Esta Consulta es parte del Artículo de Recursos de Worldbuilding .
¿Cuáles son los procesos que impulsan los patrones climáticos y oceánicos?
¿Cómo dan forma estos procesos al tiempo y al clima?
¿Cómo se pueden aprovechar fácilmente esos procesos para crear mapas de aspecto realista?
Ya existen buenos sistemas de clasificación climática como la Clasificación Climática de Köppen . No necesitamos redefinirlos o enumerar los climas. En cambio, buscamos describir los procesos que dan como resultado estos climas y usarlos para informar la creación de un mapa que tenga una distribución climática realista.
Nota:
Esto es parte de una serie de preguntas que intenta desglosar el proceso de creación de un mundo desde la creación inicial de la masa de tierra hasta la erosión, los patrones climáticos, los biomas y todos los demás temas relacionados. Restrinja las respuestas a este tema específico en lugar de ramificarse en otras áreas, ya que otras preguntas cubrirán otros temas.
Todas estas preguntas asumen un mundo esférico similar a la Tierra en órbita en la banda habitable.
Vea las otras preguntas de esta serie aquí: http://meta.worldbuilding.stackexchange.com/questions/2594/creating-a-realistic-world-series
*Esta respuesta es para un planeta similar a la Tierra, que gira en la misma dirección.
Primera pregunta: ¿Dónde sopla el viento? Depende de la presión.
Movimiento de masas de aire: El aire caliente sube y el aire frío desciende, es un movimiento de convección como el que se observa al hervir agua. El aire fluye desde la zona de alta presión a la zona de baja presión. El aire caliente se expande y asciende en la atmósfera. Esto está atrayendo el aire hacia las áreas calientes que son, de hecho, de baja presión. El aire frío se contrae y finalmente se hunde. Cuando el aire está descendiendo sobre la tierra, significa que es una zona de alta presión.
Las precipitaciones se producen cuando el aire asciende. Otros factores también generan precipitaciones pero este es el más importante. A medida que el aire caliente se eleva sobre la tierra, se enfría mientras asciende en la atmósfera. A medida que el aire se enfría, no puede contener tanta humedad en comparación con el aire caliente y esta agua caerá. Al contrario del movimiento de convección, el aire frío que se hunde siempre está seco porque ya eliminó la mayor parte, si no toda, la humedad que alguna vez tuvo.
4 Áreas de baja y alta presión : Por regla general, estas ''áreas'' se acercan al Polo Norte durante el verano del norte y al Polo Sur durante el verano del sur. El movimiento es más pronunciado sobre la tierra que sobre los océanos, especialmente si las masas de tierra están ubicadas sobre el paralelo 30. Esto se debe a que la temperatura sobre la tierra tiene una variación mayor a lo largo del año que la temperatura sobre los océanos.
Movimiento del aire : http://en.wikipedia.org/wiki/File:AtmosphCirc2.png
Efecto Coriolis: si el planeta no estuviera girando, los vientos irían directamente hacia los polos. Pero como el planeta está girando, los vientos se desvían. Los vientos se desvían en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur. Por sí mismo, Coriolis no crea las corrientes, en realidad solo las desvía. http://en.wikipedia.org/wiki/Coriolis_effect
*El Efecto Coriolis también se aplica en las corrientes de agua.
1-Célula de Hadley: Entre la ZCIT y la dorsal subtropical Siguiendo un movimiento de convección, el aire caliente asciende y las masas de aire circundantes convergen allí para llenar el hueco. El aire sube y luego se mueve hacia los polos. Se enfría con el tiempo y, finalmente, el aumento de la presión arrastrará la masa de aire cerca de los 30° norte y sur.
Los vientos superficiales se están moviendo hacia el ecuador debido a la presión y el efecto Coriolis los está dirigiendo hacia el oeste al mismo tiempo. Los vientos dominantes soplan de este a oeste y se denominan vientos alisios norte/sur.
2- Celda de Ferrel: Entre la dorsal subtropical y el frente polar: La dinámica de esta celda es mayormente impuesta por las otras 2 celdas y simplemente sigue una continuación lógica del mismo movimiento de convección. El aire ascendente converge en el frente polar. En la cordillera subtropical, el aire se está hundiendo. Entonces, tienes el aire frío y seco que se hunde en la cordillera subtropical. Este aire se irá calentando hasta llegar a la Fuente Polar y luego volverá a subir.
