Las nubes y nosotros

Este semestre me tocó dar el curso de física atmosférica. Es asombroso que la dinámica de la atmósfera se pueda explicar utilizando la mecánica de Newton. Sus movimientos son lentos, silenciosos y sutiles. Sin embargo, sobre nuestras cabezas se desarrolla el experimento de hidrodinámica a escala planetaria que influye en nuestro estado de ánimo y en el futuro de la humanidad.

Cotidianidad Opinión
Esta es una opinión

Imagen del huracán Irene fotografiado desde la estación espacial

Tomado de NASA Goddard Space Flight Center / Flickr

Lo que sucede en la atmósfera no es muy diferente a lo que pasa con una olla de agua que se pone a hervir. Las diferencias son obvias: la atmósfera abarca toda la Tierra y no es agua sino aire. El Sol deposita calor en la atmósfera, el aire caliente asciende por ser más liviano, transportando calor, humedad y movimiento. Cuando el aire se enfría a gran altura tiende a bajar de nuevo, habiéndose desprendido de la humedad. Las corrientes de aire descendente seco son responsables de la existencia de los desiertos, pues si no hay humedad en el aire tampoco puede haber lluvia.

Intuimos que es el Sol, la estrella más cercana a nuestro planeta, que funciona como el motor que mueve los vientos. Sin embargo, existe otro factor que agrega diversidad al pronóstico del clima: nuestro planeta es esférico. Existen capítulos enteros dedicados a explicar cómo se mueven los objetos cuando están sobre una superficie en rotación. En la atmósfera el efecto se hace presente haciendo que el viento que sopla hacia el Norte se tuerza hacia el Este en el hemisferio Norte. Este es el llamado efecto de Coriolis, mismo que también es responsable de los huracanes y las fuertes corrientes de viento en la parte alta de la atmósfera. En este video se muestra cómo actúa:

 

Es hermoso observar las nubes en un día de buen tiempo. Por experiencia sabemos que las nubes no son estáticas. Lo malo es que se mueven demasiado lento para contemplar los cambios continuos que experimentan. Por ejemplo, el proceso de ver una columna de aire húmedo ascender puede tomar un par de horas. Aunque tengamos la paciencia, nuestra memoria no es muy buena recordando las formas irregulares de las nubes, nos es difícil comparar el antes, el después y los detalles intermedios.

Con esa motivación hice un timelapse de las nubes. Afortunadamente, tuve dos días en los que la convección atmosférica fue increíblemente evidente. El resultado está en este video:

 

El propósito de estudiar la atmósfera es predecir su comportamiento. Para tal fin se utilizan grandes computadoras que calculan la presión, velocidad, temperatura y humedad del aire con las leyes del movimiento de Newton. Para que los resultados sean confiables hay que tomar en cuenta varios factores como: radiación solar, concentración de gases de invernadero, distribución de nubes, tipo de suelo, topografía del terreno, la conversión de vapor de agua en su estado líquido y también en hielo. La predicción del clima a corto y largo plazo es una tarea compleja. Aún así, los cálculos más confiables nos dan estimaciones del clima global en donde es un hecho inminente el aumento de la temperatura como efecto del cambio climático.

La atmósfera es un sistema en un delicado balance que los humanos hemos afectado. Ante la escala del daño, solo nos queda confiar en que podemos adaptarnos y mitigar los efectos del calentamiento global. Allí radica la importancia de que tengamos la capacidad de entender y calcular los procesos que dominan la evolución y la dinámica de la atmósfera, pues en la medida que sepamos a qué nos enfrentamos podremos encaminar nuestras acciones y políticas a largo plazo.

La atmósfera en nuestro planeta es única. Es uno de tantos experimentos de hidrodinámica en un universo con sistemas planetarios diversos. Si la Tierra fuera del tamaño de una manzana, la atmósfera sería del grosor de la cáscara. Esa delgada capa de aire no solo nos proporciona el aire que respiramos sino que también deleita nuestra mente e imaginación con colores y formas caprichosas. Nos da oportunidades para disfrutar el sol y ocasiones para quedarnos emponchados en casa.

No pasa día alguno sin que veamos en las redes sociales las reacciones de medio mundo sobre el clima o fotos de las nubes. Como dice el astrónomo Phil Plait, las nubes son las ecuaciones de la hidrodinámica escritas en el cielo. Quién iba a pensar que unas ecuaciones pudieran causar nostalgia al colocar un oscuro techo de nubes. Quién iba a pensar que una concentración de partículas suspendidas podría darnos los atardeceres anaranjados más sublimes.

Para nosotros la atmósfera ha estado allí siempre. A veces ni reparamos en todo lo que sucede sobre nuestra cabeza. Solo basta tomar unos minutos, ver hacia arriba y contemplar.

Enrique Pazos
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Enrique Pazos. Físico, protector de la verdad y viajero del tiempo. Profesor de física y matemática en la Universidad de San Carlos. Montañista de a ratos, curioso de tiempo completo. @enriquepazos


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    Gemues /

    10/07/2017 4:05 AM

    Me refería a partir de "Intuimos que es el Sol, la estrella más cercana a nuestro planeta, que funciona como el motor que mueve los vientos."

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

    Gemues /

    10/07/2017 4:03 AM

    A partir de aquí, desconcertado y perplejo, no he podido seguir. Lo intentaré de nuevo, más tarde.

    ¡Ay no!

    ¡Nítido!

      Gemues /

      10/07/2017 4:04 AM

      Intuimos que es el Sol, la estrella más cercana a nuestro planeta, que funciona como el motor que mueve los vientos.

      ¡Ay no!

      ¡Nítido!

      Gemues /

      10/07/2017 4:03 AM

      "Intuimos que es el Sol, la estrella más cercana a nuestro planeta, que funciona como el motor que mueve los vientos."

      ¡Ay no!

      ¡Nítido!



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