FORMACIÓN DE GOTAS DE NUBE
Curso de
Agrometeorología
Mayo de 2003
Ing Agr. Gabriela Cruz
Aerosoles
¿Cuáles son los tamaños de los aerosoles?
Aerosoles gigantes > 1 micras de radio - concentraciones
similares en masas de aire marítimo y continental, así como
en aire contaminado.
Aerosoles grandes 0.1 a 1 micra de radio - más numerosos
que los núcleos gigantes, pero con una contribución similar
en la masa.
Núcleos de Aitken < 0.1 micras de radio - los aerosoles más
numerosos de todos, especialmente en áreas contaminadas.
¡Sin aerosoles!
¿Qué pasaría si no existieran estos
aerosoles en la atmósfera? (una situación
que puede simularse en laboratorio
"filtrando" las partículas contenidas en un
volumen de aire).
¡Sin aerosoles!
En este caso, ¡sería necesaria una humedad
relativa en el aire del orden de 700%
(sobresaturación) para que se produzca una
"condensación espontánea"! Sin embargo, en
el aire ambiente siempre están presentes estas
partículas, aunque algunas pueden ser más
efectivas para iniciar el proceso de
condensación que otras.
¡Sin aerosoles!
En cualquier muestra de aire que se tome se
puede observar miles de partículas en
suspensión (aerosoles), incluso en zonas
remotas con aire relativamente "puro". La
composición de estos aerosoles es muy variada,
según se trate de partículas naturales (polvo o
sal marina) o de origen industrial (5% del
total).
¿Cómo y por qué se forma una gotita de
nube?
Primero es preciso contemplar el caso
sencillo del vapor de agua en equilibrio
sobre una superficie acuosa plana.
El aire húmedo alcanza una presión de
vapor saturante (es) que depende de la
temperatura.
¿Cómo y por qué se forma una gotita de
nube?
Pero una partícula de agua tiene una
curvatura que, según demuestra la teoría,
precisa una presión de vapor superior a la es
(es decir, una ligera subresaturación) para
que la partícula permanezca en equilibrio el efecto de Curvatura o Kelvin. Cuanto
mayor sea la curvatura, la presión de vapor
ha de ser más elevada.
¿Cómo y por qué se forma una gotita de
nube?
Por tanto, una pequeña alteración en
el ambiente saturado o en el tamaño
de la gotita da lugar a un estado de
crecimiento inestable.
Formación de gotitas de nube
La formación de gotitas nubosas
comienza cuando un gran
volumen de aire húmedo se enfría
por debajo de su temperatura del
punto de rocío.
Formación de gotitas de nube
Este enfriamiento se produce por la
expansión adiabática que experimenta la
citada masa de aire cuando asciende. El
enfriamiento radiativo y la mezcla de
diferentes masas de aire también pueden
dar lugar a la disminución requerida de la
temperatura del aire húmedo.
Formación de gotitas de nube
La presión de vapor de equilibrio
sobre un núcleo higroscópico
tiene un valor menor que sobre
una gotita de agua pura.
Formación de gotitas de nube
La disolución se diluye a medida
que crece la gotita. Pero esto
requiere una mayor presión de
vapor para que se conserve el
equilibrio.
Formación de gotitas de nube
Así, el aire ambiente deja de estar
saturado con respecto a la gotita.
El agua que contiene se evapora
(aumenta el radio de curvatura);
se llega a un estado de equilibrio.
El efecto soluto combinado con el
de Curvatura
La combinación de ambos efectos produce una
serie de curvas de (Koehler) para diferentes
concentraciones de sal en el agua. El gráfico
siguiente muestra una de estas curvas junto a una
gotita creciendo a media que la saturación y el
tamaño de l a gotita aumentan.
El efecto soluto combinado con el
de Curvatura
Hasta un determinado radio crítico, r*,
domina el efecto soluto; la gotita está en
equilibrio estable con el aire ambiente.
El efecto soluto combinado con el
de Curvatura
¿Qué pasa si una gotita no puede
alcanzar el radio crítico r*?
Permanecerá como una partícula de
"neblina" .
El efecto soluto combinado con el
de Curvatura
Si alcanza el radio crítico r* continuará
creciendo, con lo que se encontrará
entonces en un aire ambiente "inestable"
(siempre que la sobresaturación se
mantenga por encima de la curva de
equilibrio).
El efecto soluto combinado con el
de Curvatura
Atención: el agua disponible para la
condensación se debe a movimientos
atmosféricos con una escala de decenas de
metros a centenares de kilómetros; el
crecimiento de la gotita nubosa
corresponde a una escala de micras a
centímetros
Descargar

Presentación gotas d..