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Clima

Cómo se producen los rayos (5)

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En el anterior capítulo habíamos empezado a describir el proceso por el que el aire se convierte en conductor poco antes de que se produzca un rayo. Consiste, básicamente, en una avalancha de electrones muy energéticos; ya que los electrones lentos no viajan lo suficientemente lejos en el aire como para ser acelerados por el campo eléctrico que se crea naturalmente durante una tormenta.

Analicemos con más detalle cómo se produce esta avalancha. Cuando un electrón de muy alta energía colisiona contra un átomo de la atmósfera, el principal efecto será arrancar muchos de sus electrones. La mayoría de estos electrones arrancados serán lentos, no se alejarán demasiado del lugar. Además, también quedará el átomo que, desprovisto de alguno de sus electrones, se ha convertido en un ion positivo.

Pero en cada choque se producirán uno o dos electrones que concentrarán la mayor parte de la energía del electrón incidente. Por lo tanto, se moverán a una velocidad cercana a la de la luz, y podrán avanzar lo suficiente en el si del campo eléctrico como para recuperar la suficiente energía y producir una nueva colisión entre 50 y 100m más allá. Estos electrones forman lo que se conoce como el líder, son los que van abriendo el camino por el que poco después pasarán las potentes descargas que llamamos rayo.

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Cómo se producen los rayos (4)

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Dos rayos

En las entregas anteriores vimos que las nubes de tormenta son capaces de electrificarse por si solas, pero las mediciones experimentales demuestran que el campo eléctrico nunca crece lo suficiente como para llegar a convertir el aire en conductor.

Dijimos también que, según la teoría vigente (y que, por el momento, va superando los tests experimentales), el responsable de desencadenar la descarga es un electrón de muy alta energía, formado como subproducto secundario tras el impacto con la atmósfera de un rayo cósmico.

Para entender lo que ocurre una vez que el electrón relativista entra en la nube debemos tener claros un par de conceptos. En primer lugar, el recorrido libre medio es la distancia promedio que puede recorrer una partícula antes de colisionar con un átomo o molécula del medio en que se encuentra. Cuanto más rápido vaya, mayor será esta distancia, como parece lógico.

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Cómo se producen los rayos (3)

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Cascada de partículas provocada por un protón de gran energía

Lo habíamos dejado en que la acumulación de carga positivas en la zona superior de la nube y en la superficie terrestre, justo por debajo de la misma. Entre ambas zonas positivas, la base de la nube queda cargada negativamente. Con esto, el terreno está sembrado para que se produzcan descargas.

Sin embargo, la descarga no ocurre espontáneamente debido a que el aire es un buen aislante de la electricidad, y el campo eléctrico en el interior de la nube no es suficiente, ni de largo, para llegar a la ruptura dieléctrica del aire.

Como ya os adelanté, la nube recibe ayuda procedente del espacio exterior para poder desencadenar la descarga: los rayos cósmicos.

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Cómo se producen los rayos (2)

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Diagrama de las corrientes que se producen en el interior de una nube de tormenta

Como os prometí, en esta entrega vamos a hablar sobre cómo se produce la separación de cargas en una nube de tormenta. En realidad, este es un proceso que no se comprende del todo bien, lo que voy a explicar aquí es la hipótesis probablemente más aceptada por la comunidad científica. Pero no me peguéis si algún día se descubre que esta teoría era incorrecta (o si alguien lo ha descubierto ya, y yo no me he enterado).

En el interior de la tormenta se producen fuertes corrientes ascendentes, que arrastran las pequeñas gotas de agua que forman la propia nube. Al subir, estas gotitas se enfrían muy rápidamente, hasta varias decenas de grados bajo cero.

Todos pensaríamos que a tan bajas temperaturas el agua se congelaría de forma instantánea. Pero no tiene porqué ser así. El cambio de fase se desencadena sí se produce una perturbación. Esto ha pasado en algunos sótanos inundados bajo cero, lo que llamamos agua sobre-enfriada: al intentar entrar una persona, el agua se congela rápidamente al rededor de sus pies, atrapándolo.

En el caso de las gotas sobre-enfriadas en el interior de la nube de tormenta, esta perturbación se puede producir por la presencia de una partícula de polvo llamada núcleo de condensación (en cuyo caso, la gota se convertirá en un copo de nieve, o de granizo), o bien por la colisión de la gota con un cristal de hielo previamente formado.

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Cómo se producen los rayos (1)

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Los rayos son uno de los espectáculos más impresionantes que la naturaleza nos brinda, sin necesidad de reservar ni comprar entrada. Además, no es un evento nada exclusivo, entre cuarenta y cincuenta rayos golpean la Tierra cada segundo; aunque el 70% de los mismos se concentran en las zonas tropicales.

El mecanismo que los genera siempre ha intrigado a los científicos, y de hecho aún hay bastantes cosas que no comprendemos del todo. Uno de los puntos que durante años ha sido un misterio es que, según todo lo que sabemos del electromagnetismo, los rayos no deberían poder producirse en el aire.

