Bienvenidos al blog del Capitán Malaspina y sus secuaces donde encontrarás reflexiones sobre ciencia, tecnologia, informática y otras cosas de pensar.

12 mayo 2010

Los rayos del volcán Eyjafjallajökull


Una vez pasado el gran parón aéreo que sufrió Europa por la nubes de ceniza volcánica del volcań islandés Eyjafjallajökull (suerte que sólo escribo y no pronuncio) la gente anda maravillada con una galeria de impresionantes fotografías de la erupción que circulan por la red.

Entre ellas destaca sobremanera las de la tormenta eléctrica asociada a la nube de ceniza, tan llamativa que algunos dicen que se trata de un fotomontaje. Ojos curiosos se han dado cuenta de que en la foto, que aquí presento, en la parte superior del rayo de la derecha, se observa tenue el trazo de algunas estrellas en el cielo, clara indicación de una larga exposición. Algo incompatible con la nitidez con que se aprecia la nube volcánica, ya que una exposición prolongada la hubiera hecho aparecer como el agua movida de un río. A pesar de esto mi opinión es que la foto es auténtica por dos motivos. Uno es que si bien es cierto que se trata de una foto de larga exposición, algo por otra parte obligado para captar rayos (salvo que se haya sido picado por una araña radiactiva mientras le echas fotos a la chica mas guay del insti y adquieras sus reflejos arácnidos... los de la araña). Pues bien la foto es posible sin fotomontaje alguno, ya que los propios rayos actuarían como un "flash de cortinilla trasera" iluminando por un instante la nube. El otro motivo es que se trata de un fenómeno muy común y ha sido fotografiado a menudo y en casi todos los volcanes. Yo particularmente me quedo con las de la erupción del Chaitén en Chile en 2008.

La segunda cuestión que a menudo me hacen es cómo es posible que un volcán emita rayos. Normalmente asociamos los rayos a las tormentas, pero lo cierto es que muchos procesos naturales producen rayos, tormentas de polvo, incendios, vientos solares y por supuesto... los volcanes. Lo único esencial para que se produzca la enorme descarga electrica que es un rayo, es que exista separación de cargas. En las nubes este proceso se produce especialmente cuando los cumulonimbos en su ascensión vertical separan las cargas pues las partículas negativas tienden a formar un granizo que, por su mayor peso, permanece a menor altura, mientras las cargas positivas ascienden hasta la troposfera. Cuando la diferencia de potencial es tremenda, del orden de millones de voltios, se produce la descarga que es el rayo. En el caso de las nubes de polvo y de ceniza volcánica el proceso es distinto; la gran densidad de partículas favorece la fricción y con ello la creación de electricidad estática que se va acumulando hasta descargar. Bueno, como siempre el proceso es mucho más complejo y maravilloso, tengo en mente escribir un post sobre tipos de rayos, rayos globulares, gnomos, duendes y me lo reservo para entonces vds perdonen).

Buscando por la red me he tropezado con esta foto del que quiźa sea el fenómeno electrico más asombroso del mundo y que es conocido como el Relámpago del Catatumbo. Se tata de un relámpago casi continuo que se produce en el sur de lago Maracaibo en Venezuela. Tiene una ocurrencia anual de 140 a 160 noches, durando hasta 10 horas por noche y produce hasta 280 descargas por hora. Los rayos tiene hasta 10 kms de altura y se producen por la subida forzada de las nubes de desarrollo hasta los 5000 m de altura. Los viento alisios las empujan hacia las cordilleras Perijá y Mérida, donde no tienen otra opción que ascender de forma brusca y en este ascenso se produce la separación de cargas. Algo que ciertamente no sale en las guias turísticas y que habría que visitar.



Y por último un reto, todos hemos oido la técnica para calcular la distancia a la que se encuentra una tormenta contando los segundos de desfase entre el destello luminoso y el estruendo sonoro que es el trueno y multiplicándolos por la velocidad del sonido, lo cual es rigurosamente erróneo ¿sabe alguién porqué?

4 comentarios:

  1. La explicación de la Wikipedia en castellano sobre la imposibilidad de poder calcular la distancia aproximada de la tormenta empieza a parecerme sospechosa o cuanto menos un poco extremista cuando en otras versiones de la Wikipedia no se comparte y se propone el método tradicional basado en las diferentes velocidades de propagación de la luz y el sonido.

    En inglés:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Thunder

    En francés:
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Tonnerre

    En alemán
    http://de.wikipedia.org/wiki/Donner

    ResponderEliminar
  2. Me encanta ese espiritu crítico! ;-) estoy contigo en que no tengo clara la explicación de la wikipedia. En todo caso la onda de choque debe afectar sólo a los primeros metros.

    La cosa va por otro lado. La velocidad del sonido no es constante durante todo el recorrido del trueno, pues depedente notablemente de las propiedades del medio en el que se trasmite. Pensamos que el aire es homogéneo pero su perfil vertical y horizontal es muy diverso. Algunas de las propiedades que influyen son:

    a) La temperatura: cada grado más de temperatura la velocidad aumenta 0,6 m/s. Los 331,7 m/s se refieren a la velocidad del sonido en el aire a 0º. En recorrido desde la alta atmósfera hasta la superficie de la Tierra, puede experimentar cambios de más de 40ºC.
    b) La densidad: el sonido precisa de partículas para trasmitirse, cuantas más mejor.
    C)Composición: el aire no tiene una composición tan constante como creemos. La humedad por ejemplo varía considerablememte.
    d) La velocidad del aire misma, las partículas sobre las que se trasmite la vibración no estan quietas sino que se mueven (el viento). Lo que puede acelerar o ralentizar su desplazamiento según la dirección considerada


    Por último el recorrido del sonido desde la nube a nosotros no siempre es en línea recta, sino que experimenta rebotes entre diferentes capas estratificadas de la atmósfera.

    De todas formas, la regla de contar segundos para estimar la distancia sigue siendo una aproximación aceptable si lo que pretendes es ponerte a salvo.

    ResponderEliminar
  3. He estado buscando información en Internet y parece claro que inicialmente se forma una onda de choque (shockwave) supersónica debido al repentino calentamiento del aire que posteriormente se atenúa convirtiéndose en una onda acústica. Lo que no he encontrado es un modelo completo y claro con fórmula que explique la propagación en función de los parámetros que intervienen. Esta claro que sin conocer el valor de esos parámetros necesarios en el caso de una tormenta dada, no se puede conocer la distancia a la misma con exactitud, pero si se podría ver cuales son mas o menos influyentes y generar una versión simplificada de la formula con un margen de error tolerable.

    ResponderEliminar