Los vientos de superficie se están moviendo hacia los polos, hacia el área de baja presión que es el frente polar. El efecto Coriolis los desvía hacia el este. Los vientos dominantes son de oeste a este y se denominan vientos del oeste.
3-Célula polar: Entre el frente polar y el polo Aquí, el aire muy frío crea un área de alta presión. El aire se hunde y luego se mueve hacia el ecuador. Al acercarse al ecuador, el aire comienza a calentarse hasta alcanzar los 60° de latitud. En esa latitud, el aire se calienta lo suficiente y comienza a ascender en la atmósfera.
Los vientos de superficie se mueven hacia el ecuador. Aquí, creo que se desvían hacia el oeste, pero no estoy 100% seguro. Entonces, los vientos dominantes se mueven de este a oeste y se llaman Vientos del Este.
Bonificación: Doldrums: esta es un área cerca del ecuador donde los vientos suelen ser muy débiles. Están en medio de una gran zona de baja presión.
Segunda pregunta: ¿Adónde va el agua?: Voy a cubrir sólo las corrientes superficiales. No las corrientes profundas o las contracorrientes.
Las corrientes oceánicas están influenciadas por 3 cosas: los vientos, el efecto Coriolis y las masas de tierra.
A partir del ecuador, los vientos alisios empujan el agua hacia el este. Luego, cuando llegue a las costas del continente, el agua será desviada hacia cada polo por los vientos y la fuerza de Coriolis. Fluye hacia el polo hasta llegar a la celda de Ferrel sobre los 30º de latitud. Allí, el agua es empujada hacia el este por los vientos del oeste. La fuerza de Coriolis curva la forma de la corriente que, de hecho, no está realmente hacia el este sino también un poco hacia el norte. Eventualmente el agua llegará a otro continente. Es probable que los vientos aún lo empujen hacia la tierra, por lo que la corriente de agua generalmente se divide aquí. Parte del agua irá al norte y el resto irá al sur. La corriente del norte debe continuar su curso siguiendo las reglas establecidas.
Si no tienes un continente, probablemente no haya nada que detenga el movimiento del agua mientras los vientos empujen esta agua. Es por eso que las corrientes de los Mares del Sur giran alrededor de la Antártida. La Antártida está casi aislada de la circulación oceánica. Está rodeada de agua y de una fuerte corriente que recorre todo el planeta. Esta corriente limita el intercambio de calor y mantiene el continente más frío. Si cerráramos el estrecho de Magallanes entre la Antártida y América del Sur, se cortaría este cinturón de corrientes frías y la Antártida sería menos fría ya que las aguas polares se mezclarían con el resto mucho más de lo que lo hacen ahora. Esto también haría posible que se formaran capas de hielo. Las fuertes corrientes impiden la formación de capas de hielo.
Los océanos juegan un papel importante en la reducción de las diferencias de temperatura entre las diferentes regiones del planeta. Las corrientes están tomando el agua caliente del ecuador y la mezclan con las aguas frías. Es algo importante a tener en cuenta en un mundo de fantasía. Sin este intercambio de calor, el ecuador estaría mucho más caliente. En la Tierra, tenemos océanos de norte a sur (Pacífico y Atlántico) y esto es bueno para el intercambio de calor. Los intercambios de calor no serían los mismos si América fuera un continente este-oeste porque impediría esta mezcla de aguas frías y calientes. El impacto podría ser enorme a menos que el continente estuviera ubicado justo en el ecuador. En ese caso los impactos serían menores.
Estas son solo pautas generales para establecer las corrientes oceánicas. La tierra es un factor muy importante que influye en ellos. Aquí hay un buen mapa de referencia: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/Ocean_currents_1943_%28borderless%293.png
Tercera pregunta: ¿Dónde llueve?
Dónde asciende el aire: cerca del frente polar y cerca de la ZCIT.
Bajo el frente polar , las precipitaciones también son provocadas por una alternancia de masas de aire frío y caliente. El límite entre la celda de Ferrel y la celda Polar tiene una forma similar a una onda.
