Per què el cel és blau

i els núvols són blancs?

Archive for maig de 2011

Espectacular erupció del volcà islandès Grimsvötn.

Posted by Costa M. a 24 maig 2011


Algunes aerolinies que operen al Regne Unit han anunciat que cancelaran tots o gairebé tots els vols programats pel dimarts per la previsió de que apareixi cendra del volcà islandès Grimsvötn, el qual va entrar en erupció el passat dissabte, a l’espai aeri escocès.

La freqüència i temporalitat amb la què els volcans entren en erupció és totalment aleatoria, segons els vulcanolegs experts. No es té la suficient informació per saber quan i on es donarà lloc el següent, diuen.

L’erupció d’aquest volcà ha estat 2 o 3 vegades més violenta que el de Eyjafjallajökull fa un any. Tot hi que les conseqüències d’aquesta última erupció podríen haber estat pitjors si el grossor del glaciar a sota el qual es troba el Grimsvötn fos menor.

L’any passat l’erupció de Eyjafjallajökull, que va obligar a tancar durant varis dies l’espai aèri britànic i de varis països europeus pel temor al  dany que les cendres volcàniques podria cauar als avions.

Les diferències principals entre els dos volcans és que el casquet de gel del glaciar. El hi havia en el Eyjafjallajökull era més fi que el del Grimsvötn, el qual té un glaciar amb un gruix de 200 metros. De totes maneres, el factor clau recau també en la mida de les partícules de cendra. En el cas actual, el gruix i el pes són majors i això significa que no viatgen tant per l’atmòsfera, sinó que per gravetat cauen abans.Segons AENA, la probabilitat que les cendres arribin a España és cada cop menor. Segons el vulcanòleg Barreda, la columna de cendres que està expulsant el Grimsvötn “està decreixent“. Si segueix així, “de cares al cap de setmana anirà desapareixent casi tota”, afegeix.

Aquesta informació coincideix també amb el que diu Eurocontrol, que indica que el volcà islandès continua en erupció, però de forma una mica menys intensa que en dies anteriors, per la qual cosa la concentració de cendres a l’aire és menor.

Font video: Vimeo by Jon Gustafsson

Posted in 5. Noticia | Leave a Comment »

Bye Bye Comet!

Posted by Costa M. a 15 maig 2011


Vídeo capturat per la NASA entre el 10 i 11 de maig del 2011:

El SOHO va observar com un cometa força brillant s’aproximava cap al Sol i no es va tornar a veure fins a la seva aproximació i trobada amb el Sol (10 a 11 maig 2011). El cometa, probablement part de la família dels cometes Kreutz, va ser descobert per l’astrònom aficionat Sergey Shurpakov. En aquest video es pot observar el coronògraf del Sol (representat per un cercle blanc), el qual és bloquejat pel disc vermell que oculta el Sol, de manera que les estructures febles de la corona del Sol es poden discernir. Curiosament, una ejecció de massa coronal va tenir lloc a la dreta just quan el cometa s’acosta al sol.

Els científics, però, encara han de trobar una connexió física entre la connexió que hi ha entre els cometes que estan al voltant del Sol i les ejeccions de massa coronal. De fet, l’anàlisi d’aquesta CME, l’ús d’imatges de l’Observatori de Dinàmica Solar, mostra que la CME va esclatar abans que el cometa s’acostés prou a la superfície solar per a interactuar amb forts camps magnètics.

Crèdit: NASA / SOHO

NASA Goddard Space Flight Center permet a la missió de la NASA a través de quatre activitats científiques: Ciències de la Terra, Heliofísica, Exploració del sistema solar, i Astrofísica. Goddard juga un paper important en els èxits de la NASA, aportant els coneixements científics de pes per impulsar la missió de l’Agència.

Font: NASA Goddard Photo and Video

Bye Bye Comet! [English version]

NASA video captured May 10-11, 2011

SOHO watched as a fairly bright comet dove towards the Sun in a white streak and was not seen again after its close encounter (May 10-11, 2011). The comet, probably part of the Kreutz family of comets, was discovered by amateur astronomer Sergey Shurpakov. In this coronagraph the Sun (represented by a white circle) is blocked by the red occulting disk so that the faint structures in the Sun’s corona can be discerned. Interestingly, a coronal mass ejection blasted out to the right just as the comet is approaching the Sun.

