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Otra aplicación de la teoría del caos

La teoría del caos permite generar mapas para predecir las trayectorias de las partículas emitidas a la atmósfera

Timea Haszpra desarrolló un modelo para seguir las partículas a medida que viajan por todo el mundo. Usándolo, ha generado mapas que se pueden usar para predecir cómo se dispersarán las partículas sobre el mundo. Esta imagen muestra la distribución geográfica de la vida útil de las partículas tau inicializadas uniformemente en todo el mundo, 1 de enero de 2016, 00 UTC en el nivel de presión de 500 hPa (aproximadamente 5,5 kilómetros de altitud). El radio de la partícula es de 5 micrómetros, la densidad de la partícula es de 2,000 kg / m3.

Las partículas que flotan en el aire flotante, después de los desastres y otros eventos geológicos, pueden tener un impacto duradero en la vida en la Tierra, y un nuevo modelo basado en la teoría del caos ayuda a predecir cómo se mueven estas partículas, con un ojo puesto en las aplicaciones para la geoingeniería.

Las partículas flotantes en el aire, después de los desastres y otros eventos geológicos a gran escala, pueden tener un impacto duradero en la vida en la Tierra. Las cenizas volcánicas pueden proyectarse hasta la estratosfera y detener el tráfico aéreo al permanecer en la atmósfera durante meses.

Las partículas de accidentes industriales tienen el potencial de viajar completamente por los hemisferios antes de caer al suelo.

Un nuevo modelo basado en la teoría del caos, y publicado en Chaos AIP Publishing, busca ayudar a predecir cómo se mueven las partículas en tales eventos con miras a posibles aplicaciones de geoingeniería para combatir el cambio climático.

Usando los datos de viento disponibles, la investigadora Timea Haszpra desarrolló un modelo para seguir las partículas en el aire a medida que viajan alrededor del mundo. Al usarlo, ha generado mapas que se pueden usar como atlas para predecir cómo las partículas, como la ceniza volcánica o la contaminación, se dispersarán por encima del mundo.

"Una de las partes más sorprendentes de la investigación es la gran variedad de ciclos de vidas individuales", dijo. "Los ciclos de vidas de las partículas en el aire variaron de aproximadamente de 2 a 150 días para las típicas partículas de ceniza volcánica. Más del 10% de las partículas más pequeñas sobreviven en la atmósfera tanto como un año, y más del 1% sobrevive dos años".

El movimiento de partículas atmosféricas muestra un comportamiento similar al fractal, y cuando los datos se filtran especialmente, se puede encontrar un objeto que gobierna el movimiento caótico de partículas y se denomina silla de montar caótica.

Las trayectorias de cada partícula simulada muestran propiedades que se unen transitoriamente por los cambios en el flujo de la atmósfera antes de caer a la Tierra.

En general, descubrió que las partículas provenientes del área alrededor del ecuador permanecen en la atmósfera durante más tiempo, y las partículas más pequeñas que una micra podrían permanecer en la atmósfera durante años antes de caer.

La vida útil promedio de una partícula en el aire es de aproximadamente un mes, pero también encontraron que las partículas en un área de un mapa podrían estar en el aire hasta 10 veces más que las partículas en otras partes del mapa. La forma en que se distribuyeron estos ciclos de vida en todo el mundo varía según la temporada.

Para ilustrar los conceptos en el documento, Haszpra ha creado un juego en línea, llamado RePLaT-Chaos, que permite a los jugadores aprender el tema de la advección atmosférica creando y probando sus propias erupciones volcánicas.

Haszpra cree que sus hallazgos pueden informar los esfuerzos futuros que se han sugerido para usar partículas de aire que reflejan el sol para contrarrestar el cambio climático. Ella planea expandir este trabajo incorporando datos meteorológicos históricos y modelos climáticos para comprender mejor cómo la dispersión de partículas puede cambiar cuando cambia el clima.

Referencia
"Intricate features in the lifetime and deposition of atmospheric aerosol particles"

Esta entrada se publicó en Noticias en 09 Ago 2019 por Francisco Martín León