La temperatura de Chicago es más fría que la temperatura de Anchorage, Alaska, incluso si Anchorage está más cerca del polo. Es porque Chicago se ve afectada por la celda polar fría y Anchorage está bajo la celda Ferrel caliente. La celda polar se está moviendo hacia el este, por lo que Anchorage debería esperar lluvia (o nieve muy probablemente) en los días siguientes. A medida que el aire se enfría, comienza a llover. Aquí, los vientos no siempre son relevantes. Mientras haya humedad en el aire, a veces puede haber precipitaciones incluso en lugares con alta presión.
Lo más importante es que la humedad irá donde vayan los vientos. El Sahara es una zona de alta presión pero empuja los vientos superficiales hacia Europa y el Sahel, por lo tanto todo este aire es seco y el Sahara recibe poca lluvia. Libia es muy seca a pesar de estar tan cerca del mar porque los vientos soplan mar adentro.
Humedad que viaja por tierra : La humedad en el aire proviene de la evaporación. La evaporación es más significativa cuando hace calor y sobre el agua. La evaporación sigue siendo grande sobre la tierra pero la cantidad de agua es menor. Las áreas boscosas como la cuenca del Amazonas mantienen mucha humedad y esta humedad hace que algunas áreas sean más húmedas de lo que serían sin el bosque. Los vientos llevarán la humedad por tierra, pero no por encima de las montañas. La humedad puede viajar muy lejos sobre las llanuras.
Ascensor orográfico: es bien sabido que el aire se enfría a mayor altura. Esto significa más lluvia. El norte de la India (el estado de Maghalaya) es un buen ejemplo de este efecto. Por eso, incluso si las masas de aire pudieran llegar al otro lado de las montañas, el aire estaría seco de todos modos.
Montañas: El impacto de las montañas es muy importante. Evitan la precipitación en lugares que se encuentran a la sombra de lluvia. Si los vientos dominantes son del oeste, los lugares ubicados al este de las montañas generalmente estarán secos.
Cuarta parte: los climas:
• No olvides que cuando es verano en el norte es invierno en el sur. (A menos que esté en Walvis Bay, allí solo hay una temporada).
Definición de Wikipedia:
El clima es una medida del patrón promedio de variación de la temperatura, la humedad, la presión atmosférica, el viento, la precipitación, el conteo de partículas atmosféricas y otras variables meteorológicas en una región determinada durante largos períodos de tiempo. El clima es diferente del tiempo, en que el tiempo sólo describe las condiciones a corto plazo de estas variables en una región determinada.
Clasificación climática: hay un par de clasificaciones disponibles para los climas. Tenemos al menos 2 sistemas principales de los que vale la pena hablar:
Holdridge: http://en.wikipedia.org/wiki/Holdridge_life_zones Está bien, pero para usarlo en la construcción de mundos, necesitará encontrar cómo calcular la evotraspiración potencial. Eso requiere mucha información que solo podemos adivinar.
Köppen: http://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppen_climate_classification Este es uno de los más utilizados en el mundo. No es perfecto, pero funcionará bien en la construcción del mundo. Para usarlo, necesitas la temperatura y la precipitación del mundo. De hecho, estamos utilizando una versión mejorada de esta clasificación llamada sistema de clasificación climática Köppen-Geiger.
Glenn Thomas Trewartha agregó varias cosas, incluida la escala térmica universal. Usaremos esa escala como referencia para la temperatura. *Ahora, no voy a explicar qué son los climas, sería demasiado largo. Solo hablaré sobre dónde colocarlos y las condiciones requeridas para tenerlos en un lugar específico. Csa en la costa este, ¡no lo creo!
El esquema de clasificación climática de Köppen
Haga clic aquí para ver la versión en tamaño completo
Ahora, trataré de explicar comenzando desde el ecuador y yendo hacia el polo. Tenga en cuenta que es una explicación simplista.
La ITCZ se mueve hacia el norte durante el verano del norte y hacia el sur durante el verano del sur, influenciada por grandes masas de tierra. Las áreas siempre afectadas por la ZCIT, o cercanas a ella, estarán en los climas A. Af es el más cercano y no tiene estación seca. Am se ve menos afectada y tiene una estación seca. Aw tiene la estación seca más seca y solo se ve ligeramente afectada por la ZCIT durante la estación fría. El clima se vuelve progresivamente más seco a medida que nos acercamos a los trópicos.