Scientists, however, have yet to find a convincing physical connection between sun-grazing comets and coronal mass ejections. In fact, analysis of this CME using images from the Solar Dynamics Observatory shows that the CME erupted before the comet came close enough to the solar surface to interact with strong magnetic fields.

Credit: NASA/SOHO

NASA Goddard Space Flight Center enables NASA’s mission through four scientific endeavors: Earth Science, Heliophysics, Solar System Exploration, and Astrophysics. Goddard plays a leading role in NASA’s accomplishments by contributing compelling scientific knowledge to advance the Agency’s mission.

Source: NASA Goddard Photo and Video

Posted in 1. Ciència | Leave a Comment »

Anatomia d’un tornado assassí

Posted by Costa M. a 15 maig 2011


Als Estats Units es coneixen com a “killer tornadoes” (tornados assassins) per la seva capacitat de destrucció. L’última onada de tornados d’aquest tipus als Estats Units, al sud, ha deixat més de 300 morts. Les tècniques de predicció i alerta han millorat en els darrers 50 anys, però el fenomen encara segueix sent impredictible.

Científics experts en tornados expliquen com s’origina aquest fenomen meteorològic del qual encara no es coneixen totes les seves causes i per què als Estats Units  són més propensos a ells.

L’onada de tempestes i tornados viscuda al sud dels EUA a finals d’abril ha deixat més de 300 morts i és el pitjor temporal d’aquest tipus ocorregut al país des de 1974. A diferència d’altres ocasions, les tempestes van atacar aquesta vegada per desenes de fronts: almenys 155 tornados sembrar la destrucció en àrees força poblades i van escombrar-ho tot al seu pas en menys de tres dies. Les seves petjades, com urpades sobre la superfície terrestre, són visibles des del satèl.lit. A la localitat de Tuscaloosa, una de les més danyades, aquest “monstre silenciós” va deixar prop de 40 morts i una reguera de destrucció de més de 10 quilòmetres de llarg i un quilòmetre d’ample.

Devastació a Alabama. Així ha quedat l’Escola de Primària d’Alberta de Tuscaloosa, Alabama, després del pas del tornado. Aquesta és una imatge de satèl lit on apareix l’escola (cercle) en la trajectòria directa d’un tornado probablement FE-4. DigitalGlobe

Per què es van produir tants tornados al mateix temps i tan letals?

Joshua Wurman porta caçant tornados des de fa 15 anys i és un dels més grans especialistes del món en aquest fenomen. “No és només que hi hagués més de cent tornados”, explica Wurman, “és que molts d’ells eren molt violents”. “Es produeixen més de mil tornados a l’any als EUA i la majoria no mata a ningú “, assegura.” Però aquests “aixafa-cases” que deixen una línia de quaranta quilòmetres de destrucció són el problema més greu “.

“El que ha passat és una petita sorpresa”, explica Miguel Gayà, meteoròleg jubilat de AEMET i el major especialista espanyol en tornados. “Des que es fan servir els nous mecanismes de detecció”, assegura, “el nombre de morts ha baixat vertiginosament. La tecnologia ens adverteix amb temps suficient. Però, és clar, no tothom té la ràdio posada i, encara que es donin avisos, no sempre es fa cas “.

Alabama, l’Estat més afectat. “Mai he vist una devastació com aquesta”, va dir Obama durant la seva visita a Alabama, el més afectat dels sis estats afectats per la tempesta de pluges i tornados dels últims dies, que ha estat la més devastadora en dècades, segons les autoritats. (DigitalGlobe)

En opinió de Wurman el sistema d’alerta va funcionar correctament i no es pot atribuir l’alta mortalitat a una falta de previsió. “El matí de l’esdeveniment”, afirma, “es va predir una tempesta molt forta i es van llançar molts avisos sobre la possibilitat de tornados. Una cosa que ens interessa és per què, malgrat els avisos, hi va haver totes aquestes morts “. La majoria dels morts, com en altres tornados, estaven a l’interior de casa seva i van morir aixafats pels objectes que el vent va llançar o les estructures que es van esfondrar sobre ells.

