/ sábado 26 de febrero de 2022

Háganse la Luz | Cuando calienta el sol

Para que el aire pueda tener movimiento y generar corrientes o viento, influyen factores como el cambio de la temperatura o la densidad de la carga eléctrica

El viento es un fenómeno muy natural para todas las personas, pues se trata del movimiento de las distintas moléculas que conforman el aire, entre éstas, las de nitrógeno en un 78 %, oxígeno en un 21 %, argón en un 1 % y muchos compuestos más, como el vapor de agua, el dióxido de carbono y el metano, entre otros. Para que el aire pueda tener movimiento y generar corrientes o viento, influyen factores como el cambio de la temperatura o la densidad de la carga eléctrica.

En particular, en lo que respecta al flujo de calor, que en este caso se refiere a la energía térmica que se deposita en, o emiten las moléculas del aire, un aumento en la temperatura del medio ambiente transfiere esta energía a las moléculas de los gases que componen la atmósfera, causando con ello que éstas incrementen su capacidad de movimiento y expandan su volumen, disminuyendo su densidad. Por el contrario, cuando el frio desciende en la atmósfera, el calor fluye abandonando a las moléculas de aire y con ello éstas pierden movilidad y contraen su volumen, aumentando su densidad. Podemos visualizar estos cambios en la densidad como unas burbujas de aire caliente que son empujadas hacia las capas superiores de la atmósfera por resultar más livianas que su entorno. Pero a medida que el aire asciende, éste se enfría y se revierte el proceso, descendiendo ahora porque se vuelven más pesadas que el aire que va en ascenso.

Si el descrito fuera el único mecanismo existente, entonces nosotros sentiríamos el viento sólo en ambos sentidos de la dirección vertical, hacia arriba y hacia abajo; sin embargo, debido a la rotación y traslación terrestres, a este ascenso y descenso se le traslapa un desplazamiento lateral que dota al viento de un movimiento más complejo. De esta forma, el aire caliente sube y baja al mismo tiempo que se mueve hacia adelante o atrás siguiendo trayectorias curveadas.

Este comportamiento fue estudiado durante el siglo XVIII por George Hadley, quien nació el 12 de febrero de 1685. Hadley notó que los vientos alisios de las regiones intertropicales —entre 23°27 norte y 23°27 sur— soplaban siempre en sentido de este a oeste y ello le llevó a deducir que esto se debía a la rotación de la Tierra. Posteriormente pudo poner a prueba su hipótesis usando globos que le permitían contener volúmenes controlados de aire, comprobando así que cuando el Sol calentaba se daba inicio a la circulación que ilustraba el movimiento convectivo con total claridad. Con su método, Hadley pudo descubrir la existencia de las corrientes de aire que circulan cíclicamente desde la línea del ecuador hacia ambos hemisferios, y que por ello se conocen como las Células de Hadley… y así, la luz se ha hecho.


El viento es un fenómeno muy natural para todas las personas, pues se trata del movimiento de las distintas moléculas que conforman el aire, entre éstas, las de nitrógeno en un 78 %, oxígeno en un 21 %, argón en un 1 % y muchos compuestos más, como el vapor de agua, el dióxido de carbono y el metano, entre otros. Para que el aire pueda tener movimiento y generar corrientes o viento, influyen factores como el cambio de la temperatura o la densidad de la carga eléctrica.

En particular, en lo que respecta al flujo de calor, que en este caso se refiere a la energía térmica que se deposita en, o emiten las moléculas del aire, un aumento en la temperatura del medio ambiente transfiere esta energía a las moléculas de los gases que componen la atmósfera, causando con ello que éstas incrementen su capacidad de movimiento y expandan su volumen, disminuyendo su densidad. Por el contrario, cuando el frio desciende en la atmósfera, el calor fluye abandonando a las moléculas de aire y con ello éstas pierden movilidad y contraen su volumen, aumentando su densidad. Podemos visualizar estos cambios en la densidad como unas burbujas de aire caliente que son empujadas hacia las capas superiores de la atmósfera por resultar más livianas que su entorno. Pero a medida que el aire asciende, éste se enfría y se revierte el proceso, descendiendo ahora porque se vuelven más pesadas que el aire que va en ascenso.

Si el descrito fuera el único mecanismo existente, entonces nosotros sentiríamos el viento sólo en ambos sentidos de la dirección vertical, hacia arriba y hacia abajo; sin embargo, debido a la rotación y traslación terrestres, a este ascenso y descenso se le traslapa un desplazamiento lateral que dota al viento de un movimiento más complejo. De esta forma, el aire caliente sube y baja al mismo tiempo que se mueve hacia adelante o atrás siguiendo trayectorias curveadas.

Este comportamiento fue estudiado durante el siglo XVIII por George Hadley, quien nació el 12 de febrero de 1685. Hadley notó que los vientos alisios de las regiones intertropicales —entre 23°27 norte y 23°27 sur— soplaban siempre en sentido de este a oeste y ello le llevó a deducir que esto se debía a la rotación de la Tierra. Posteriormente pudo poner a prueba su hipótesis usando globos que le permitían contener volúmenes controlados de aire, comprobando así que cuando el Sol calentaba se daba inicio a la circulación que ilustraba el movimiento convectivo con total claridad. Con su método, Hadley pudo descubrir la existencia de las corrientes de aire que circulan cíclicamente desde la línea del ecuador hacia ambos hemisferios, y que por ello se conocen como las Células de Hadley… y así, la luz se ha hecho.


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