Joseph Norman
0 
4634
725
Es posible que alguna vez hayas aprendido que "el aire caliente sube y el aire frío desciende". Pero eso no siempre es cierto.
Esto se debe a que la flotabilidad del aire, su capacidad para elevarse, está determinada tanto por su temperatura como por la cantidad de vapor de agua que contiene. El aire seco contiene principalmente los elementos nitrógeno y oxígeno, reunidos en diferentes moléculas. El vapor de agua es menos denso que estas moléculas pesadas; en aire húmedo, el vapor de agua ocupa un espacio que normalmente estaría ocupado por nitrógeno y oxígeno. Este fenómeno, conocido como "efecto de flotabilidad del vapor", hace que el aire húmedo sea más ligero que el aire seco de la misma temperatura, presión y volumen..
A gran escala, el efecto de flotabilidad del vapor ayuda a dirigir el movimiento del aire a través de la región más baja de la atmósfera, conocida como troposfera, y afecta particularmente al aire sobre las regiones tropicales húmedas. Incluso en los trópicos, algunas zonas de aire permanecen relativamente secas en comparación con el aire más húmedo que se encuentra al este u oeste. Ahora, un nuevo modelo climático sugiere que este ciclo de aire húmedo que se eleva y el aire seco se hunde puede amortiguar los efectos del cambio climático en los trópicos..
"Sin este efecto, el calentamiento climático [en las regiones tropicales] sería aún peor", dijo el autor del estudio Da Yang, profesor asistente de ciencias atmosféricas en la Universidad de California en Davis y científico del cuerpo docente conjunto del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. Según el modelo de Yang, que se publicó el 6 de mayo en la revista Science Advances, el efecto de flotabilidad del vapor amplifica la cantidad de energía térmica (calor) liberada al espacio desde las regiones tropicales, del orden de aproximadamente 1 a 3 vatios por metro cuadrado. El modelo sugiere que, a medida que los climas tropicales se calientan, el efecto podría aumentar exponencialmente, lo que significa que la región liberaría más y más calor, incluso cuando las temperaturas suban..
Relacionado: Prueba fotográfica del cambio climático: imágenes secuenciales de glaciares en retroceso
Dicho esto, el efecto de flotabilidad del vapor de ninguna manera anula los efectos del cambio climático, dijo Yang. Pero puede estabilizar un poco los climas tropicales mientras que las temperaturas en los polos de la Tierra suben a un ritmo comparativamente más rápido, dijo..
Pero, ¿cómo funciona eso exactamente?
Nubes y cielos despejados
El efecto de flotabilidad del vapor "ha sido conocido por los meteorólogos durante mucho tiempo", al menos un siglo, dijo en un correo electrónico Olivier Pauluis, profesor de Matemáticas y Ciencias Atmosféricas / Oceánicas de la Universidad de Nueva York que no participó en el estudio. . Aunque es familiar para muchos, la noción de que el aire caliente siempre sube y el aire frío siempre baja es una "suposición incorrecta", dijo..
"La 'sabiduría convencional' correcta se remonta al principio de Arquímedes y es que el aire ligero se eleva y el aire pesado se hunde". Sin embargo, el aire húmedo es más ligero que el aire seco de la misma temperatura y presión, dijo Pauluis..
Si bien los modelos modernos de cambio climático tienen en cuenta esta sabiduría, Yang se propuso investigar cómo el aire húmedo de los trópicos influye en el calentamiento general de la región, más específicamente.
Los trópicos se encuentran a unos 20 grados del ecuador, envueltos alrededor del planeta como un cinturón, según National Geographic. En los trópicos, los patrones globales de circulación de aire generan columnas de aire húmedo y columnas de aire relativamente seco que se colocan una al lado de la otra, extendiéndose hacia el cielo, dijo Yang. El mismo patrón de columnas de aire alternas también se manifiesta a escalas más pequeñas, pero estas bolsas de aire localizadas se disipan en cuestión de días, mientras que las de mayor escala permanecen estables durante largos períodos de tiempo e influyen en el clima en los trópicos, dijo..