Las áreas afectadas solo por la ITZC de verano tendrán inviernos muy secos y generalmente caen en el clima BSh, la estepa cálida. Esto es cierto sólo dentro de los trópicos. Fuera de los trópicos, la temperatura es más fría, hay menos evaporación y la tierra permanece húmeda. Esto crea el clima monzónico Cwa. Cwb y Cwc son más fríos que Cwa y aparecen en altitudes más altas. A veces, como en Angola, los climas Cw se anteponen a los de estepa caliente porque la altitud es mayor y reduce la temperatura y la evaporación.
Avanzando un paso más, ahora estamos casi en los trópicos. Por lo general, aquí es donde se encuentran las células de Hadley y Ferrel. A diferencia del párrafo anterior, aquí no hay sistema de baja presión, siempre está seco. Aquí, el desierto caliente (BWh) es el clima más común. Pero fuera de los trópicos, la temperatura más baja lo convierte en un desierto frío (BWk).
A medida que nos alejamos de los trópicos, los climas se vuelven gradualmente más húmedos a medida que aumenta la influencia del frente polar. La estación calurosa es seca bajo la dorsal subtropical pero los inviernos son húmedos bajo el frente polar. Los desiertos se vuelven más fríos y, a menudo, están bordeados por otra franja de estepas. Como son más fríos, suelen caer en el clima de estepa fría (BSk), pero aún son posibles las estepas cálidas. Aquí, el desierto puede verse afectado por sistemas de baja presión pero están demasiado lejos del océano o las montañas bloquean la lluvia.
Con el tiempo la humedad aumenta y llegamos a los climas mediterráneos: Cs, Ds. Los climas mediterráneos solo se encuentran en las costas occidentales. Son más húmedos que las estepas porque suelen estar cerca del mar y/o en latitudes más altas. Esto significa que son más fríos y se ven más afectados por el frente polar. Las estepas están casi al límite de la influencia del frente.
Cfa: Una excepción a los puntos 3 y 4 es el clima Cfa. A diferencia de las otras áreas cercanas a los trópicos, siempre está bajo un sistema de baja presión: ZCIT + frente polar o siempre bajo el frente polar. Por lo general, está cerca de los trópicos en el lado este de los continentes.
Las latitudes medias siempre están bajo el frente polar: Cf, Df. Esto es lo que generalmente llamamos los climas templados típicos. Aunque la latitud hacia el polo puede estar fuera de la influencia del frente polar invernal, son muy fríos, por lo que tienen una tasa de evaporación muy baja. Las latitudes cercanas al ecuador tendrán inviernos suaves con temperaturas por encima del punto de congelación incluso en los meses más fríos. Las temperaturas en las costas del oeste son un poco más cálidas y templadas que en las costas del este porque se ven afectadas por las corrientes oceánicas calientes. El este se ve afectado por corrientes frías en estas latitudes. La temperatura se vuelve más extrema a medida que nos acercamos al polo y nos alejamos del océano.
Siberia Oriental: Este es el lugar de la Tierra con los climas más extremos. A diferencia del punto 5, es más seco porque están directamente debajo de la celda Polar. Este lugar suele verse afectado por el frente polar solo en verano de forma parcial.
Climas Dw: son otra excepción. Beijing debería tener un clima similar al de Nueva York, pero no es el caso. Es específico de Asia, o grandes masas de tierra. Estos lugares se ven afectados por el frente polar solo durante el verano. El invierno se caracteriza por el sistema de alta presión alrededor de Mongolia y Siberia. Sin este anticiclón siberiano, el clima sería como el de América del Norte. Si facilita las cosas, es como en el punto 2 pero hace más frío y reemplazamos el ITCZ por el frente Polar.
Como ves, no hay grandes estepas ni desiertos en el este de China. Esto se debe a que la presión es tan baja en verano que la brecha entre la ZCIT y el frente polar es pequeña.
Esta última zona es particular por su baja temperatura. Es el rasgo más notable, ya que abarca casi todos los patrones de precipitación.
