Una nube homogenitus , antropogénica o artificial , es una nube inducida por la actividad humana. Aunque generalmente las nubes que cubren el cielo sólo tienen un origen natural, desde el inicio de la revolución industrial , el uso de combustibles fósiles y vapor de agua y otros gases emitidos por nucleares, térmicas y geotérmicas plantas de energía producir alteraciones significativas de los locales de tiempo condiciones. Por tanto, estas nuevas condiciones atmosféricas pueden mejorar la formación de nubes . [1]
Se han propuesto varios métodos para crear y utilizar este fenómeno meteorológico . También se han realizado experimentos para diversos estudios. Por ejemplo, los científicos rusos han estado estudiando nubes artificiales durante más de 50 años. [2] Pero, con mucho, el mayor número de nubes antropogénicas son las estelas de los aviones ( estelas de condensación) y las estelas de cohetes. [3] [4]
Antropogénesis
Se necesitan tres condiciones para formar una nube antropogénica:
- El aire debe estar cerca de la saturación de su vapor de agua,
- El aire debe enfriarse a la temperatura del punto de rocío con respecto al agua (o hielo ) para condensar (o sublimar ) parte del vapor de agua.
- El aire debe contener núcleos de condensación , pequeñas partículas sólidas, donde comienza la condensación / sublimación.
El uso actual de combustibles fósiles mejora cualquiera de estas tres condiciones. Primero, la combustión de combustibles fósiles genera vapor de agua. Además, esta combustión también genera la formación de pequeñas partículas sólidas que pueden actuar como núcleos de condensación. Finalmente, todos los procesos de combustión emiten energía que potencia los movimientos verticales ascendentes.
A pesar de todos los procesos que involucran la combustión de combustibles fósiles, solo algunas actividades humanas, como centrales térmicas, aviones comerciales o industrias químicas modifican lo suficiente las condiciones atmosféricas para producir nubes que pueden utilizar el calificativo homogenitus debido a su origen antrópico.
Clasificación de nubes
El Atlas Internacional de Nubes publicado por la Organización Meteorológica Mundial recopila la propuesta realizada por Luke Howard a principios del siglo XIX, y todas las modificaciones posteriores. Cada nube tiene un nombre en latín y las nubes se clasifican según su género , especie , variedad :
- Hay 10 géneros (plural de género ) (por ejemplo , cúmulos , estratos , etc ...).
- Hay una serie de especies para estos géneros que describen la forma, las dimensiones, la estructura interna, el tipo de movimiento vertical (por ejemplo, stratus nebulosus para los estratos que cubren todo el cielo). Las especies se excluyen mutuamente.
- Las especies se pueden dividir además en variedades que describen su transparencia o su disposición (por ejemplo, stratus nebulosus opacus para estratos que cubren todo el cielo y son gruesos).
Se pueden agregar más términos para describir el origen de la nube. Homogenitus es un sufijo que significa que una nube se origina en la actividad humana. [5] Por ejemplo, los cúmulos originados por la actividad humana se denominan cúmulos homogenitus y se abrevian como CUa. Si una nube de homogenitus de un género cambia a otro tipo de género, se denomina nube de homomutatus . [6]
Proceso de generación
La clasificación internacional de nubes divide los diferentes géneros en tres grupos principales de nubes según su altitud:
- Nubes altas
- Nubes medias
- Nubes bajas
Las nubes de homogenitus serán generadas por diferentes fuentes en esos diferentes niveles.
Alto homogenito
A pesar de que los tres géneros de nubes altas, Cirrus , Cirrocumulus y Cirrostratus , se forman en la parte superior de la troposfera , lejos de la superficie terrestre, pueden tener un origen antropogénico. En este caso, el proceso que provoca su formación es casi siempre el mismo: vuelo de aviones comerciales y militares. Los productos de escape de la combustión del queroseno expulsado por los motores proporcionan vapor de agua a esta región de la troposfera.
Además, el fuerte contraste entre el aire frío de las capas de la alta troposfera y el aire cálido y húmedo expulsado por los motores de los aviones provoca una rápida sublimación del vapor de agua formando pequeños cristales de hielo . Este proceso también se ve potenciado por la presencia de abundantes núcleos de condensación producidos como resultado de la combustión. Estas nubes se conocen comúnmente como estelas de condensación ( estelas de condensación ) y son inicialmente cirros lineales que podrían denominarse Cirrus homogenitus (Cia). Debido a la gran diferencia de temperatura entre el aire expulsado y el aire ambiente genera procesos de convección a pequeña escala . Estos procesos favorecen la evolución de las estelas de condensación a Cirrocumulus homogenitus ( Cca ).
Dependiendo de las condiciones atmosféricas en la parte superior de la troposfera, donde vuela el avión, estas nubes altas desaparecen o persisten rápidamente. Cuando el aire está seco y estable, el agua se evapora rápidamente dentro de las estelas y solo se puede observar hasta varios cientos de metros desde el avión. Por otro lado, si la humedad es lo suficientemente alta existe una sobresaturación de hielo y el homogenitus se ensancha y puede existir durante horas. En el último caso, dependiendo de las condiciones del viento, el Cca puede evolucionar a Cirrus homogenitus ( aCi ) o Cirrostratus homogenitus ( Csa ). La existencia y persistencia de estos tres tipos de nubes antropogénicas altas pueden indicar la aproximación de la estabilidad del aire. En algunos casos, cuando hay una gran densidad de tráfico aéreo, estos altos homogenitos pueden inhibir la formación de nubes altas naturales, porque las estelas capturan la mayor parte del vapor de agua.
