante mucho tiempo. Chopra y Hubert (1965) también observaron que el tamaño de los remolinos se incrementaba con el tiempo y corriente abajo, mientras que la intensidad en su zona central decrecía. Con el tiempo los vórtices opuestos en giro interaccionaban corriente abajo del obstáculo,momento en que las calles de vórtices se destruían a si misma.
Pronto se demostró que las teorías originarias de von Karman podían explicar la presencia de dichas estructuras.
La llegada de los satélites geoestacionarios puso de manifiesto la existencia más general de los vórtices y se pudo estudiar con más detalle sus ciclos de vida.
La generación de estructuras a sotaventos de obstáculos...