Los aviones que vuelan sobre la lluvia o la nieve pueden intensificar la precipitación hasta diez veces, según un nuevo estudio.

Las ráfagas de lluvia y nieve no son causadas por las emisiones de la aeronave, sino que son la consecuencia peculiar del paso de las alas de las aeronaves a través de nubes de gotas de agua superenfriadas en capas de nubes por encima de una capa de lluvia o nieve activa.

En las condiciones adecuadas, este efecto puede aumentar las tormentas de lluvia y nieve en los aeropuertos, donde muchos aviones se cruzan con la capa de nubes en la aproximación y el descenso.

"Lo interesante de esta característica es que es causada por aviones, pero no es causado por la contaminación, "dijo Dimitri Moisseev, un investigador de la Universidad de Helsinki y el Instituto Meteorológico de Finlandia y el autor principal del nuevo estudio en AGU Journal of Geophysical Research:Atmósferas . "Incluso si hubiera aviones absolutamente ecológicos, que no tienen combustión, sin combustible ni nada, todavía sucedería ".

Aunque las bandas de precipitación aumentada se crean artificialmente, el proceso físico iniciado por el paso de aviones puede ocurrir naturalmente, lo que los convierte en laboratorios útiles para estudiar la formación de precipitaciones, según Moisseev. Observarlos puede ayudar a los meteorólogos a "pronosticar" las condiciones naturales de lluvia y nieve de 2 a 6 horas en el futuro, que es esencial para las operaciones aeroportuarias.

"Cuando usted, como yo, Mire los datos del radar todos los días, siempre hay algo interesante que hacer, "Moisseev dijo." Sorprendentemente, siempre hay cosas nuevas que todavía no podemos explicar ".

Moisseev descubrió serpentinas curiosas de mayor precipitación en escaneos de la antena de radar del campus de la Universidad de Helsinki Kumpula. Los parches anormalmente rectos de precipitación intensa aparecieron sobre un fondo de lluvia o nieve más ligera y parecían inclinarse hacia el cercano aeropuerto de Helsinki-Vantaa.

Sus formas se parecían intrigantemente a la inversa de las formaciones de nubes conocidas como rachas de caída, nubes perforadoras o de canal, Fenómenos que pueden ocurrir cuando los aviones vuelan a través de nubes de gotas de agua que son más frías que 0 grados Celsius (32 grados Fahrenheit), pero que no se congelan.

El nuevo estudio demuestra que un fenómeno similar puede potenciar o provocar lluvia o nevadas de las capas de nubes subyacentes a estas capas de nubes superenfriadas.

Super guay

Tanto las pequeñas gotas de agua como los cristales de hielo forman nubes. El agua pura puede permanecer líquida hasta -40 grados Celsius (-40 grados Fahrenheit) sin partículas de polvo u otras superficies adecuadas presentes para la cristalización de semillas en hielo. Por lo tanto, las gotas de agua que se condensan en nubes pueden ser mucho más frías que el punto de congelación típico de 0 grados Celsius (32 grados Fahrenheit). Tales nubes líquidas superenfriadas son comunes en capas de nubes de nivel bajo a medio.

Los cambios en la presión del aire de los aviones que pasan pueden hacer que estas gotas de agua sobreenfriadas se congelen y se conviertan en cristales de hielo. El aire se expande abruptamente como consecuencia de las puntas de las alas y las hélices, causando una dramática caída local de presión y temperatura. Dentro de una nube de gotas de agua que ya está sobreenfriada entre -15 y -20 grados Celsius (5 a -4 grados Fahrenheit), el avión que pasa puede bajar la temperatura por debajo de -40 grados Celsius (-40 grados Fahrenheit) e instigar la formación de cristales de hielo.

