La rotación de la tierra es de mil millas por hora en la superficie. ¿Cuáles son las conexiones entre la atmósfera y la tierra que mantienen los vientos dominantes por debajo de esa 1000 mph?

La base de la pregunta debería ser su respuesta. ¿Qué impide que un avión vuele 200,000 kph? Arrastrar, ¿verdad? ¿Qué causa ese arrastre? Un objeto sólido viaja a través de un medio fluido y la fricción entre la superficie sólida y el fluido tiende a arrastrar el fluido junto con él. Todo eso fue simple, pero ilustra un punto.

Si la Tierra se redujera al tamaño de una manzana, la atmósfera sería tan gruesa como la piel de esa manzana. Se mantiene en su lugar por gravedad. Existe una fricción entre las partículas más bajas de la atmósfera y la Tierra, y de manera similar entre todas las partículas que forman la atmósfera desde la superficie hacia afuera hasta el límite (no es una descripción particularmente buena) del espacio. Esta fuerza de corte entre partículas se reduce a medida que uno se mueve desde la superficie de la Tierra hacia el espacio y este diferencial provoca una condición conocida como gradiente horizontal. Algo similar a esto se emplea cuando se discuten las características de los vientos que soplan cerca de la superficie. Observe que la velocidad del viento a nivel del suelo siempre es considerablemente menor que a 20 metros sobre la superficie. Ese es el resultado del arrastre y cizallamiento de la superficie en el medio fluido.

Este es un artículo sobre los efectos de la Cizalladura del Viento y leerlo le dará al OP varias pistas sobre por qué no tenemos un viento de 1000 mph en el ecuador. Olvidé mencionar que esa cifra de 1000 mph solo se mantiene en el ecuador, norte y sur, la velocidad se reduce hasta llegar a cero en los polos físicos. Oh, acabamos de presentar otro fenómeno atmosférico que observamos en nuestros patrones climáticos. Se llama el efecto Coriolis.

Corrientes: efecto Coriolis

No voy a entrar en todos los detalles, porque creo que es mucho mejor dar pistas y que la persona que hace la pregunta investigue los detalles por su cuenta. Es la misma razón por la que nunca hice la tarea que mis hijos trajeron a casa. Un poco de orientación, un poco de memoria y algunas presentaciones de ejemplo, sí, pero no hacer. Eso dependía de ellos. Ellos aprendieron bien. Ahora ve y aprende.

Gracias por el A2A, pero sus otras respuestas ya han explicado que la atmósfera se frota contra la tierra, sincronizando más o menos el aire con la suciedad.

Es cierto que el ecuador se mueve a 1000 mph en relación con el polo, pero también funciona al revés: el polo se mueve a 1000 mph en relación con el ecuador.

El aire en ambos lugares tiende a seguir el ritmo del suelo local porque las hojas, rocas, olas, montañas y pasto tienden a arrastrar el aire con ellos.

Si el aire ecuatorial intentara moverse hacia el polo para que pudiera volar a 1000 mph, las fuerzas de Coriolis lo desviarían rápidamente hacia el este. Si el aire polar intentara moverse hacia el ecuador para que pudiera volar a 1000 mph, las fuerzas de Coriolis lo desviarían hacia el oeste. Entonces, el hecho mismo de que el aire se mueve rápidamente en relación con el lugar donde pensaba que estaba yendo es lo que impide que realmente vaya allí.

En pocas palabras, la conexión es el suelo y todo lo que contiene. Si la atmósfera se desplomara repentinamente sobre la Tierra, pero no girara con ella, toda la basura en la tierra, montañas, árboles, valles, lo que sea, eventualmente arrastraría la atmósfera y la aceleraría. Podría llamarlo viscosidad si lo desea, pero sería muy turbulento con todo el viento.

Sin embargo, lo más probable es que todo sucedió muy gradualmente durante varios millones de años. La atmósfera se formó lentamente y fue fácilmente “acelerada” a medida que se formaba.

Debe tener en cuenta que la cantidad o el grosor de la atmósfera en comparación con el diámetro de la tierra es extremadamente delgada. No hay mucho allí, así que es bastante fácil mantenerlo a toda velocidad junto con la superficie de la Tierra. Sería menor que el grosor de una hoja de papel en una bola de billar. El número es algo así como menos del 0.5% del diámetro. El ambiente es muy pequeño, extraño como nos puede parecer aquí en la superficie.

Tenga en cuenta que la atmósfera se formó con la Tierra misma y todos estos componentes tienen un momento angular. El momento angular total de la Tierra / atmósfera no puede cambiar sin que haya algún efecto que permita que la atmósfera pase parte de su momento angular en otro lugar. Un límite está en el espacio, y parece que no hay forma de disipar el momento angular de esa manera. Por otro lado, la interfaz entre la atmósfera y la superficie de la Tierra es probablemente más similar a un límite “antideslizante” (la atmósfera es un gas, pero los gases y los líquidos son ejemplos de algo llamado fluido). Esto evita que la atmósfera se deslice por la superficie de la Tierra con demasiada facilidad, y el pequeño arrastre / viscosidad en la atmósfera ayuda a mantener todo en movimiento.

Serían 1000 mph si la atmósfera apareciera de una vez, estacionaria con respecto a la rotación de la Tierra. Pero incluso si alguna vez estuvo en tal estado (no lo fue; la desgasificación ocurre en la superficie a la velocidad de rotación adecuada), entonces se aceleraría debido a la fricción con la superficie con el tiempo.