Sistemes de detecció i alerta

Per entendre com es forma un tornado hem de partir des del més general fins al més particular. Els tornados més letals, els que arriben a una força F4 o F5 en l’escala de Fujita, estan associats a un tipus molt concret de tempestes anomenades “supercèl·lules”. El xoc dels vents a diferents temperatures i humitats provoca una gran inestabilitat i la tempesta comença a enroscar-se sobre si mateixa. Algunes regions del planeta, com el denominat “carreró dels tornados” als EUA, són particularment propícies per a la formació d’aquest tipus de monstres en rotació. A la primavera, els vents freds i secs del nord contacten amb l’atmosfera càlida i humida del sud. “Quan aquests corrents penetren a la zona”, explica Wurman, “la diferència de velocitats i direcció del vent provoca la rotació de les tempestes”.

Un cop formada la tempesta, de vegades es formen nous vòrtex d’aire de diferent amplitud, en què el vent comença a girar i pujar en una espècie de tub vertical, però que encara no toca el terra. Es diuen mesociclons. Amb els anys, els científics han après que aquest és el principal indicador que a la zona pot produir un tornado. “La gran ‘avantatge’ que tenen aquestes tempestes”, assegura Gayá, “és que donen un senyal que podem detectar. Totes aquestes gotes girant dins el mesociclón són detectables per un radar especial, conegut com radar Doppler, similar al de policia per mesurar la velocitat d’un cotxe “. A través d’aquests radars, els meteoròlegs poden veure que una zona del vòrtex s’allunya del radar i una altra s’acosta.

“Quan apareix el mesocicló”, explica Gayà, “tenim encara de l’ordre d’uns 20 minuts per reaccionar, però amb la tempesta ja en marxa. No vol dir que hi hagi un tornado, sabem que hi ha violència en marxa, vent i calamarsa molt forts, i la probabilitat que es formi un tornado “. El problema, des del punt de vista científic, és que no coneixem encara quin és el detonant que fa que un mesocicló provoqui un tornado o no ho faci.

“Coneixem els ingredients perquè es formi una tempesta supercélula”, explica Joshua Wurman, “però no coneixem l’ingredient final que fa que una tempesta produeixi un tornado”. “Sabem que la rotació baixa fins a terra i s’intensifica amb una rotació molt estreta i violenta que és el tornado. Però les condicions exactes que causen aquest estrenyiment i aquest augment d’intensitat no es coneixen. És com tenir un munt de peces del trencaclosques però no saber com col.locar “.

Viatge a l’interior d’un tornado

A diferència dels mesociclons, els tornados no són detectables a distància i no solen aparèixer amb temps suficient en el radar. És per això que els científics han de apropar-se cada vegada més al fenomen per estudiar com es produeix. “La raó per la qual ens acostem al tornado és la mateixa per la qual enviem robots a Mart”, assegura Wurman, “perquè estant a prop podem fer millors fotos i tenir millors dades”. Això sí, la manera en què un científic com Wurman s’acosta a un tornado és molt diferent al que fan alguns “cazatormentas” aficionats que tracten d’obtenir la millor instantània. “Treballem amb molta seguretat”, assegura. “Sabem quant temps podem romandre en un lloc i després moure’ns fins al següent punt. Tens 45 segons per acabar i sortir-ne. Estàs molt ocupat dins d’un tornado “.

El fet de desconèixer amb certesa si una tempesta supercèl·lula va a provocar un tornado obliga el servei meteorològic nacional a avisar de cada tempesta. “Això té una conseqüència”, assegura Wurman, “i és que la majoria d’avisos acaben sent falses alarmes”. La intenció dels experts és rebaixar el nombre de falses alarmes i, el que és més important, augmentar el temps de predicció, de manera que més gent pugui posar-se fora de perill. “La mitjana de temps d’avís per als tornados és de 13 minuts”, explica Wurman, “i és molt millor que la mitjana de fa uns anys que estava en tres minuts. Però volem augmentar el temps d’avís fins almenys 30 o 45 minuts perquè la gent tingui temps de protegir-se i buscar refugi “.

La comunitat d’investigadors sobre tornados s’ha unit en els últims anys en una iniciativa anomenada Vortex 2, “el més gran i més ambiciós estudi sobre tornados que hagi fet mai”, segons Wurman. “Hem recollit dades en 25 tempestes del tipus supercèl·lules que sí que han provocat tornados i de 25 que no han probocat tornados. Tenim al voltant de 50 vehicles, més d’un centenar de científics en plantilla, estacions meteorològiques, avions, globus aerostàtics … tot per caçar i envoltar a aquestes tempestes. Potser ens porti tres o quatre anys, però els científics poden aprendre les claus de la formació de tornados. Quan el proper allau de tornados passi, espero que tinguem millors alarmes que les que vam tenir fa uns dies “.