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Mario Molina: el descubridor del agujero de la capa de Ozono

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Sin ella, el bronceado se convertiría en una quemadura de tercer grado. Mirad al cielo, es invisible, pero nos protege de los rayos del sol. Es nuestro escudo. La capa de ozono. Pero un pequeño agujero en ella nos ha puesto a todos alerta: por primera vez en la historia sabemos que podríamos desaparecer como especie si no ponemos remedio, como en una película de catástrofes de Hollywood. El descubridor de este agujero, sin embargo, no es un personaje de película: es mexicano y se llama Mario Molina.

Mario José Molina Henríquez nació en Veracruz, México, en 1942. Desde muy temprano, como estudiante de preparatoria, se sintió seducido por la investigación científica al contemplar por primera vez un protozoo a través de su microscopio de juguete.

Más tarde, fascinado por la química, en vez de jugar a soldados o a armar rompecabezas, el joven Molina transformó el baño de su casa en un improvisado laboratorio. Por esa razón, con sólo 11 años, el Molina fue enviado a una escuela en Suiza, aunque allí sus nuevos amigos tampoco estaban tan interesados en la ciencia como él.

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Elfos y duendes han sido grabados en video por primera vez

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Por primera vez en Europa, gracias al video de alta velocidad, un grupo de investigadores españoles ha podido detectar duendes y elfos. Pero no os alarméis. Se trata de duendes y elfos atmosféricos.

Los llamados duendes del espacio son un fenómeno muy extraño que han podido contemplar pilotos de aviones estratosféricos. En su día fueron catalogados como OVNIs. Desde la distancia se parecen a emanaciones eléctricas ramificadas. Como una maraña de relámpagos enredados entre sí que sólo duran una décima de segundo.

Durante la noche, cuando el cielo oscuro recuerda a las profundidades marinas, estos chorros azules también se parecen a medusas azuladas o rojas. Parten de la cima de las tormentas hasta una gran altura, como si trataran de escapar hacia el espacio exterior: las descargas se forman a unos 70 kilómetros de altura y pueden ascender hasta los 95 kilómetros para luego caer hasta los 25 kilómetros.

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Los ojos del cielo que vigilan el cambio climático de la Tierra

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Sobre nuestras cabezas existen multitud de ojos electrónicos, omnipresentes ojos orwellianos que vigilan, detectan y miden toda clase de fenómenos a fin de esclarecer las consecuencias del cambio climático.

Docenas de satélites colaboran en la obtención y análisis de nuestro planeta, escudriñando el cielo, la bioesfera, los océanos y la superficie del planeta con objeto de evaluar la evolución de los gases atmosféricos, las precipitaciones o la polución.

Los principales 14 ojos de Gran Hermano Medioambiental son los siguientes:

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¿Por qué en la ciudad hace más calor que en el campo?

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Isla de Calor Urbana

En los meses veraniegos, muchos buscamos un escape al campo o a los pueblos para huir del calor asfixiante. Las grandes aglomeraciones urbanas siempre tienen una temperatura superior a su entorno, y esto se hace especialmente evidente durante la noche, cuando las temperaturas refrescan bastante menos en la ciudad que en el campo.

Pero, ¿por qué? En realidad hay un cúmulo de factores que provocan esta anomalía, pero lo cierto es que sucede en todas las grandes ciudades, independientemente de su localización en el globo. Es lo que se llama isla de calor urbana. De noche, puede suponer una diferencia de hasta 3 ºC entre la ciudad y su entorno.

Un primer factor a considerar es el material del que están hechas las ciudades. Las urbes modernas son básicamente grandes concentraciones de cemento y asfalto. Ambos materiales son capaces de absorber y retener muchísimo calor. Por este motivo, las ciudades se calientan más que su entorno durante el día. Durante la noche, el hormigón y el asfalto recalentados actúan como radiadores, desprendiendo el calor acumulado.

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Ese mundo formado por las nubes (y III)

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Realmente los nombres de las particularidades orográficas de este reino volátil tienen connotaciones mágicas, y yo al menos no puedo dejar de imaginarme aquí el vuelo entre las nubes de Bastian a lomos del dragón blanco Fuyur en La historia interminable.

Sobre todo si se trata de surcar la gigantesca nube horizontal conocida como Morning Glory cloud (Gloria de la mañana). Se produce en el cielo del condado de Burketown, en Australia, cada septiembre y octubre. Puede llegar a tener hasta 1.000 kilómetros de largo y 2.000 kilómetros de altura, avanzando hacia la costa al amanecer a una velocidad que puede alcanzar los 60 kilómetros por hora.

Toda una nación flotante constituida únicamente por el forro blanco de todas las almohadas del mundo. Una nube que los científicos aún no saben cómo funciona ni cómo se origina. Desde el suelo, sin duda tiene un aspecto imponente. Pero quienes la han fotografiado desde las alturas, mientras surfeaban por ella, aseguran que la sensación es idéntica a la de navegar sobre un océano lleno de espuma. Yo añado que me recuerda a la versión blanca de los enormes platillos volantes que se quedaban sobre las principales ciudades del mundo en la película Independece Day o en la serie de televisión V.

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