Los nuevos cristales de hielo ayudan a congelar más gotas de agua súper fría, desencadenando una reacción en cadena de formación de cristales en un círculo cada vez mayor alrededor de la trayectoria de la aeronave. Cuando los cristales caen crean agujeros o vetas de aire limpio en la nube, a veces abriendo una ventana de cielo azul si la capa de nubes es fina. En la mayoría de los casos, los cristales de hielo se evaporan antes de llegar al suelo.

Los meteorólogos han sabido que los aviones que pasan pueden congelar las gotas de agua en cristales de hielo y trabajos anteriores habían sugerido que el proceso podría mejorar la lluvia y la nieve en las nubes subyacentes. pero el efecto no se había capturado en detalle.

Andrew Heymsfield, un científico senior en el Laboratorio de Meteorología de Mesoescala y Microescala del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, Colorado, y un investigador no afiliado al nuevo estudio, había notado el potencial de siembra inadvertida de nubes sobreenfriadas sobre aeropuertos en un artículo anterior sobre la formación y propagación de agujeros en las nubes inducidos por aviones. Observó arcos similares de nevadas intensificadas en los datos de radar recopilados cerca de Denver, El antiguo aeropuerto Stapleton de Colorado en 1992.

"Sabemos que los aviones pueden provocar precipitaciones. Los autores de este estudio tienen muchos casos, con datos maravillosos de instrumentos terrestres:radar, lidar:buena información sobre el tamaño y la concentración de partículas, y datos de radiosondas para mostrar la temperatura probable de formación, ", Dijo Heymsfield." Lograron documentar el fenómeno ".

Para averiguar si las serpentinas de precipitaciones intensas podrían ser causadas por aviones, Moisseev y sus colegas revisaron 11 años de datos del radar meteorológico de la Universidad de Helsinki y encontraron 17 días con casos repetidos de las serpentinas lineales características entre diciembre de 2008 y enero de 2018.

Examinaron las rutas de vuelo cerca del aeropuerto para ver si las serpentinas podrían ser causadas por aviones que pasaban. Las trayectorias de vuelo archivadas en 2011 confirmaron que las aeronaves pasaron dentro de 2 a 10 kilómetros (1 a 6 millas) de las serpentinas de precipitaciones intensas en la mayoría de los casos observados.

"La precipitación intensificada básicamente sigue la trayectoria de un avión sobre la nube, "Moisseev dijo." Podría extenderse a lo largo de cientos de kilómetros, pero la sección transversal sería quizás de 100 metros. Así que es muy estrecho característica larga ".

Sembrando nieve

Los cristales de hielo adicionales aumentan la velocidad a la que los cristales chocan para formar copos de nieve más grandes, intensificando las nevadas, según los autores.

Esto podría suceder si un avión vuela directamente a través de una nube que se precipita, pero los autores sospechan que está ocurriendo algo más complicado, porque sus datos ubican la altura inicial de la lluvia y el aumento de la nieve muy por encima de la capa que ya está precipitando.

El nuevo estudio concluye que es muy probable que los cristales de hielo generados por los aviones caigan de una capa superior de nubes superenfriadas a una capa inferior que esté lloviendo o nevando activamente. engendrando más lluvia o nieve de la capa de nubes más baja.

Los datos satelitales apoyan este escenario, mostrando una capa superior de nubes compuesta de gotitas superfrías o una mezcla de hielo y agua, a la temperatura adecuada para convertirse en cristales de hielo bajo la influencia de los aviones. Esta parte superior, La capa superfrío flota a la altitud de aproximación típica de los aviones que vuelan al aeropuerto de Helsinki-Vantaa.

La lluvia y la nieve mejoradas artificialmente por el tráfico aéreo tienen pistas útiles para la precipitación natural y los factores que afectan la eficiencia de la formación. según Moisseev. Las serpentinas son experimentos accidentales que permiten a los investigadores observar el efecto a lo largo de la trayectoria de la aeronave. y justo afuera de ella, y hacer preguntas sobre los tipos de procesos microfísicos que tienen lugar.