Los aviones que vuelan sobre la lluvia o la nieve pueden intensificar la precipitación hasta 10 veces, según un nuevo estudio.
Las ráfagas de lluvia y nieve no son causadas por las emisiones de la aeronave, sino que son la consecuencia peculiar de que las alas de los aviones pasan a través de nubes de gotas de agua sobreenfriadas en capas de nubes sobre una capa de lluvia activa o nieve.
En las condiciones adecuadas, este efecto puede aumentar la lluvia y las tormentas de nieve sobre los aeropuertos, donde muchos aviones se cruzan con la capa de nubes al acercarse y descender.
"Lo interesante de esta característica es que es causada por un avión, pero no es causada por la contaminación", dijo Dimitri Moisseev, investigador de la Universidad de Helsinki y el Instituto Meteorológico de Finlandia y autor principal del nuevo estudio.en AGU Revista de investigación geofísica: atmósferas . "Incluso si hubiera aviones absolutamente ecológicos, que no tengan ninguna combustión, ni combustible ni nada, todavía sucedería".
Aunque las bandas de precipitación mejorada se crean artificialmente, el proceso físico iniciado por el paso de aviones puede ocurrir naturalmente, lo que los convierte en laboratorios útiles para estudiar la formación de precipitación, según Moisseev. Observarlos puede ayudar a los meteorólogos ""condiciones naturales de lluvia y nieve de 2 a 6 horas en el futuro, lo cual es esencial para las operaciones del aeropuerto.
"Cuando usted, como yo, mira los datos del radar todos los días, siempre sucede algo interesante", dijo Moisseev. "Sorprendentemente, siempre hay cosas nuevas que aún no podemos explicar".
Moisseev descubrió serpentinas curiosas de intensas precipitaciones en escaneos desde la antena de radar del campus de la Universidad de Helsinki Kumpula. Los parches anormalmente rectos de precipitación intensa aparecieron sobre un fondo de lluvia o nieve más ligera y parecían doblarse hacia el cercano aeropuerto de Helsinki-Vantaa.
Sus formas se veían intrigantemente como el inverso de las formaciones de nubes conocidas como rayas de lluvia, perforaciones o nubes de canales, fenómenos que pueden ocurrir cuando los aviones vuelan a través de nubes de gotas de agua que están más frías que 0 grados Celsius 32 grados Fahrenheit, perono se están congelando
El nuevo estudio demuestra que un fenómeno similar puede mejorar o provocar lluvia o nevadas en las capas de nubes subyacentes a estas capas de nubes sobreenfriadas.
Supercool
Tanto las pequeñas gotas de agua como los cristales de hielo forman nubes. El agua pura puede permanecer líquida hasta -40 grados Celsius -40 grados Fahrenheit sin partículas de polvo u otras superficies adecuadas presentes para la cristalización de las semillas en hielo. De modo que las gotas de agua que se condensan en nubespuede ser mucho más frío que el punto de congelación típico de 0 grados Celsius 32 grados Fahrenheit. Tales nubes líquidas sobreenfriadas son comunes en las capas de nubes de nivel bajo a medio.
Los cambios en la presión del aire al pasar las aeronaves pueden hacer que estas gotas de agua sobreenfriadas se congelen en cristales de hielo. El aire se expande abruptamente a raíz de las puntas de las alas y la hélice, causando una caída local dramática en la presión y la temperatura.ya sobreenfriado entre -15 a -20 grados Celsius 5 a -4 grados Fahrenheit, el avión que pasa puede bajar la temperatura por debajo de -40 grados Celsius -40 grados Fahrenheit e instigar la formación de cristales de hielo.
Los nuevos cristales de hielo ayudan a congelar más gotas de agua súper fría, desencadenando una reacción en cadena de formación de cristales en un círculo cada vez más amplio alrededor de la trayectoria de la aeronave. Cuando los cristales caen, crean agujeros o rayas de aire claro en la nube, a vecesabriendo una ventana de cielo azul si la capa de nubes es delgada. En la mayoría de los casos, los cristales de hielo se evaporan antes de llegar al suelo.
Los meteorólogos han sabido que los aviones que pasan pueden congelar las gotas de agua en cristales de hielo y el trabajo anterior había sugerido que el proceso podría mejorar la lluvia y la nieve en las nubes subyacentes, pero el efecto no se había capturado en detalle.
Andrew Heymsfield, científico principal del Laboratorio de Meteorología de Mesoescala y Microescala del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, e investigador no afiliado con el nuevo estudio, había señalado el potencial para la siembra inadvertida de nubes sobreenfriadas sobre aeropuertos en un artículo anteriorsobre la formación y propagación de agujeros inducidos por aviones en las nubes. Observó arcos similares de nevadas intensas en datos de radar recopilados cerca de Denver, el antiguo aeropuerto de Stapleton de Colorado en 1992.
"Sabemos que los aviones pueden desencadenar precipitaciones. Los autores de este estudio tienen muchos casos, con datos maravillosos de instrumentos terrestres - radar, lidar - buena información sobre el tamaño y la concentración de partículas, y datos de radiosondas para mostrarla temperatura probable para la formación ", dijo Heymsfield." Lograron documentar el fenómeno ".
Para averiguar si las serpentinas de precipitaciones elevadas podrían ser causadas por aviones, Moisseev y sus colegas revisaron 11 años de los datos del radar meteorológico de la Universidad de Helsinki y encontraron 17 días con casos repetidos de serpentinas lineales características entre diciembre de 2008 y enero de 2018.
Examinaron las rutas de vuelo cerca del aeropuerto para ver si las serpentinas podían ser causadas por el paso de la aeronave. Las rutas de vuelo archivadas en 2011 confirmaron que la aeronave pasó dentro de 2-10 kilómetros 1-6 millas de las intensas serpentinas de precipitación en la mayoría de los casos observados.
"La precipitación intensificada básicamente sigue la huella de un avión sobre la nube", dijo Moisseev. "Podría extenderse por cientos de kilómetros, pero la sección transversal sería de unos 100 metros. Por lo tanto, es una característica muy estrecha y larga."
Sembrando nieve
Los cristales de hielo adicionales aumentan la velocidad a la que los cristales chocan para formar copos de nieve más grandes, intensificando las nevadas, según los autores.
Esto podría suceder si un avión vuela directamente a través de una nube precipitante, pero los autores sospechan que está sucediendo algo más complicado, porque sus datos ubican la altura inicial de la lluvia y la mejora de la nieve muy por encima de la capa que ya está precipitando.
El nuevo estudio concluye que los cristales de hielo generados por el avión probablemente caigan de una capa de nube superior sobreenfriada a una capa inferior que está lloviendo o nevando activamente, generando más lluvia o nieve de la capa de nube inferior.
Los datos satelitales respaldan este escenario, que muestra una capa superior de nubes compuestas de gotitas de supercool o una mezcla de hielo y agua, a una temperatura aproximadamente a la temperatura adecuada para convertirse en cristales de hielo bajo la influencia de los aviones. Esta capa superior de supercool flota ala altitud de aproximación típica de los aviones que vuelan al aeropuerto de Helsinki-Vantaa.
La lluvia y la nieve artificialmente mejoradas por el tráfico aéreo tienen pistas útiles para la precipitación natural y los factores que afectan la eficiencia de la formación, según Moisseev. Las serpentinas son experimentos accidentales que permiten a los investigadores observar el efecto a lo largo de la trayectoria del avión, yjusto afuera y hacer preguntas sobre los tipos de procesos microfísicos que tienen lugar.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Unión Geofísica Americana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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