En la clase de hoy vamos a ver como la rotación permite la aparición de algunas soluciones muy importantes en geofísica (y en particular, en meteorología ). Aquí dejo un video con muchos detalles sobre la formación de columnas de Taylor en un experimento que pueden reproducir en sus casas:
La formación de viento térmico es un poco mas difícil de reproducir (y de visualizar), pero el siguiente video hace un trabajo aceptable explicando el fenómeno:
En la clase de hoy comenzamos a estudiar el efecto de la rotación en la dinámica de fluidos. Muchos de esos efectos no son triviales, y son muy importantes en la atmósfera, los océanos, y en el interior de las estrellas. Aquí pueden ver un video introductorio para repasar el efecto de la fuerza de Coriolis:
Aunque cuando conocieron esta fuerza en Física 1 probalmente les pareció una fuerza poco importante, vamos a ver que la misma fuerza en medios contínuos tiene efectos desconcertantes.
Hoy comienza la materia. Como motivación, aquí van a encontrar varios ejemplos de diferentes flujos geofísicos que vamos a considerar a lo largo de la materia:
Ondas de gravedad internas:
Estas ondas juegan un rol muy importante en la atmósfera, y son el resultado de perturbar un flujo establemente estratificado:
Ondas de Rossby:
Las ondas de Rossby ocurren en flujos rotantes, y juegan un papel importante en la atmósfera y los océanos pero también en objetos astrofísicos. Pueden ver un video que ondas de Rossby en la atmósfera aquí. Y observaciones sobre ondas de Rossby en el océano aquí. El siguiente video muestra observaciones recientes de ondas de Rossby en el Sol:
Columnas de Taylor:
Los flujos rotantes suelen organizarse en estructuras con forma de columnas, con comportamiento independiente de la dirección a lo largo del eje de rotación. El siguiente video ilustra la formación de una columna de agua “quieta” por encima de un obstáculo, de forma tal que la tinta (que se encuentra en un nivel mas alto que el del obstáculo) se ve obligada a bordearla.
Auto-organización y turbulencia:
La turbulencia no siempre resulta en un flujo desordenado. En dos dimensiones (un caso relevante para atmósferas delgadas o en flujos rápidamente rotantes) la turbulencia puede resultar en la auto-organización del flujo y en la formación de grandes vórtices:
Bienvenidos a la página de la materia Dinámica de flujos geofísicos (para doctorado), o Temas avanzados de fluidos (para grado). Los estudiantes de doctorado pueden inscribirse (en el sistema de inscripción de la facultad) en la página de inscripciones de la materia de grado.
La materia se dictará en el Departamento de Física durante el segundo cuatrimestre de 2017. El objetivo de la materia es estudiar, desde primeros principios, diversas aproximaciones que se utilizan para modelar flujos en la atmósfera, en los océanos, y en otros contextos geofísicos y de física espacial como el núcleo terrestre o el medio interplanetario. Entre otros problemas consideraremos la predictibilidad en flujos geofísicos (¿por cuánto tiempo se puede predecir el estado de la atmósfera?), cómo se generan vientos y flujos de gran escala en estos sistemas, la turbulencia en la atmósfera y los océanos, y cómo se genera y sostiene el campo magnético de la Tierra.
La carga horaria de la materia es de 10 horas semanales, durante todo el cuatrimestre, con 4 horas de teórica y 6 de práctica por semana. La práctica consistirá en la resolución de ejercicios teóricos y numéricos, para lo que se utilizarán diversos programas para modelar flujos geofísicos. El mecanismo de evaluación de la materia constará en la entrega de informes sobre cada uno de los trabajos prácticos, y un examen final.
