Una nube de condensación transitoria , también llamada nube de Wilson , es observable alrededor de grandes explosiones en aire húmedo .
Cuando un arma nuclear o una gran cantidad de explosivo convencional se detona en aire suficientemente húmedo , la "fase negativa" de la onda de choque provoca una rarefacción del aire que rodea la explosión, pero no está contenido dentro de ella. Esta rarefacción da como resultado un enfriamiento temporal de ese aire, lo que provoca una condensación de parte del vapor de agua que contiene. Cuando la presión y la temperatura vuelven a la normalidad, la nube de Wilson se disipa. [1]
Mecanismo
Dado que el calor no abandona la masa de aire afectada, este cambio de presión es adiabático , con un cambio de temperatura asociado. En aire húmedo, la caída de temperatura en la parte más enrarecida de la onda de choque puede llevar la temperatura del aire por debajo de su punto de rocío , en el cual la humedad se condensa para formar una nube visible de gotitas de agua microscópicas. Dado que el efecto de presión de la onda se reduce por su expansión (el mismo efecto de presión se extiende sobre un radio mayor), el efecto de vapor también tiene un radio limitado. Este vapor también se puede ver en regiones de baja presión durante maniobras subsónicas de alta g de aeronaves en condiciones húmedas.
Ocurrencia
Pruebas de armas nucleares
Los científicos que observaron las pruebas nucleares de Operation Crossroads en 1946 en Bikini Atoll llamaron a esa nube transitoria una "nube de Wilson" porque el mismo efecto de presión se emplea en una cámara de niebla de Wilson para permitir que la condensación marque las huellas de partículas subatómicas cargadas eléctricamente . Los analistas de pruebas posteriores de bombas nucleares utilizaron el término más general de nube de condensación .
La forma de la onda de choque, influenciada por diferentes velocidades en diferentes altitudes, y la temperatura y humedad de diferentes capas atmosféricas determina la aparición de las nubes Wilson. Durante las pruebas nucleares , se observan comúnmente anillos de condensación alrededor o por encima de la bola de fuego. Los anillos alrededor de la bola de fuego pueden estabilizarse y formar anillos alrededor del tallo ascendente de la nube en forma de hongo .
La vida útil de la nube de Wilson durante las explosiones de aire nuclear puede acortarse por la radiación térmica de la bola de fuego, que calienta la nube de arriba hasta el punto de rocío y evapora las gotas.
Explosiones no nucleares
Cualquier explosión suficientemente grande, como una causada por una gran cantidad de explosivos convencionales o una erupción volcánica, puede crear una nube de condensación, [2] [3] como se ve en la Operación Sailor Hat [4] o en la explosión del puerto de Beirut en 2020 , donde una nube de Wilson muy grande se expandió hacia afuera desde la explosión. [2]
Aeronave
El mismo tipo de nube de condensación se ve a veces sobre las alas de los aviones en una atmósfera húmeda. La parte superior de un ala tiene una reducción de la presión del aire como parte del proceso de generación de sustentación. Esta reducción de la presión del aire provoca un enfriamiento, al igual que el anterior, y la condensación del vapor de agua. De ahí las pequeñas nubes transitorias que aparecen.
El cono de vapor de un avión transónico es otro ejemplo de nube de condensación.
Ver también
Referencias
- ^ Glasstone, Samuel y Philip J. Dolan. Los efectos de las armas nucleares , Departamento de Defensa de EE. UU. / Departamento de Energía; 3ª edición (1977), pág. 631
- ^ a b Howes, Laura (5 de agosto de 2020). "La química detrás de la explosión de Beirut" . Noticias químicas y de ingeniería . Consultado el 7 de agosto de 2020 .
- ^ Yokoo, Akihiko; Ishihara, Kazuhiro (23 de marzo de 2007). "Análisis de ondas de presión observadas en películas de erupción de Sakurajima" . Tierra, planetas y espacio . 59 (3): 177–181. doi : 10.1186 / BF03352691 . Consultado el 7 de agosto de 2020 .
- ^ "Operación KN-11352" Sombrero de marinero ", 1965" . Comando de Historia y Patrimonio Naval . Consultado el 7 de agosto de 2020 .