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12-May-2008

Huracanes simulados en una pompa de jabón

Similitudes sorprendentes entre las pompas de jabón y la atmósfera terrestre

¡Existen similitudes sorprendentes entre las pompas de jabón y la atmósfera terrestre! Estas semejanzas han sido aprovechadas por investigadores franceses para realizar una simulación de huracanes.

A una escala sin embargo muy diferente, una pompa de jabón puede ser comparada con la atmósfera que rodea nuestro planeta, hasta tal punto que puede constituir un modelo. Y como ella, está constituida por una capa muy delgada en comparación con su diámetro y su fluidez permite a la materia que la compone circular libremente.

Esta similitud inspiró a un equipo de investigadores del Centro de Física molecular óptica y hertziana (CPMOH) de las Universidades de Burdeos y de La Reunión. Los científicos utilizaron una pompa de jabón para simular el componente aleatorio que regía el movimiento de los huracanes, para comprender mejor estos devastadores fenómenos.

Pero la distribución de las temperaturas en el seno de la atmósfera terrestre no es uniforme. Para resolver este problema, los investigadores crearon una semi-burbuja formada por una superficie de agua y de jabón que obturaba un recipiente calentado. A su contacto, es decir en el ecuador de la semi-burbuja, la temperatura era de 45°C mientras que era más baja a nivel del único polo. En este experimento, aparecieron en la base numerosas corrientes de convección, posteriormente en seguida se formó un gran remolino, con un gran parecido a un huracán.


Un huracán miniatura. Se parece a uno de verdad. © Fanny Seychelles, Hamid Kellay

Una tierra en miniatura

Los investigadores filmaron los movimientos de la burbuja y luego trataron las imágenes informáticamente para puntear las estructuras en movimiento. Pudieron así analizar con precisión las fluctuaciones aparentemente desordenadas de este remolino, que se caracteriza por una ley llamada superdifusiva correspondiente a un movimiento de tipo vuelo de Levy, es decir una trayectoria aleatoria dominada por sobresaltos poco numerosos pero de gran amplitud.

El equipo luego estudió las trayectorias de los ciclones de la temporada 2003-2004, y midió el componente aleatorio, siempre presente en sus desplazamientos. Para su sorpresa, una gran similitud apareció entre los huracanes atmosféricos y los remolinos de las pompas de jabón. Sus resultados serán publicados en la revista Physical Review Letters. La revista Nature ha subido un video a la red. Pueden acceder a visualizar este video desde aquí.

Hamid Kellay, del CPMOH, templa esta analogía señalando que los movimientos de los verdaderos huracanes se ven fuertemente afectados por la rotación de la Tierra así como por otros complejos fenómenos atmosféricos. Pero la tenida en consideración de la parte aleatoria, hasta ahora desconocida, del comportamiento de los huracanes pone en evidencia la universalidad de las estadísticas de las fluctuaciones de trayectoria. A medio plazo, debería ayudar a prever mejor sus trayectorias y anticipar los riesgos.

Crédito de la imagen: Fanny Seychelles, Hamid Kellay.

Fuente: Astroseti
Traductor al español: Xavier Civit


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