viernes, 9 de diciembre de 2016

FORMACIÓN DE LAS NUBES Y COLOR DEL CIELO

¿Cómo se forman las nubes? ¿Por qué el cielo es azul? ¿Por qué cuando sale el Sol y se esconde tiene otros colores nuestro cielo?
He aquí las respuestas a todas estas preguntas...

Cuando de pequeños nos enseñaban el ciclo del agua, nos decían que el agua de los mares, ríos y demás masas de agua, se evapora, asciende, y se condensa formando las nubes, para posteriormente precipitar y así completar el ciclo. 

Pues bien, el proceso de formación de las nubes no es algo tan simple como esto.

En primer lugar, las fuentes de agua para la formación de las nubes, no sólo son las masas de agua (ríos, mares, océanos…) sino también las plantas. Éstas cogen el agua por la raíz y tras una serie de procesos biológicos, la excretan por las hojas. Este agua también se evapora y contribuye a este fenómeno.

Hemos empezado comentando que no bastaba para la formación de las nubes la simple evaporación del agua. Deberemos tener en cuenta las variables de presión, temperatura y la presencia de partículas sólidas en el aire. Estas últimas, tendrán una gran importancia.

Para entender mejor esto, lo ejemplificaremos con un experimento en el laboratorio. Los resultados del mismo, serán totalmente extrapolables a lo que ocurre en la naturaleza.

video [1]


La temperatura y la presión deben ser bajas para que el vapor de agua tienda a condensar. Al inicio del experimento, se ha purificado el aire dentro del sistema. Cuando sube el émbolo, aumentando el volumen que ocupa el aire, conseguimos que la presión baje y con ello la temperatura, pero como podemos comprobar, no se forman nubes.

Esto es debido a que las partículas del ambiente actúan como puntos de nucleación, es decir, a su alrededor se formarán las gotitas de agua que condensarán en una nube.
Estos puntos de nucleación son necesarios, ya que cuando las gotas de agua intentasen agruparse para formar una gota mayor, como la primera gota es tan pequeña, tiene una presión de vapor de equilibrio muy alta, y por ello en lugar de crecer se evaporaría.
 Como vemos en la siguiente fase del experimento, se introducen partículas a través de la llama de la vela. Cuando subimos el émbolo, disminuyendo la presión y la temperatura, ahora sí se forma la nube; que desaparece cuando el émbolo baja, y la presión y la temperatura del sistema aumentan.

En la naturaleza, el agua asciende a la zona más alta de la troposfera, donde la presión y la temperatura sea óptima para la formación de las nubes, y con las partículas de polvo, ceniza, etc. presentes en el ambiente, se condensan formando las nubes.
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COLOR DE LAS NUBES

El color se debe a la dispersión de la luz. Este fenómeno se produce por una interacción de dicha radiación con partículas presentes en el medio que atraviesa. Según al tamaño de partícula podemos clasificar este fenómeno en dos tipos:
           Dispersión Mie: Se produce cuando el tamaño de partícula es inferior a la longitud de onda de la radiación incidente.
         Dispersión rayleigh: Se produce cuando el tamaño de partícula es superior a la longitud de onda de la radiación incidente.


Nos centraremos en este último.

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La luz del Sol, es lo que conocemos como luz blanca, aquella que se descompone en los siete colores básicos: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Prueba de ello es el fenómeno conocido como arcoiris, que se produce cuando al llover, un rayo de Sol atraviesa gotas de agua, haciendo éstas, que la luz se descomponga en los colores anteriormente citados.

Debido al tamaño de las gotas de agua, superior 0,1µm las diferentes longitudes de onda de la luz solar se dispersen por igual haciendo que veamos las nubes blancas.

En contraposición a este fenómeno, el color del cielo.

* CIELO AZUL: debido a la presencia de partículas (polvo, cenizas,…) presentes en suspensión con un diámetro menor a 0,1µm,  produce que no todas las longitudes de onda se dispersen por igual, con preferencia del azul.

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* SALIDA Y PUESTA DE SOL: los rayos llegan prácticamente paralelos a la superficie, teniendo que atravesar una gruesa capa de gases atmosféricos, que solo dejan pasar la luz roja.
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Publicado por: Francisco Javier Páez Sánchez y Raquel de los Ríos Torrecilla.

REFERENCIAS: 
      Libro de "Termodinámica química". Juan A. Rodríguez Renuncio. http://www.casadellibro.com/libro-termodinamica-quimica/9788477385813/620809

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