Algunas Carreras De Gotas De Lluvia Rompen Su 'Límite De Velocidad'

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Algunas gotas de lluvia viajan más rápido de lo que deberían, dicen los científicos que sugieren que las gotas superterminales pueden alterar las estimaciones de lluvia.

Algunas gotas de lluvia radicales están burlando las reglas: las gotas de lluvia parecen estar rompiendo un límite físico de velocidad, a veces cayendo 10 veces más rápido de lo que deberían, según los científicos.

Como todos los objetos en caída libre, las gotas de lluvia se mueven de acuerdo con las leyes de la física. Una de esas leyes pone una barrera a la rapidez con que un objeto en caída libre puede viajar. Esta velocidad terminal se alcanza cuando la fuerza de gravedad descendente es igual a la fuerza opuesta de la resistencia del aire.

En 2009, los físicos informaron que habían descubierto pequeñas gotas de lluvia que caían más rápido que esta velocidad terminal. En ese estudio, detallado en la revista Geophysical Research Letters, Alexander Kostinski y Raymond Shaw de la Universidad Tecnológica de Michigan, junto con Guillermo Montero-Martínez y Fernando García-García de la Universidad Nacional de México, midieron 64,000 gotas de lluvia y encontraron grupos de "superterminales". "Las gotas caen más rápido de lo que deberían en función de su tamaño y peso, especialmente a medida que la lluvia se hizo más pesada. [Weirdo Weather: 7 Rare Weather Events]

En el nuevo estudio, Kostinski y sus colegas verificaron ese hallazgo inicial utilizando instrumentos completamente diferentes. Los investigadores registraron la velocidad de 1.5 millones de gotas de lluvia que pasan a través de un rayo láser durante seis tormentas en un sitio cerca de Charleston, Carolina del Sur. Todas las gotas de lluvia que miden 0,8 milímetros (0,03 pulgadas) y más grandes cayeron al suelo a velocidades pronosticadas, pero del 30 al 60 por ciento de las gotas más pequeñas (las que miden alrededor de 0,3 milímetros, o aproximadamente 0,01 pulgadas) viajaron más rápido que su velocidad máxima.

"Ocasionalmente, las gotas más pequeñas (menos de un milímetro) caen más de 10 veces más rápido de lo esperado", dijo Kostinski a WordsSideKick.com en un correo electrónico. "En promedio, las gotas pequeñas se mueven un 30 por ciento más rápido de lo esperado, pero depende del tipo de lluvia y la fuerza".

Las gotas superterminales pueden ser el resultado de la fragmentación, en la que una gota "principal" se divide en gotas más pequeñas. "Justo después de la ruptura, los fragmentos se mueven aproximadamente con la velocidad de las gotas madre", escribió Kostinski. "La caída de la madre es grande, y su velocidad terminal es mucho mayor que la de las caídas más pequeñas. Esta es una razón posible para que las gotas más pequeñas (fragmentos) rompan el límite de velocidad".

Los llamados despertares turbulentos que se forman detrás de las gotas de lluvia también pueden explicar este extraño comportamiento. En esas estelas, la resistencia del aire que se opone a la fuerza hacia abajo de la gravedad disminuiría. "Si caen detrás de otra gota, el arrastre de aire disminuye (como un grupo de motociclistas detrás de un líder)", escribió Kostinski.

Al usar 21 monitores de precipitación láser y un dispositivo de video, los investigadores también descartaron la idea de que las rápidas gotas de lluvia fueran el resultado de gotas que salpicaban los instrumentos o algún tipo de error de medición.

"El hecho de que una fracción sustancial de las gotas del tamaño de la llovizna se mueva más rápido que sus velocidades terminales sugiere que no estamos viendo un efecto atípico aquí", dijo el autor principal Michael Larsen, profesor asistente de física y astronomía en el College of Charleston. Dicho en un comunicado. "Eso me sorprendió un poco y me ayudó a darme cuenta de que hay más ciencia por hacer".

Los investigadores no están seguros de qué está causando que algunas gotas de lluvia caigan en picado a la Tierra tan rápido. "No predijimos esto, para ser honestos", dijo Kostinski. Sin embargo, el hallazgo puede afectar las estimaciones de lluvia y los cálculos de erosión basados ​​en modelos que usan velocidades supuestas de todas las gotas de lluvia. (Las gotas de lluvia que se mueven más rápido tienen más energía cinética para erosionar los suelos que golpean).

"El supuesto de que la lluvia consiste en gotas aisladas y aisladas que caen a velocidades prescritas ha durado tanto [en la ciencia atmosférica]", dijo Kostinski en el comunicado.

El nuevo estudio se detalla en un número reciente de la revista Geophysical Research Letters.

Sigue a Jeanna Bryner en Gorjeo y Google+. Síguenos @wordssidekick, Facebook & Google+. Artículo original sobre Ciencia viva.


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