Las gotas de lluvia también son las causa de nuevas nubes de tormenta

P. Prabhakaran et al./ Physical Review Letters, 2017

Las gotas de lluvia o granizo son capaces de dar lugar a la nucleación homogénea en un vapor saturado, es decir, la formación de nuevas gotitas y de nubes. El equipo internacional de científicos estudió experimentalmente este mecanismo sobre un sistema modelo de hexafluoruro de azufre y helio. Physical Review Letters publica el estudio.

En la nueva investigación, el equipo de científicos de Alemania, Francia y Estados Unidos estudió lo que sucede en las nubes de tormenta durante la lluvia, llevando a cabo el experimento en un modelo de sistema simplificado. En calidad de la fase de evaporación líquida, los físicos usaron hexafluoruro de azufre SF6, y como componente de gas seco usaron helio. Tal sistema multicomponente de múltiples fases se colocó en una celda pequeña.

En la parte inferior de la celda, el hexafluoruro de azufre se encontraba en estado líquido. Al mismo tiempo, el fondo de la celda se calentó de tal manera que el vapor saturado estaba siempre sobre el líquido. La pared superior de la celda, por el contrario, se enfrió, lo que llevó a la condensación de líquido en ella, que luego cayó en forma de gotas separadas. Los científicos observaron el proceso de caída de estas gotas con ayuda de una cámara de alta velocidad.

Esquema de la configuración experimental para monitorizar la formación de microgotitas

P. Prabhakaran y otros / Physical Review Letters, 2017

Estudiando el video, los científicos descubrieron que la caída de una gota de un milímetro de tamaño conduce a la formación de pequeñas microgotas detrás de ella. Los físicos señalan que la gota se sumergió en un líquido sin un estallido visible y la formación de microgotas se produjo directamente a partir del vapor saturado.

Para explicar los resultados del experimento, los científicos plantearon la hipótesis de que la caída de la gota conduce a la formación, detrás de ella, de un área de enfriamiento isobárico. El vapor de hexafluoruro de azufre en esta región se vuelve sobresaturado, lo que conduce a una nucleación homogénea y a la formación de un aerosol en ella a partir de las microgotitas nuevas. Para confirmar su hipótesis, los científicos dieron estimaciones cuantitativas que confirmaron el mecanismo propuesto.

Según los científicos, los mismos procesos ocurren en las nubes de tormenta cuando caen gotas de lluvia o granizo. Además, en su experimento, los investigadores descubrieron la formación de una superficie horizontal estable, que separa en el sistema las zonas de vapor no saturado y supersaturado del líquido. La zona de gas no saturado se forma cerca de la superficie, y la zona con un gran número de microgotitas está en la parte superior del sistema. De hecho, la capa formada es un modelo reducido de la nube formada.

Alexánder Dubov

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