jueves, marzo 10, 2011

El misterioso rugido de la tormenta eléctrica de nieve - Ciencia

Febrero 24, 2011: A los investigadores de la atmósfera, en la NASA, se les presentó una inesperada oportunidad para estudiar el curioso fenómeno de las "tormentas eléctricas de nieve" cuando, recientemente, un temporal originó uno de ellos sobre sus cabezas.
Thundersnow (rumble, 200px)
Jim Cantore, de The Weather Channel, es sorprendido por una tormenta eléctrica de nieve, en diciembre de 2006. Crédito: weather.com [Video de YouTube]
Walt Petersen y Kevin Knupp han viajado por todas partes para estudiar las tormentas de invierno. Jamás soñaron que la más extraordinaria que verían (con extraños truenos y nieve, un rayo de 80 kilómetros -50 millas- de longitud y casi una docena de ondas de gravedad) haría erupción sobre el mismísimo patio de sus casas. La tormenta cayó sobre Huntsville, Alabama, la noche del 9 de enero.
"Esta increíble tormenta irrumpió precisamente sobre el Centro Nacional de Tecnología y Ciencias del Espacio (NSSTC, por su sigla en idioma inglés) donde trabajamos", dice Knupp. "¡Qué suerte!"
Usualmente, las tormentas de nieve llegan en silencio y sus suaves copos de nieve se depositan silenciosamente sobre la Tierra. Sin embargo, esta tormenta de nieve en Alabama se desató con la fanfarria de un rayo y el rugido de un trueno.
El testigo ocular Steve Coulter describió los sucesos de esa noche de esta manera: "Fue como si un mago hubiese estado lanzando relámpagos detrás de una enorme cortina blanca. Los destellos de luz, enmudecidos detrás de una capa de nubes bajas y espesas, brillaban con un color azul-púrpura, como el de la luz cuando pasa a través de un prisma. Y luego los truenos retumbaban con un sonido bajo y grave. Esta fue una de las experiencias más hermosas que he vivido".
Para cualquier espectador con la suerte de verlo, el suceso fue un espectáculo único, pero resultó especialmente cautivante para los investigadores que buscan descifrar las claves del fascinante despliegue de energía que hace la naturaleza. Petersen y Knupp, asistidos por varios estudiantes de posgrado de la Universidad de Alabama, en Huntsville (UAH), habían preparado ya sus instrumentos de investigación.
Thundersnow (instruments, 550px)
El sitio en el que se encuentran alojados los intrumentos, en el Centro Nacional de Tecnología y Ciencias del Espacio, donde los investigadores recolectaron datos sobre el tamaño, la forma y los índices de precipitación de las tormentas eléctricas de nieve. La Misión de Medición de las Precipitaciones Globales maneja las instalaciones. Créditos de la fotografía: Patrick Gatlin y Matt Wingo de la UAH. Imágenes ampliadas: #1, #2
Desde la estación de trabajo que montó en su casa, Petersen puede monitorizar redes de detectores de relámpagos y radares de control, los cuales utilizó para medir y registrar la tormenta. No obstante, cuando la tormenta se produjo, su respuesta resultó un poco menos científica: "Me emocioné tanto que salí de mi casa en pantuflas, corriendo para sacar fotos", recuerda. Alrededor de las 10:30 de la noche escuchó el primer rugido de la tormenta eléctrica de nieve. "Lo primero que pensé fue: 'excelente, ¡un bono!'"
¿Qué hizo que esta tormenta de nieve actuara como si fuera una tormenta eléctrica? Petersen explica:
"Rara vez tienes relámpagos durante una tormenta de nieve. Pero, en este caso, algunas condiciones especiales provocaron que eso sucediera. Al ser levantado el aire húmedo desde el fondo de la tormenta, se originó nieve y hielo rápidamente. Parte de la nieve incluso formó pequeñas bolitas llamadas 'nieve granulosa'", cuenta.
Los copos de nieve y las bolitas de hielo de varios tamaños ascendieron a diferentes velocidades y comenzaron a intercambiar cargas eléctricas. Todavía no se entiende muy bien el proceso, pero podría ser el resultado de la fricción entre dos partículas al frotarse entre sí (como las medias de lana sobre una alfombra). A medida que la nube se cargaba, comenzaba a actuar menos como una tormenta de nieve común y corriente y más como una tormenta eléctrica de verano.
Thundersnow (snowflakes, 550px)
Imagen en negativo de los copos producidos por la tormenta eléctrica de nieve. "Tomar fotografías de los copos de nieve e invertir las imágenes nos ayuda a definir mejor su forma (o 'hábito') y, en consecuencia, a interpretar mejor la manera en que se formaron, lo que nos brinda información sobre la física del proceso de la tormenta eléctrica de nieve", dice Walt Petersen, del Centro Marshall para Vuelos Espaciales (MSFC, por su sigla en idioma inglés), de la NASA. [Imagen ampliada]
No es ninguna coincidencia que la tormenta de nieve estuviera acompañada de una masiva montaña rusa de aire, lo que se conoce como ondas de gravedad. Estas ondas son parecidas a las olas del océano, pero se desplazan a través del aire en forma de onda en lugar de hacerlo a través del agua.
"Hubo una progresión de ondas de gravedad casi constante y uniforme, que comenzó en Monte Sano, una pequeña montaña localizada a varios kilómetros al Este nuestro, y se movió hacia el Oeste, justo sobre nuestro edificio", dice Knupp, quien, durante la mayor parte del tiempo que duró la tormenta, mantuvo los ojos clavados en las pantallas de sus instrumentos, ubicados en el interior de la camioneta donde el equipo de investigadores tiene el radar móvil de banda X. "Una corriente de viento que provenía del Este, al otro lado de la cadena de montañas, golpeó Monte Sano y fue empujada sobre él formando de este modo 11 ondas individuales, alrededor de una onda por hora".
Knupp piensa que el movimiento hacia arriba y hacia abajo de las ondas, que se produjo con la precisión y periodicidad de un reloj, creó variaciones en las corrientes ascendentes responsables de la voluminosa caída de nieve, causando así la separación de las cargas, lo que generó los relámpagos. Lamentablemente, el investigador se encontraba muy ocupado observando las pantallas en lugar de la nieve en el momento justo en que el relámpago más impresionante iluminó el firmamento.
"El relámpago abarcó desde la torre en la Montaña Monte Sano hasta Molton, Alabama, a aproximadamente 80 kilómetros (50 millas) de distancia", dice Knupp. "Y me lo perdí".
¿Se decepcionó?
"Me sentí traicionado, pero valió la pena el sacrificio. Aprendí algunas cosas interesantes".
Así habla un verdadero científico.
Créditos y Contactos
Autor: Dauna Coulter
Funcionaria Responsable de NASA: Ruth Netting
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Traducción al Español: Iris Mónica Vargas
Editora en Español: Angela Atadía de Borghetti
Formato: Iris Mónica Vargas