En meteorología, existe un concepto muy útil de celda de Hadley . La mayor insolación está en el ecuador y desde allí el calor tiene que ser transportado a los polos. En este proceso, el aire caliente sube por el ecuador, porque es más ligero que el aire frío. El aire caliente se enfría a medida que se expande, lo que disminuye su capacidad de retener agua y, en consecuencia, siempre llueve mucho alrededor del ecuador. El aire seco luego se mueve hacia los polos. Durante este proceso, gira hacia el este debido a la fuerza de Coriolis . Aquí, la velocidad de rotacióndel planeta empieza a ser importante. Cuando el aire gira completamente hacia el este, la celda de Hadley se interrumpe y el aire comienza a descender. Se vuelve más caliente y por lo tanto seco, ya que no contiene mucha agua. Al final de la primera celda de Hadley, generalmente hay desiertos. Para la Tierra, esto sucede alrededor de los 30° de latitud. Los planetas que giran lentamente, como Venus, tendrán su celda de Hadley ininterrumpida y esto no sucederá hasta los polos. Los planetas que giran rápidamente tendrían desiertos y vientos hacia el este mucho más cerca del ecuador; tal vez no habría grandes desiertos en absoluto, ya que se fusionarían completamente con la región lluviosa del ecuador.
Especialmente para los planetas no terrestres, estas son conjeturas más plausibles que hechos concretos. Utilizar con precaución. Las diferencias de temperatura son para la atmósfera de 1 atm. Para atmósferas más densas, serán más pequeñas, para más delgadas, serán más grandes. Se pueden encontrar excelentes referencias aquí y aquí , y para una imagen, puede mirar aquí .
Además de la circulación global de la atmósfera, hay muchas características locales que pueden crear desiertos, por ejemplo. En mi opinión, uno debería imaginar aproximadamente de dónde vienen las nubes y hacia dónde van. Las nubes aparecen sobre los océanos, cuanto más cálida es la región, más nubes aparecen. Luego, siguen la dirección predominante de los vientos. (Vea la discusión anterior). Si hay montañas altas en el medio, habrá mucha precipitación en el lado de donde van las nubes, y una región seca, posiblemente desértica, después de eso.
El agua llueve lentamente sobre la tierra. Cientos o miles de kilómetros en medio de un gran continente, habrá una región seca con grandes diferencias de temperatura entre el verano y el invierno. (O incluso dentro de un día para planetas que giran lentamente). Esto podría llegar a extremos para grandes continentes.
Ya hay algunas respuestas muy buenas y detalladas publicadas, pero felizmente arrojaré mis dos centavos.
Nuestros océanos y atmósfera absorben energía de dos fuentes diferentes:
Esta energía se gestiona y transfiere de acuerdo con las leyes de la termodinámica. Los flujos termodinámicos se caracterizan por su ergodicidad.
Las corrientes de un océano son el mecanismo por el cual su energía se gestiona y se libera a la atmósfera o, en menor medida, a los materiales orgánicos y geológicos que se encuentran dentro y alrededor de los océanos. Las corrientes son flujos ergódicos que son los agentes de la entropía, distribuyendo energía alrededor de las moléculas constituyentes del océano mientras que al mismo tiempo irradian energía (e hidrógeno, oxígeno, etc.) a la atmósfera.
El clima, las condiciones atmosféricas y el tiempo son el mecanismo mediante el cual la energía atmosférica se gestiona y se libera al espacio o al medio ambiente (es decir, los océanos, otros fenómenos atmosféricos o la superficie terrestre). De nuevo, los flujos ergódicos de los fenómenos atmosféricos son los agentes de la entropía, distribuyendo la energía por la atmósfera. Por ejemplo, cada vez que la energía térmica hace que se forme una gota de lluvia, se libera energía y se forma una molécula; de hecho, una gota de lluvia consta de muchas moléculas. Esa gota de lluvia puede ser absorbida por una planta, un animal, los océanos, etc.
La naturaleza ergódica de estos flujos termodinámicos es lo que da forma a nuestro tiempo y clima. Por ejemplo, a medida que aumenta la energía atmosférica, los vientos aumentan en velocidad en un intento desesperado por distribuir y liberar el exceso de energía, a menudo presentando efectos dramáticos con poderosas descargas de energía.
Estos procesos crean patrones característicos de erosión (por el viento o el agua) que vemos en nuestras líneas costeras y geología. Se supone que las leyes de la termodinámica son universales (a través de la doctrina copernicana) y, por lo tanto, estos mismos patrones deberían estar presentes en cualquier entorno alienígena habitable similar, sujeto a la aplicabilidad a la geología local.
Espero no haber entendido mal tu pregunta. ¡Ya es tarde!
fanático del trinquete
Vicente
tim b
Vicente
cefalópodo
Vicente
tim b
Vicente
Durakken
rey de los sabuesos