Com sobreviure

La majoria dels supervivents a l’impacte directe d’un tornado es van refugiar en soterranis o en les habitacions més interiors, com els banys. “Si estem a casa, cal allunyar-se dels vidres, la primera cosa que voli els trencarà i aquests són projectils com ganivets”, assegura Gayà. “En el pitjor dels casos, si passés per sobre de nosaltres, caldria llançar-se a terra i ocupar la mínima superfície cap a l’aire, i no mirar ni tan sols a veure què és”.

“El meu consell és que si veus un tornado t’asseguris que tens prou temps per arribar fins a un bon refugi”, ens diu Wurman. “Si no ets un expert, no saps cap a on es mou el tornado, i aquests tornados es mouen molt pressa, a uns 70 km/h. Si hi ha previsió per la zona jo triaria anar-me’n de casa. Molta gent mor intentant escapar en l’últim moment, a més tens una tempesta molt severa sobre i és molt fàcil tenir un accident de trànsit mortal”.

Podria passar una cosa així a Espanya?

A Espanya la zona més activa és la costa mediterrània, on es produeixen freqüents trombes marines. “Un tornado com aquests és possible a Espanya”, explica Gayà, “però molt més improbable que als EUA”. No obstant això, en la història s’han registrat importants tornados que van deixar molts morts.

Gayà ha documentat bé el tornado que va afectar a Madrid el 1886 (veure PDF: “El tornado de Madrid de 12 de Mayo del 1886, por Miquel Gayà) i va destrossar edificis i arbres, però el més important pel que fa nombre de morts, recorda, es va produir el 1671 a Cadis. “Probablement va ser un F4 i hi va haver, segons les cròniques, de l’ordre de 500 morts, per la qual cosa estaríem parlant d’un dels tornados més letals del món. El port era ple de vaixells i els marins de llavors no sabien nedar. Moltes d’ les morts van ocórrer en el port “.

Més informació i vídeos a l’article complet:   Anatomia de un tornado asesino (lainformación.com)

Del 12 de maig del 2011, per Antonio Martínez Ron | Videogràfic: Chiqui Esteban, David Tesouro

Posted in 1. Ciència, 4. Popular | Leave a Comment »

Effect of cloud-scattered sunlight on earth’s energy balance depends on wavelength of light

Posted by Costa M. a 4 maig 2011


Accounting for wavelength effects will likely improve climate models


RICHLAND, Wash. – Atmospheric scientists trying to pin down how clouds curb the amount of sunlight available to warm the earth have found that it depends on the wavelength of sunlight being measured. This unexpected result will help researchers improve how they portray clouds in climate models.

Additionally, the researchers found that sunlight scattered by clouds — the reason why beachgoers can get sunburned on overcast days — is an important component of cloud contributions to the earth’s energy balance. Capturing such contributions will increase the accuracy of climate models, the team from the Department of Energy’s Pacific Northwest National Laboratory reported in Geophysical Research Letters earlier this month.

“The amount of the sun’s energy that reaches the earth’s surface is the main driver of the earth’s temperature. Clouds are one of the least understood aspects of climate change. They can block the sun, but light can also bounce off one cloud into another cloud’s shadow and increase the solar energy hitting earth,” said PNNL atmospheric scientist Evgueni Kassianov.


Cloudy Dissonance

Cloudy dissonance: These cumulus clouds above Oklahoma both shade the earth and make shadows brighter. The larger ones have a distinct cauliflower shape, providing even more opportunities for light to bounce off of them.

White clouds

Clouds both cool down and warm up the earth’s surface. They cool the earth by reflecting some sunlight up into outer space, and they warm it by bouncing some sunlight down to the surface. Overall, most clouds have a net cooling effect, but atmospheric scientists need to accurately measure when they cool and warm to produce better climate models that incorporate clouds faithfully.

But it’s a hard number to get. Fair-weather clouds are big puffy white objects that bounce a lot of light around. They can make the sky around them look brighter when they’re there, but they float about and reform constantly. Cloud droplets and aerosol particles in the sky — tiny bits of dirt and water in the air that cause haziness — scatter light in three dimensions, even into cloud shadows.

To determine the net cloud effect, researchers need two numbers. First they need to measure the total amount of sunlight in a cloudy sky. Then they need to determine how bright that sky would be without the clouds, imagining that same sky to be blue and cloudless, when aerosols are in charge of a sky’s brightness. The difference between those numbers is the net cloud effect.