Más información
Las tormentas eléctricas de nieve caen sobre el Sureste --nasa.gov (en idioma inglés)
El doctor Knupp es profesor de ciencias atmosféricas y director de investigaciones sobre climas extremos en la Universidad de Alabama, en Huntsville.
El doctor Petersen es investigador atmosférico en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA. Dirige un grupo auspiciado por la NASA que viaja alrededor del mundo recogiendo datos sobre precipitaciones, los cuales colaborarán con la red de satélites que monitorizan la Tierra. Dicha red está siendo desarrollada por la NASA y se la ha denominado Misión de Monitorización de las Precipitaciones Globales (GPM, por su sigla en idioma inglés). La tormenta de nieve proporcionó una excelente oportunidad al equipo de Petersen para que tomase medidas precisas sobre las precipitaciones y utilizase tales observaciones como una especie de base de datos o modelo con el fin de simular lo que la constelación de satélites de la GPM vería desde el espacio. Combinando las observaciones en tierra con las del radar polarimétrico, el equipo de investigadores de Petersen espera aprender bastante sobre los procesos que causan las precipitaciones de nieve y medir también con mayor precisión tanto el contenido de agua de la nieve que proviene del espacio como la velocidad con la cual ese equivalente de agua-nieve se acumula en el terreno.
Tanto Knupp como Petersen trabajan en Huntsville, Alabama, en un centro de investigaciones conocido como Centro Nacional de Tecnología y Ciencias del Espacio, el cual alberga a científicos de la NASA, de la Universidad de Alabama, en Huntsville y de otras entidades.
El equipo de investigadores utilizó instrumentos de la universidad y de la NASA, entre los cuales se incluyeron dos redes de detección de relámpagos, un radar Doppler de polarización doble, en el Aeropuerto Internacional de Huntsville, y el radar Doppler del Servicio Nacional de Meteorología, ubicado en Hytop, en el Condado de Jackson. Knupp envió también el radar Doppler móvil de polarización doble de la universidad para ubicarlo en las afueras de New Market, en el noreste del Condado de Madison.



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