Los polígonos están muy extendidos en la naturaleza:el lodo que se seca puede agrietarse en bloques de muchos lados, y las abejas dan forma al panal en forma regular, celdas de seis lados. Los hexágonos también aparecen en amplias capas de nubes en partes de los océanos de la Tierra, y ahora un equipo de investigadores ha utilizado un enfoque de red para analizar por qué. Su trabajo promete ayudar a los científicos a encontrar descripciones más precisas de las nubes en modelos informáticos del tiempo y el cambio climático.
Grandes capas de nubes estratocúmulos se autoorganizan en patrones en forma de panal. "Este tipo de nubes enfrían el planeta al reflejar la radiación solar, pero su descripción en los modelos climáticos es todavía bastante burda", dijo la autora principal Franziska Glassmeier. Descubrió que podía usar un modelo matemático relativamente simple para recrear los patrones de nubes, que están configurados en la naturaleza por una compleja interacción de procesos físicos.
El nuevo papel coautor del científico de la NOAA y miembro del CIRES, Graham Feingold, se publica hoy en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . El trabajo fue apoyado en parte por el Programa de Investigación Innovadora CIRES.
Desde las primeras imágenes de satélite a principios de los años 60, Los científicos han reconocido que las nubes de estratocúmulos, como alfombras, Las nubes bajas a menudo cubren grandes secciones de océanos subtropicales, parecen panales imperfectos. A veces, las celdas están "cerradas, "con áreas nubladas en las células rodeadas de anillos sin nubes; y a veces están" abiertas, "con células libres de nubes rodeadas de anillos nublados. El patrón cambia constantemente a medida que emergen las células, desaparecer, y reorganizar.
Los investigadores ejecutaron simulaciones de nubes muy detalladas para capturar los movimientos de aire precisos que crean estos patrones:en general, donde el aire sube crea regiones nubladas, y donde desciende, Se forman regiones libres de nubes. Luego aplicaron una técnica matemática llamada teselación de Voronoi para traducir los movimientos del aire en una red de mosaicos poligonales. El modelo matemático simple desarrollado por Glassmeier y Feingold recrea este patrón. "Es como crear un mosaico dinámico con reglas específicas que permiten reemplazar diferentes parches con un nuevo conjunto de mosaicos una y otra vez", Glassmeier explica. Su modelo ofrece una explicación fundamental de la estructura y dinámica de impresionantes cubiertas de nubes de estratocúmulos.
Y quizás lo más importante, la técnica de análisis de redes puede ayudar a producir nubes más precisas en modelos informáticos. "Las nubes aún representan una incertidumbre significativa en nuestras proyecciones climáticas", dijo Feingold. "Nuestra esperanza es que este nuevo enfoque de red celular conduzca a nuevas formas de ver el problema de la parametrización de la nube".