Homogenito medio
Las capas intermedias de la troposfera son las regiones con menor influencia de la actividad humana. Esta región está lo suficientemente alejada de la superficie para no verse afectada por las emisiones superficiales. Además, los vuelos comerciales y militares solo atraviesan esta región durante las maniobras ascendentes o descendentes. Además, en esta región existen dos tipos de nubes con una gran extensión horizontal: Nimbostratus y Altostratus , que no pueden tener su origen en la actividad humana. En consecuencia, se asume que no existen nubes antrópicas de estos dos géneros . Sin embargo, lo que puede ocurrir es mejorar los Nimbostratus o Altostratus existentes debido al vapor de agua adicional o los núcleos de condensación emitidos por una planta de energía térmica, por ejemplo.
Las únicas nubes antrópicas que existen en la región media de la troposfera son Altocumulus homogenitus ( Aca ) de las estelas de condensación en esta región.
Homogenito bajo
La parte más baja de la atmósfera es la región con mayor influencia de la actividad humana, emisión de vapor de agua, aire caliente y núcleos de condensación. Cuando la atmósfera es estable, la contribución adicional de aire cálido y húmedo de las emisiones mejora la formación de niebla o capas de Stratus homogenitus ( Sth ). Si el aire no es estable, este aire cálido y húmedo emitido por las actividades humanas crea un movimiento convectivo que puede alcanzar el nivel de condensación elevado produciendo un cúmulo de nubes antrópicas o cúmulos homogenitus ( Cuh ). Este tipo de nubes también se pueden observar sobre el aire contaminado que cubre algunas ciudades o áreas industriales en condiciones de alta presión.
Los estratocúmulos homogenitus ( Sch ) son nubes antrópicas que pueden formarse debido a la evolución de Sth si la atmósfera es ligeramente inestable o de Cuh si la atmósfera es estable.
Finalmente, Cumulonimbus ( Cb ) presenta un desarrollo vertical tan grande que solo en algunos casos particulares pueden ser creados por causas antrópicas. Por ejemplo, los grandes incendios forestales pueden ceder a la formación de pirocumulus que pueden evolucionar a una nube de Pyrocumulonimbus y las explosiones nucleares producen nubes en forma de hongo .
Experimentos
La nube antropogénica se puede generar en laboratorio o in situ para estudiar sus propiedades o utilizarla para otros fines. Una cámara de nubes es un ambiente sellado que contiene un vapor sobresaturado de agua o alcohol . Cuando una partícula cargada (por ejemplo, una partícula alfa o beta ) interactúa con la mezcla, el fluido se ioniza. Los iones resultantes actúan como núcleos de condensación , alrededor de los cuales se formará una neblina (porque la mezcla está a punto de condensarse). La siembra de nubes, una forma de modificación del clima , es el intento de cambiar la cantidad o el tipo de precipitación que cae de las nubes , mediante la dispersión de sustancias en el aire que sirven como condensación de nubes o núcleos de hielo , que alteran los procesos microfísicos dentro de la nube. La intención habitual es aumentar las precipitaciones (lluvia o nieve), pero la supresión del granizo y la niebla también se practica ampliamente en los aeropuertos.
Se han realizado numerosos experimentos con esos dos métodos en la troposfera . A mayores altitudes, la NASA estudió la inducción de nubes noctilucentes en 1960 y 2009. [7] [8] [9] En 1984, satélites de tres naciones participaron en un experimento de nubes artificiales como parte de un estudio de los vientos solares y los cometas. [10] Un satélite europeo liberó y encendió bario y óxido de cobre a 43.000 millas en el espacio para crear una columna verde y malva de 2.000 millas visible durante 22 minutos. Formaba parte de un estudio de campos eléctricos y magnéticos . [11]
Los planes para crear nubes artificiales sobre los torneos de fútbol en el Medio Oriente se sugirieron en 2011 como una forma de ayudar a dar sombra y enfriar la Copa Mundial de la FIFA 2022 de Qatar . [12]
Influencia en el clima
Hay muchos estudios que abordan la importancia y los efectos de las nubes antrópicas altas (Penner, 1999; Minna et al., 1999, 2003-2004; Marquart et al., 2002-2003; Stuber y Foster, 2006, 2007), pero no sobre las nubes antrópicas en general. Para el caso particular de Cia debido a las estelas de condensación, el IPCC estima un forzamiento radiativo positivo alrededor de 0.01 Wm −2 . [ cita requerida ]
Al anotar los datos meteorológicos, utilizar el sufijo que indica el origen de la nube permite diferenciar estas nubes de las de origen natural. Una vez establecida esta notación, después de varios años de observaciones, se analizará claramente la influencia del homopogenitus en el clima terrestre .