Las nubes y las tormentas eléctricas se forman en el aire húmedo, mientras que los cielos despejados abarcan en gran parte las regiones secas, dijo Yang. El vapor de agua actúa como gas de efecto invernadero, atrapando la energía térmica emitida por los océanos, la tierra y las regiones más bajas de la atmósfera; por lo tanto, poca energía puede escapar al espacio desde las regiones más húmedas de los trópicos. "La mayor parte de la energía se emitiría desde las regiones de cielo despejado, no desde las nubes", dijo Yang..
Aquí es donde entra en juego el efecto de flotabilidad del vapor..
Según los modelos de computadora del equipo, el aire frío impregnado de vapor de agua se eleva hacia arriba, formando nubes y dejando caer lluvia a medida que avanza. Mientras tanto, el aire cálido y relativamente seco se hunde en las regiones despejadas del cielo. A medida que el clima tropical se calienta, más agua se calienta y pasa a su forma vaporosa, lo que hace que el aire de arriba se vuelva cada vez más húmedo. El subsiguiente cambio en la flotabilidad impulsa el aire húmedo hacia arriba y genera ondas a través del aire circundante; Estas ondas, conocidas como ondas de gravedad atmosférica, empujan el calor del aire húmedo al aire seco cercano, dijo Yang..
Básicamente, las olas equilibran el aumento repentino de la flotabilidad del vapor al reducir cualquier flotabilidad adicional proporcionada por el calor, dijo..
Este ciclo lleva más y más calor al aire seco, lo que libera energía térmica hacia el cielo despejado, dijo Yang..
"En otras palabras, [la flotabilidad del vapor] hará que el aire seco que se hunde sea aún más cálido", permitiendo que se emita más calor desde las regiones con cielo despejado, dijo Yang. "Si no tenemos este efecto de flotabilidad del vapor, probablemente sería al revés", lo que significa que el aire cada vez más cálido se elevaría en las regiones húmedas donde su calor quedaría atrapado debajo de las nubes, agregó..
El hallazgo no es "necesariamente innovador", como los científicos han sabido sobre el efecto de flotabilidad del vapor durante mucho tiempo, dijo Pauluis. Sin embargo, sí destaca la necesidad de tener en cuenta tanto la temperatura como la humedad relativa al modelar el cambio climático, especialmente en las regiones tropicales, agregó..
De cara al futuro, Yang y sus coautores tienen como objetivo desarrollar modelos a gran escala para probar su teoría. En el estudio actual, modelaron sistemas a pequeña escala de aire húmedo y seco que permanecieron estables a lo largo del tiempo, como lo haría un sistema a gran escala. Para desarrollar un modelo a gran escala que capture la actividad en los trópicos, en general, el equipo requerirá mucha más potencia informática. Además, Yang espera recopilar datos de observación de diferentes regiones tropicales para ver cómo se mantienen las predicciones del equipo en el mundo real..
"También queremos saber, ¿cómo impacta la flotabilidad del vapor en las nubes y los vientos en la Tierra?" él dijo.
"Un desafío central en la predicción del cambio climático futuro radica en evaluar correctamente los cambios en las nubes de bajo nivel, que es donde el efecto [de flotabilidad del vapor] es más significativo", agregó Pauluis..
- 6 Efectos inesperados del cambio climático
- 5 formas en que el cambio climático afectará su salud
- La realidad del cambio climático: 10 mitos destruidos
Publicado originalmente el .
OFERTA: Ahorre un 45% en "Cómo funciona" "Todo sobre el espacio" y "Todo sobre la historia"!
Por tiempo limitado, puede suscribirse digitalmente a cualquiera de nuestras revistas científicas más vendidas por solo $ 2.38 por mes, o un 45% de descuento sobre el precio estándar durante los primeros tres meses.
Ver todos los comentarios (0)