Traducido por Ignacio Tognaccini y Gabriel Pinto. Universidad Politécnica de Madrid.
Karen Bultitude presenta un conjunto de demostraciones simples, divertidas e impactantes empleando materiales de uso cotidiano para explicar fenómenos meteorológicos.
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Comprender nuestro impacto en el medio ambiente es cada vez más importante, con sus implicaciones científicas y sociales que suelen abordarse en la mayoría de los planes de estudio escolares. Tanto se habla del cambio climático que resulta útil aprender sobre algunos de los fenómenos atmosféricos que modifican nuestro clima.
Las siguientes demostraciones ayudan a aclarar algunos aspectos asociados a estos fenómenos y haciéndolos más cercanos de una forma atractiva y memorable. Fueron desarrolladas como parte de la campaña “ZeroCarbonCity”w1 (ciudad con emisiones cero de carbono) del British Council”, destinada a apoyar a profesores y científicos de todo el mundo para explicar los conceptos básicos de la ciencia medioambiental. Las demostraciones pueden usarse de varias maneras: de una en una, para destacar determinados conceptos durante la clase; como un conjunto de actividades, por ejemplo en talleres o demostraciones; o como propuestas de trabajos destinadas a los alumnos para su realización personal. En la web pueden encontrarse más sugerencias sobre actividades relacionadas con las ciencias medioambientalesw2.
Crea tu propia mini-nube.
También puedes ver un video de la actividad en la webw3.
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Las nubes se forman cuando el vapor de agua se enfría debido a la expansión de la masa de aire ascendente, y después se condensa en gotitas formadas en núcleos de condensación, como partículas de polvo, hielo o sal. En esta demostración, los núcleos de condensación se forman gracias al humo de la cerilla, que contiene partículas de hidrocarburos no quemados. La temperatura cambia al apretar la botella: la cantidad de aire en el interior es constante, pero al apretar el volumen del gas disminuye, aumentando ligeramente la temperatura. Cuando paras de apretar la botella se incrementa el volumen, causando por ello un leve descenso de la temperatura en el interior. Si el aire en el interior de la botella tiene una humedad relativamente alta (que se asegura por la adición de la cucharadita de agua al principio), entonces la temperatura desciende lo suficiente para permitir la condensación del agua en las partículas de polvo, formando una nube.
La próxima vez que veas un fantástico amanecer en una ciudad piensa por un momento en la causa de los bellos colores: en realidad, su origen reside en las diminutas partículas de humo y otros gases tóxicos que han sido emitidos a la atmósfera. Como en la botella de plástico, estas partículas de humo provocan que las gotas de agua se condensen en torno a ellas, formando nubes. La dispersión de los rayos del Sol entre las nubes es lo que crea el bello amanecer. Hay una preocupación general por el hecho de que la contaminación del aire tendrá por tanto un efecto negativo en el clima, pues más polución atmosférica conlleva un aumento de la formación de nubes, lo que podría revertir en un incremento de las precipitaciones en determinadas zonas y en un cambio climático significativo (inundaciones de algunas zonas; sequías en otras).
Esta es una bonita y fascinante demostración de los efectos turbulentos de la meteorología.
El movimiento de la botella provoca que la mezcla de jabón y agua del interior se mueva. El jabón (estearato de glicerina) hace visible el trazo del flujo, de manera que puedes ver las direcciones en las que las distintas partes de la mezcla se mueven. Las líneas suaves que se forman en el líquido indican el flujo laminar, que tiene lugar cuando el líquido se mueve lentamente. Si haces que el líquido se mueva más rápidamente (o cambias repentinamente la dirección) las líneas del fluido se hacen más complejas: es un flujo turbulento.
La atmósfera terrestre es un tipo de fluido que se desplaza como el líquido en el interior de un globo giratorio. Los vientos interactúan con la atmósfera giratoria y crean figuras complejas. Entender el movimiento general de la atmósfera es fundamental en muchas áreas de la ciencia del cambio climático- por ejemplo, en la comprensión y reducción los efectos de los huracanes y de la contaminación.
Esta es una buena demostración visual de las corrientes térmicas- corrientes ascendentes de aire caliente.
Esta demostración funciona mejor en una habitación donde no haya corriente, lejos de ventanas o del aire acondicionado.
La bolsita de té ardiendo calienta el aire que hay sobre ella. El aire caliente asciende, con que el aire de la parte superior del cilindro asciende gradualmente, creando una creciente corriente de aire caliente- una corriente térmica. Cuando la bolsita haya ardido bastante, el impulso de la corriente de aire será lo suficientemente fuerte como para superar la fuerza de la gravedad que mantiene la bolsita en el plato, de modo que saldrá despedido hacia arriba.
Las corrientes térmicas son la base de muchos efectos climáticos. El Sol calienta la tierra, provocando que las corrientes térmicas efectúen un movimiento helicoidal ascendente. Las tormentas son gigantescas corrientes térmicas, y la formación de vórtices asociados con tornados y huracanes también se basa en las corrientes térmicas. Se espera que cada vez haya más tormentas como consecuencia del calentamiento global.
Esta es una buena demostración de cómo se forman los tornados.
Esta demostración produce un vórtice similar a los observados en ciclones, tonados y remolinos, Mientras el agua gira en torno a la botella, se forma una atracción hacia abajo debido al agua que fluye a través de la entrada hacia el interior de la botella. La pequeña rotación inicial, causada por el giro de las botellas gana velocidad a medida que el agua es absorbida a través de la entrada. El vórtice se forma mientras la rotación se acelera.
Uno de los impactos que se vaticinan con el cambio climático es el calentamiento global: el calentamiento del aire supone un aumento de la probabilidad de formación de tormentas, en las que se forman los tornados al moverse el aire en círculos. Las corrientes hacia arriba y hacia abajo de la tormenta obligan a la columna de aire a situarse en posición vertical, creando un tornado. Así, un aumento del número de tormentas causará más huracanes y tornados por todo el mundo.