Rainbow energy

Researchers have traditionally estimated the net cloud effect by measuring a broad spectrum of sunlight that makes it to the earth’s surface, from ultraviolet to infrared. But clouds are white — that’s because the large water droplets within them scatter light of all colors almost equally in the visible spectrum, the part of the electromagnetic spectrum that includes the colors of the rainbow.

On the other hand, aerosols — both within clouds and in the open sky — bounce different-colored light unequally. Broadband measurements that fail to distinguish color differences might be covering up important details, the researchers thought.

Instead of taking one broadband measurement that covers everything from ultraviolet to infrared, Kassianov and crew wanted to determine how individual wavelengths contribute to the net cloud effect. To do so, the team used an instrument that can measure brightness at four different wavelengths of color — violet, green, orange, red — and two of infrared.

In addition, this instrument, a spectral radiometer at DOE’s Atmospheric Radiation Measurement Climate Research Facility located on the southern Great Plains in Oklahoma, allowed the team to calculate what the brightness would be if the day sported a cloudless, blue sky. The spectral measurements taken by the radiometer can be converted into the amount and properties of aerosols. Then aerosol properties can be used to calculate clear blue sky brightness.

Clouds Gone Wild

Comparing measured values for cloudy sky to the calculated values for clear sky, the researchers found that, on average, puffy fair-weather clouds cool down the earth’s surface by several percent on a summer day. Although clouds cool overall, two components that the researchers looked at — from direct and scattered sunlight — had opposite effects.

The direct component accounts for the shade provided by clouds and cools the earth. The second component accounts for the sunlight scattered between and under clouds, which makes the sky brighter, warming the earth.

“The sunlight scattered by clouds can heat the surface,” said Kassianov. “We all know that we can still get sunburned on cloudy days. This explains why.”

In the Oklahoma summer, the scattered-light effect measured by the researchers could be quite large. For example, if a cloud passed over the instrument, the measured cloudy sky brightness exceeded calculated clear sky value by up to 30 percent. Kassianov attributes that large difference to scattered sunlight being “caught on tape” by the radiometer.

“Sunlight scattered by three-dimensional, irregular clouds is responsible for the observed large difference. The one-dimensional cloud simulations currently used in large-scale climate models don’t capture this diffuse light,” said Kassianov.

Aerosols’ Day in the Sky

The team also found that the effect changed depending on the measured visible-spectrum wavelength, and whether the light was direct or scattered.

With direct light, the cooling caused by clouds was weakest on the violet end of the spectrum and strongest at infrared. With scattered light, warming caused by clouds was also weakest at violet and the strongest at infrared. Overall, the least cooling and warming occurred at violet, and the most cooling and warming occurred at infrared.

Because large droplets in clouds scatter sunlight almost uniformly across the spectrum, the clouds themselves can’t be the reason why different wavelengths contribute differently to the net cloud effect. Compared to cloud droplets, aerosols are more than 100 times smaller and scatter wavelengths differently. These results suggest that aerosols — which not only cause haziness but contribute to cloud formation as well — are responsible for the wavelength differences, something researchers need to be aware of as they study clouds in the sky.

“If you want to study how aerosols and clouds interact,” said Kassianov, “you need to look in the region of the spectrum where aerosol effects are significant. If you want to fish, you go where the fish are biting.”


Reference: Kassianov E., Barnard J., Berg L.K., Long C.N., and C. Flynn, Shortwave Spectral Radiative Forcing of Cumulus Clouds from Surface Observations, Geophys Res Lett, April 2, 2011, DOI 10.1029/2010GL046282.

 This work was supported by the U.S. Department of Energy Office of Science.

Tags: Environment, Fundamental Science, Climate Change, Atmospheric Science

Pacific Northwest National Laboratory is a Department of Energy Office of Science national laboratory where interdisciplinary teams advance science and technology and deliver solutions to America’s most intractable problems in energy, the environment and national security. PNNL employs 4,900 staff, has an annual budget of nearly $1.1 billion, and has been managed by Ohio-based Battelle since the lab’s inception in 1965. Follow PNNL on Facebook, LinkedIn and Twitter.

Article from: Mary Beckman, PNNL, (509) 375-3688 (April 22, 2011)

Posted in 1. Ciència, 2. Recerca | Leave a Comment »

 
%d bloggers like this: