¿Estelas de condensación de coches?

Pregunta

Mi casa está a 9.200 pies de altura, y mira al oeste sobre la cuenca de Tularosa, que está a 4.300 pies. Una capa de nubes se forma de vez en cuando debajo de mi elevación y cubre la cuenca, como pasó el 2 de diciembre de 2009. Esta vez, noté una dorsal, sobresaliente o promontorio en la capa continua de la nube que sospeché que caía sobre la autopista de cuatro carriles (US 70) que se orienta de NE a SW a lo largo de la cuenca.

La capa de nube era absolutamente baja, pero no sé si tocaba la tierra. Había habido alrededor de una media pulgada de precipitación en la cuenca en los tres días antes del 2 de diciembre. En la foto adjunta, tomada a las 7:30 mañana, las montañas en el fondo están a 40 millas en la lejanía; la elevación en la capa de nube está a 20 millas y cerca de seis millas a través.

Tengo la curiosidad de saber porqué una elevación o promontorio en la capa de nubes apareció sobre la carretera. ¿Fue causado por una diferencia en temperatura entre el pavimento y el suelo arenoso? ¿Por calor del tráfico de la carretera? ¿Por los vehículos que mueven el aire a lo largo de la carretera? ¿Por el algo más?

Kit Richards
Sunspot, New Mexico

Respuesta

Le escribí a Kit buscando más información. Comparando las fotos similares de la misma posición ventajosa, una con niebla de la cuenca y una fuera, él estableció claramente que la zona elevada brillante en la capa de la nube estaba sobre la carretera. Él suministró un diagrama, superponiendo su vista de la cámara sobre una imagen de DigitalGlobe de la cuenca de Tularosa, tomada con cielo despejado. La línea roja marca la carretera. Él también envió las observaciones de superficie de la base de las Fuerzas Aéreas de Holloman y del aeropuerto de Alamogordo, ambos localizados en la imagen.

Le escribí a Kit buscando más información. Comparando las fotos similares de la misma posición ventajosa, una con niebla de la cuenca y una fuera, él estableció claramente que la zona elevada brillante en la capa de la nube estaba sobre la carretera. Él suministró un diagrama, superponiendo su vista de la cámara sobre una imagen de DigitalGlobe de la cuenca de Tularosa, tomada con cielo despejado. La línea roja marca la carretera. Él también envió las observaciones de superficie de la base de las Fuerzas Aéreas de Holloman y del aeropuerto de Alamogordo, ambos localizados en la imagen.

Ambos sitios informaron sobre la niebla con una visibilidad de ¼ de milla o menos, cielo cubierto, y las temperaturas cerca de 30°F a la hora de la foto.

¿Por qué apareció una zona realzada en la niebla sobre la carretera? La temperatura del aire había estado sobre los 20s antes de que la foto fuera tomada. Me preguntaba si el humo del tráfico pudo contener los núcleos de hielo en los cuales los cristales de hielo podrían formarse. El lanzamiento del calor latente asociado al crecimiento cristalino pudo haber sido los bastante como para elevar la niebla sobre la carretera. Esta línea de razonamiento es un callejón sin salida porque muy pocos núcleos de hielo son activos en tales temperaturas altas, y tales núcleos no se presentan en el extractor de los automóviles y de los camiones.

Las diferencias en el calentamiento solar entre la superficie de la carretera y el desierto circundante pueden ser eliminadas porque el sol acababa de elevarse, y la niebla obscurecía el cielo, según lo indicado por las observaciones superficiales próximas. Eso deja al calor del extractor de los coches y de los camiones y la turbulencia generada por tráfico rodante como las causas más probables para generar la elevación de la capa de la niebla sobre la carretera.

La foto plantea otra pregunta interesante: ¿por qué es la estela perceptiblemente más brillante que la niebla en sí misma?

Las estelas de barcos en las imágenes de satélite

Por décadas, las trayectorias de los barcos en el océano han sido claramente visibles en las imágenes tomadas por los satélites cuando las naves pasan a través de la niebla o de las nubes bajas estratiformes, que ocurre con frecuencia, por ejemplo, en la costa oeste de los EE.UU. Las trayectorias aparecen como líneas brillantes, sobrepuestas en un campo algo más oscuro que las nubes bajas y de niebla. Este efecto lleva el nombre de Sean Twomey, que fue el primero que lo explicó en 1974.

Los núcleos de condensación de la nube (Cloud condensation nuclei, CCN) son partículas minuciosas sobre las cuales el vapor de agua se condensa fácilmente cuando la humedad está cercana al 100%. Cuando una fuente de CCN de contaminación antropogénica se introduce en un ambiente de otra manera limpio donde ya existen las nubes bajas o la niebla, el vapor disponible puede condensar en muchas más partículas por volumen de unidad que antes, dando como resultado un mayor número de gotitas más pequeñas comparadas con un número más bajo de gotitas más grandes.

Twomey fue el primero en precisar que las nubes que contienen una gran cantidad de pequeñas gotitas son más reflexivas (más brillantes) que las que contienen menos gotitas más grandes pero la misma cantidad del agua líquida por volumen de unidad. Los barcos que pasan a través de la niebla o de las nubes bajas de la costa oeste, en donde el aire limpio tiene una penuria relativa de CCN, aumentan su concentración en órdenes de la magnitud.

Cuando los CCN de los barcos se mezclan con el aire nublado, la concentración del número de gotas más pequeñas aumenta, las nubes a lo largo de la trayectoria del barco se hacen más brillantes y visibles.

Es bastante probable que el mismo proceso ocurriera en la cuenca de Tularosa. El aire del desierto es relativamente limpio pues la niebla se forma durante la noche. Los humos del tráfico de la carretera contienen altas concentraciones de CCN, que se mezclan con el aire brumoso circundante e incitan un cambio en el espectro del tamaño de las gotitas de la nube hacia tamaños más pequeños. El aire sobre la carretera no se mueve porque no hay viento, así que una cinta brillante aparece en la niebla sobre la carretera cuando el sol se eleva. La estela nubosa de los coches de ha formado.

THOMAS W. SCHLATTER, editor contribuyente de Weatherwise, es meteorólogo jubilado y voluntario en el Laboratorio de Investigación del Sistema de la Tierra de la NOAA en Boulder, Colorado.

Fuente: Weatherwise http://www.weatherwise.org/