La estabilidad de los vórtices de von Kármán
Los vórtices de von Kármán son un patrón distintivo que puede ocurrir cuando un fluido pasa por un objeto alto, aislado y estacionario
En un día despejado, las Islas de Madeira, Canarias o de Cabo Verde se destacan en las imágenes de satélite gracias a un patrón nubosos de niveles bajos formado por remolinos o vórtices llamativos.
Estas tres seria de islas volcánicas se encuentran lo suficientemente altas como para generar efectos de sombra de lluvia que sustentan bosques secos únicos en algunas de las islas.
La altura también ayuda a estas islas a perturbar las masas de aire y las nubes que pasan de una manera que Theodore von Kármán, un matemático consumado, ingeniero aeroespacial y uno de los fundadores del Laboratorio de Propulsión a Chorro, probablemente habría apreciado.
Los senderos se denominan calles de vórtices de von Kármán, un patrón distintivo que puede ocurrir cuando un fluido pasa por un objeto alto, aislado y estacionario. En 1912, von Kármán fue el primero en describir las características del flujo oscilante en términos matemáticos mientras trabajaba como asistente graduado para el pionero dinamizador de fluidos alemán Ludwig Prandtl .
Aunque un científico francés fue el primero en fotografiar la característica, la idea clave de von Kármán fue una prueba matemática que demostraba que los vórtices escalonados eran el patrón de flujo más duradero que esas características pueden producir.
“Descubrí que solo la disposición antisimétrica podía ser estable, y solo para una cierta proporción de la distancia entre las filas y la distancia entre dos vórtices consecutivos de cada fila”, escribió von Kármán más tarde sobre el descubrimiento. En otras palabras, los vórtices siempre se compensan y nunca se alinean.
El espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) del satélite Terra de la NASA capturó esta imagen de arriba de los remolinos de nubes el 20 de diciembre de 2020. Los bosques secos parecen un poco más oscuros que el resto de las islas de Cabo Verde.
Von Kármán era estudiante de la Universidad de Göttingen (Alemania) cuando hizo su intuición sobre los vórtices. Permaneció en Alemania hasta 1930, con una interrupción de tres años para servir en el ejército austrohúngaro. Preocupado por el ascenso de los nazis en Alemania, von Kármán aceptó una oferta para dirigir el nuevo Laboratorio Aeronáutico Daniel Guggenheim en el Instituto de Tecnología de California en 1930. Ese laboratorio se convirtió más tarde en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 1958.
Imagen de NASA Earth Observatory por Lauren Dauphin, usando datos MODIS de NASA EOSDIS / LANCE y GIBS / Worldview. Historia de Adam Voiland.
NASA Earth Observatory