Ver también
- Estela
- Teoría de la conspiración de estelas químicas
- Impacto ambiental de la aviación
- Oscurecimiento global
Referencias
- ^ Describiendo la cámara de niebla de Wilson . Galison, Peter Louis; Assmus, Alexi (1989). "Capítulo 8: Nubes artificiales, partículas reales". En Gooding, David; Pellizcar, Trevor; Schaffer, Simon (eds.). Los usos del experimento: estudios en ciencias naturales . Cambridge, Inglaterra: Cambridge University Press. págs. 225–273. ISBN 978-0-521-33185-2.
- ^ Los científicos rusos crean una nube artificial el 28 de agosto de 2010 NECN / CNN
- ^ Downing, LL (2013). "Capítulo XIII Nubes Artificiales". Meteorología de las nubes . Bloomington, Indiana: AuthorHouse. ISBN 978-1-4918-0432-2.
- ^ Marshall, John; Plumb, R. Alan (1965). Atmósfera, océano y dinámica climática: un texto introductorio . Burlington, Vermont: Elsevier. págs. 100–101 . ISBN 978-0-08-095445-5.
- ^ "Homogenitus" . Organización Meteorológica Mundial . Archivado desde el original el 27 de marzo de 2017 . Consultado el 27 de marzo de 2017 .
- ^ "Homomutatus" . Organización Meteorológica Mundial . Archivado desde el original el 26 de marzo de 2017 . Consultado el 27 de marzo de 2017 .
- ^ "Nube artificial disparada" . Noticias de Newburgh-Beacon . AP. 25 de mayo de 1960. p. 8A: a través de la búsqueda en el archivo de noticias de Google.
- ^ Nube artificial creada en el borde del espacio 23 de septiembre de 2009 Revista 2727 New Scientist
- ^ Estudio de nubes artificiales nocturnas con cohete sonda de la NASA el 9 de septiembre de 2009 (comunicado de prensa)
- ^ Se reporta éxito para el triple play espacial Spokane Chronicle - 16 de agosto de 1984
- ^ "Nube artificial cubre 2,000 millas" 18 de marzo de 1969 The Calgary Herald
- ^ Douglas Stanglin "Nube artificial diseñada para ofrecer sombra en la Copa del Mundo de Qatar 2022" , 22 de marzo de 2011 USA Today
Bibliografía
- Howard, L. 1804: Sobre la modificación de las nubes y los principios de su producción, suspensión y destrucción: siendo la sustancia de un ensayo leído ante la Sociedad Askesiana en la sesión 1802–03. J. Taylor. Londres.
- IPCC 2007 AR4 WGI WGIII.
- Marquart, S y B. Mayer, 2002: Hacia una estimación confiable de GCM sobre el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Geophys. Res. Lett., 29, 1179, doi: 10.1029 / 2001GL014075.
- Marquart S., Ponater M., Mager F. y Sausen R., 2003: Desarrollo futuro de la cobertura de estelas de condensación, la profundidad óptica y el forzamiento radiativo: Impactos del aumento del tráfico aéreo y el cambio climático. Journal of climatology, 16, 2890–2904
- Mazon J, Costa M, Pino D, Lorente J, 2012: Nubes provocadas por actividades humanas. Weather, 67, 11, 302-306.
- Glosario meteorológico de la Sociedad Meteorológica Estadounidense: http://glossary.ametsoc.org/?p=1&query=pyrocumulus&submit=Search
- Minnis P., Kirk J. y Nordeen L., Weaver S., 2003. Frecuencia de estelas en los Estados Unidos a partir de observaciones de superficie. Sociedad Estadounidense de Meteorología, 16, 3447–3462
- Minnis, P., J. Ayers, R. Palikonda y D. Phan, 2004: Estelas de condensación, tendencias de cirros y clima. J. Climate, 14, 555–561.
- Norris, JR, 1999: Sobre tendencias y posibles artefactos en la cobertura global de nubes oceánicas entre 1952 y 1995. J. Climate, 12, 1864–1870.
- Penner, J., D. Lister, D. Griggs, D. Dokken y M. McFarland, 1999: Informe especial sobre la aviación y la atmósfera mundial. Cambridge University Press, 373 págs.
- Stuber, N. y P. Forster, 2007: El impacto de las variaciones diurnas del tráfico aéreo en el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Atmos. Chem. Phys., 7, 3153–3162.
- Stuber, N. y P. Forster, G. Rädel y K. Shine, 2006: La importancia del ciclo diurno y anual del tráfico aéreo para el forzamiento radiativo de las estelas de condensación. Nature, 441, 864–867.
- Organización Meteorológica Mundial (1975). Atlas internacional de nubes: Manual sobre la observación de nubes y otros meteoros. OMM-No. 407. I (texto). Ginebra: Organización Meteorológica Mundial. ISBN 9263104077 .
- Organización Meteorológica Mundial (1987). Atlas internacional de nubes: Manual sobre la observación de nubes y otros meteoros. OMM-No. 407. II (láminas). Ginebra: Organización Meteorológica Mundial. págs. 196. ISBN 9263124078 .