La cizalladura del viento es el cambio de velocidad y/o dirección del viento en una distancia vertical u horizontal relativamente corta en la atmósfera.
La cizalladura del viento es un término meteorológico que describe el cambio de velocidad o dirección del viento en una distancia corta. Representa una variación de la velocidad del viento, que incluye tanto la magnitud (velocidad) como la dirección.
Este cambio puede producirse verticalmente con la altura u horizontalmente a través de un nivel. A diferencia de los cambios graduales del viento a gran escala, la cizalladura del viento se refiere a estas diferencias relativamente bruscas de la velocidad del viento en escalas espaciales limitadas.
Cizalladura vertical del viento: Es el cambio de velocidad o dirección del viento con la altitud. La fricción cerca de la superficie de la Tierra hace que los vientos sean más lentos a nivel del suelo y aumenten con la altura, creando una cizalladura vertical de velocidad (un cambio en la velocidad del viento con la altura).
Las diferencias horizontales de temperatura también hacen que los vientos cambien de dirección con la altura debido al efecto del viento térmico, lo que provoca una cizalladura direccional vertical (un cambio en la dirección del viento con la altura). A menudo se mide en unidades como nudos por mil pies.
Cizalladura horizontal del viento: Es el cambio en la velocidad o dirección del viento a través de un área horizontal a una altura específica. Suele darse a lo largo de los frentes meteorológicos, donde confluyen masas de aire con diferentes velocidades de viento. La cizalladura horizontal también puede producirse cerca de las costas, alrededor de las tormentas o en zonas de vientos convergentes o divergentes.
La cizalladura del viento es común en toda la atmósfera y se produce a varias escalas:
Cerca de la superficie: La fricción con el terreno, los edificios y la vegetación crea una importante cizalladura vertical de la velocidad en las capas más bajas. También puede producirse un cizallamiento horizontal localizado alrededor de los obstáculos. Esto suele ocurrir a microescala, en decenas o cientos de metros.
En la capa límite: Esta capa turbulenta, que se extiende hasta unos 1-2 km, suele presentar cizalladura vertical y horizontal impulsada por fricción, calentamiento y chorros de bajo nivel. Las escalas van de la microescala a la mesoescala (hasta unos pocos kilómetros).
En la alta atmósfera: La cizalladura pronunciada se produce a lo largo de las corrientes en chorro y en los límites frontales que se extienden hacia el cielo. Aquí existen gradientes de velocidad horizontales y verticales significativos, principalmente a escala sinóptica (de decenas a cientos de kilómetros).
En entornos de tormenta: Las tormentas crean una cizalladura intensa y localizada en la mesoescala (kilómetros) a través de fuertes corrientes ascendentes, descendentes y límites de flujo de salida. Las microrráfagas son especialmente peligrosas, ya que se caracterizan por una cizalladura extrema en distancias muy cortas (cientos de metros).
La cizalladura del viento tiene implicaciones críticas en varios ámbitos:
Aviación: La cizalladura repentina del viento durante el despegue o el aterrizaje es peligrosa. Los cambios en el viento de cara o de cola alteran rápidamente el flujo de aire sobre las alas, causando peligrosas pérdidas o ganancias de sustentación y velocidad aerodinámica. Las microrráfagas son eventos de cizalladura a bajo nivel particularmente graves que requieren la conciencia y la habilidad del piloto para manejarlas. Los sistemas de detección son vitales para la seguridad aérea.
Tormentas y tiempo severo: La cizalladura vertical del viento es crucial para organizar tormentas eléctricas severas, incluidas las supercélulas que producen tornados. Separa la corriente ascendente de la descendente, lo que permite que la tormenta se fortalezca y persista. La cizalladura también introduce rotación en la corriente ascendente de la tormenta, un paso clave en la formación de tornados.
Comportamiento de los incendios forestales: La cizalladura del viento hace que la propagación de los incendios forestales sea impredecible y peligrosa. Los cambios en el viento con la altura y a través del terreno pueden causar un crecimiento errático del fuego y cambios repentinos de dirección.
Energía eólica: Comprender la cizalladura vertical es esencial para optimizar la colocación y la altura de las turbinas eólicas, a fin de captar vientos más fuertes en el aire de forma eficaz y segura. También influye en las cargas estructurales de las turbinas.
Predicción meteorológica: La medición y predicción precisas de la cizalladura del viento son vitales para pronosticar el desarrollo, la intensidad y el movimiento de las tormentas, así como el comportamiento de sistemas de mayor envergadura, como las corrientes en chorro y los ciclones.
Varias fuerzas a gran escala contribuyen a la cizalladura del viento:
Gradientes de presión: Las diferencias de presión impulsan los vientos. Las variaciones en los gradientes de presión con la altura o en horizontal provocan cambios en la velocidad y dirección del viento a lo largo de la distancia, creando cizalladura.
Efecto Coriolis: La rotación de la Tierra desvía los vientos, contribuyendo a la cizalladura direccional en grandes sistemas meteorológicos y corrientes en chorro.
Gradientes de temperatura: Las diferencias horizontales de temperatura están relacionadas con la cizalladura vertical del viento (viento térmico), lo que hace que los vientos cambien con la altitud, especialmente a través de los frentes.
Corrientes en chorro y ciclones: Estos grandes fenómenos meteorológicos se caracterizan a su vez por una fuerte cizalladura debida a los intensos gradientes de presión y temperatura asociados a ellos.
Juntas, estas fuerzas conforman las condiciones atmosféricas que dan lugar a la cizalladura del viento a múltiples escalas.
La cizalladura del viento es un fenómeno atmosférico fundamental, definido como el cambio de la velocidad del viento en distancias cortas. Se produce vertical y horizontalmente, abarca varias escalas, desde la turbulencia local hasta los grandes sistemas meteorológicos, y está impulsado por fuerzas atmosféricas fundamentales.
Comprender la cizalladura del viento es fundamental en diversos campos, desde garantizar la seguridad de la aviación y predecir condiciones meteorológicas adversas hasta optimizar las energías renovables y pronosticar patrones meteorológicos globales. Su omnipresencia lo convierte en un factor constante que influye en la atmósfera y en las actividades humanas que en ella se desarrollan.
Publicado:
14 de mayo de 2025
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