Según tengo entendido, existen dos versiones de esta idea. La primera es interesante y podría funcionar: la idea es calentar el aire de la parte inferior con una central eléctrica y dejar que el vórtice lleve el aire a la troposfera superior. El vórtice actúa como una chimenea, sacando el aire caliente de la unidad y provocando una diferencia de presión que permite poner en marcha las turbinas y extraer energía. Efectivamente, el vórtice más las turbinas se convierten en una máquina de calor cuyo sumidero frío está a la temperatura de una parte mucho más alta de la atmósfera (potencialmente hasta la tropopausa a ~ $-50^\circ \text{C}$ aunque probablemente mucho más baja) en lugar de la temperatura ambiente cerca de la superficie, lo que permite aumentar la eficacia. El rendimiento máximo de un motor de este tipo viene dado por el rendimiento de Carnot, aunque, por supuesto, el rendimiento real será necesariamente menor, en parte porque el vórtice disipará parte de la energía por fricción.
Además (aunque rara vez se menciona), si el aire que se introduce es húmedo además de caliente, se condensará al subir, liberando su calor latente y subiendo así más rápido (este proceso es lo que provoca las cabezas de trueno), por lo que también se puede extraer trabajo del calor latente de esta forma.
Pero creo que lo que estás preguntando principalmente es una versión diferente de la idea, que está implícita en tu segundo enlace. (La base de esta idea es que el aire a nivel del suelo ya está más caliente (y a menudo más húmedo) de lo que estaría si la atmósfera estuviera en equilibrio, así que ¿por qué no prescindir por completo de la central eléctrica convencional y utilizar simplemente el gradiente de temperatura existente para impulsar el motor de vórtice?
En principio, no se trataría de un movimiento perpetuo. La inestabilidad de la atmósfera es impulsada por el sol, así que básicamente sólo estaríamos robando parte de la energía potencial gravitatoria que actualmente se utiliza para impulsar el movimiento de los sistemas meteorológicos naturales. Sin embargo, personalmente creo que es muy poco probable que funcione. El problema es que si se consiguiera que un vórtice similar a un tornado se situara encima de las turbinas, aspirando el aire caliente circundante y enviándolo hacia la tropopausa, ¿por qué no podría saltar de las turbinas y empezar a aspirar el aire caliente directamente? Así no perdería la energía que extraen las turbinas. La única forma que se me ocurre para evitar que esto ocurra sería construir un invernadero plano muy grande alrededor del generador, de forma que el aire caliente del interior no pueda subir a menos que pase por las turbinas. Tal vez sea esto lo que tienen en mente estas personas; al fin y al cabo, así es como funcionan las torres solares. Pero sospecho que algo así tendría que ser enorme: los vórtices de esa altura sólo se encuentran de forma natural en los huracanes, y éstos sólo se forman cuando el aire de la superficie es excepcionalmente cálido y húmedo, por lo que es difícil imaginar que un vórtice así pudiera sostenerse utilizando el aire ambiente en condiciones terrestres normales.
Si funcionara, la potencia límite vendría dada por la velocidad a la que el sol calienta el aire en la zona de captación del sistema, multiplicada por la diferencia de temperatura entre la superficie y la tropopausa. No tengo cifras que darte, pero supongo que sería más de lo que obtendrías si cubrieras la zona con turbinas eólicas, pero seguramente mucho menos que si la cubrieras con paneles solares. Al fin y al cabo, todo esto no es más que una forma de convertir la energía solar en trabajo, y la termodinámica impone menos restricciones a las células fotovoltaicas que a los motores térmicos.
Usted pregunta qué efecto tendría esta idea en la atmósfera. No creo que afecte sustancialmente a la tasa de lapso, a menos que la cosa fuera tan eficiente que fuera mucho mejor disipando la energía potencial gravitatoria que los sistemas convectivos que ya existen en la atmósfera, lo que parece muy poco probable. Sin embargo, tanto en la versión propulsada como en la no propulsada, es difícil imaginar que un vórtice que se extienda hasta lo alto de la troposfera no tenga un efecto en los patrones meteorológicos locales, y no es imposible imaginar que tenga efectos en cadena a mayor escala. Sin embargo, esto sería difícil de modelizar, porque los modelos globales no tienen la resolución necesaria para modelizar ese tipo de vórtice. (Pero si se construyera a menor escala, supongo que no tendría mucho más efecto que una chimenea normal o una torre de refrigeración.