El ambiente no es un gas ideal; Las partículas de aire chocan e interactúan y promedian la energía.

Entonces ahora tenemos una atmósfera conmovedora. Giramos muy por debajo de la velocidad orbital, por lo que todo en la superficie y la atmósfera siente una fuerza descendente. Esto nos da 1 atmósfera de presión al nivel del mar (aproximadamente libras / pulgada cuadrada). Esa fuerza es perpendicular a la superficie: empuja la atmósfera hacia abajo, nunca hacia atrás. Por lo tanto, la atmósfera no tiene ninguna razón para reducir la velocidad y permanece con la superficie de la tierra a medida que gira.

Vemos movimiento de aire cuando grandes masas de aire se mueven hacia el norte o hacia el sur, ya que la superficie no se mueve linealmente tan rápido cuanto más se acercan las encuestas. La velocidad que recogen depende de la velocidad a la que cambian de latitud, por lo que nunca alcanza las 1000 millas por hora.

Son mil millas por hora en el ecuador y nada en los polos en relación con el núcleo terrestre. El aire también se mueve a estas velocidades. La diferencia entre el aire y la superficie de la tierra es provocada por el calor del sol. Esto hace que el aire se caliente y se reemplace por aire más frío desde abajo. Diferentes latitudes experimentan este fenómeno a diferentes velocidades debido al ángulo del sol con respecto a la superficie terrestre.

Luego se vuelve más complejo debido a la rotación de la tierra, lo que significa que un punto diferente de la tierra se está nombrando directamente al sol en cualquier momento.

Agregue a esto las diferentes tasas que la tierra y el agua calientan causando algunas corrientes de Foucault más y luego agregue la variación de la altura de la tierra sobre el nivel del mar.

Ahora agregue variaciones locales causadas por características de la superficie, como plantas, pueblos desérticos y características geológicas, y tendrá un sistema climático extremadamente difícil de predecir.

El aire ya está en movimiento. Lo ha sido desde que el planeta se unió del polvo espacial. Los objetos en movimiento permanecen en movimiento hasta que una fuerza externa actúe sobre ellos. Y aunque existen algunas fuerzas externas (como el calor del sol y la gravedad de la luna), una de ellas es el planeta debajo del aire con todas sus montañas y otras irregularidades que empujan masas de aire con la velocidad del planeta mismo. El aire, a su vez, empuja otras masas de aire como cualquier fluido, manteniendo el conjunto en su mayor parte sincronizado con la rotación planetaria, especialmente a nivel del suelo. Si viviéramos en un mundo acuático sobre el agua, experimentaríamos vientos más fuertes en promedio (creo), pero el aire aún no se detendría mientras el mundo girara debajo de él.

Bueno, en primer lugar, la atmósfera ha estado girando alrededor de la tierra durante el tiempo que la tierra ha existido, por lo que también está girando a aproximadamente 1000 mph.

Los vientos predominantes se deben, inicialmente, al ciclo estándar del agua, donde la radiación solar calienta los océanos, causando la evaporación de la humedad, la formación de nubes y la lluvia. Las corrientes de aire ascendentes causan un flujo de aire atmosférico más bajo, etc., etc.

En términos simples, fricción o viscosidad.

Cuando un automóvil pasa por la carretera, puede sentir que mueve parte del aire y crea un viento en la dirección del viaje. Este es el resultado de la fricción de arrastre. Lo mismo sucede en la superficie de la tierra.

Si la velocidad de rotación de la tierra cambia, habrá una diferencia en la velocidad del aire y la tierra. El arrastre por fricción hará que el aire más cercano a la tierra se acelere hasta que coincida con la velocidad de la tierra, ya que esto ocurrirá, habrá una cizalladura entre la capa más baja de la atmósfera y la siguiente capa, haciendo que la siguiente capa se acelere y así.

Puede ver el mismo efecto si toma un balde de agua, lo coloca en un plato giratorio y gira el plato giratorio. En poco tiempo, el agua girará a la misma velocidad que el balde.

La tierra ha tenido miles de millones de años para que la atmósfera gire a la misma velocidad que la superficie, lo mismo se aplica a los océanos y a la roca de la corteza.

Estás confundiendo la velocidad relativa y la velocidad absoluta. La atmósfera se está moviendo, con la Tierra a 1000 mph. Solo la velocidad relativa, relativa a la Tierra, se mueve a una velocidad más lenta y más razonable.

Debido a que la atmósfera gira a la misma velocidad que el suelo. De la misma manera, no se siente el viento cuando está dentro de un automóvil con las ventanas cerradas porque hay aire adentro, el automóvil se mueve a la misma velocidad que el automóvil y sus pasajeros.

¡NO 1000 MILLAS POR HORA!

En los polos, es CERO millas por hora; en los círculos árticos / antárticos, a unas 500 millas / hora; en el Trópico, a unas 900 millas / hora. Solo en el ecuador la rotación es de aproximadamente 1000 millas / hora.

¿La conexión? Gravedad.

Solo una puñalada aquí, pero, ¿crees que podría deberse a que la atmósfera (clima, etc.) se mueve CON la Tierra a medida que gira, no estacionaria a su alrededor? Hmmm … otro sorbo de café …