Nubes de ondas gravitacionales
Para que la nieve caiga, la humedad debe estar presente en la atmósfera. Las tormentas de nieve también dependen en gran medida de la temperatura, pero no necesariamente de la que sentimos en el suelo. La nieve se forma cuando la temperatura atmosférica es igual o inferior al punto de congelación (0 °C o 32 °F). Si la temperatura del suelo es igual o inferior al punto de congelación, la nieve llegará al suelo. Sin embargo, la nieve puede llegar al suelo cuando la temperatura del suelo es superior al punto de congelación si las condiciones son las adecuadas. En este caso, los copos de nieve comenzarán a derretirse al llegar a esta capa de temperatura más alta; el derretimiento crea un enfriamiento por evaporación, que enfría el aire inmediatamente alrededor del copo de nieve. Este enfriamiento ralentiza la fusión. Sin embargo, como regla general, la nieve no se formará si la temperatura del suelo es de al menos 5 °C (41 °F).
Aunque puede hacer demasiado calor para que nieve, no puede hacer demasiado frío para que nieve. La nieve puede producirse incluso a temperaturas increíblemente bajas, siempre que haya alguna fuente de humedad y alguna forma de elevar o enfriar el aire. Sin embargo, es cierto que la mayoría de las nevadas intensas se producen cuando hay aire relativamente cálido cerca del suelo -normalmente -9 °C (15 °F) o más-, ya que el aire más cálido puede contener más vapor de agua.
Tipos de olas de frío
Los métodos estándar de análisis acústico dependen con frecuencia de un tratamiento teórico rígido-poroso del suelo para interpretar los resultados y derivar los parámetros del medio poroso a partir de las mediciones acústicas. En el caso de los materiales porosos llenos de aire, la teoría se simplifica considerablemente al suponer que el marco sólido es rígido (es decir, sin movimiento), un enfoque utilizado para muchas aplicaciones, incluido el efecto del suelo en la propagación del sonido en exteriores (por ejemplo, Albert, 2001; Allard y Atalla, 2009; Attenborough et al., 2011; Horoshenkov, 2017). Estos análisis no incluyen los efectos de las vibraciones y las ondas sísmicas.
Se ha informado de pocas mediciones ultrasónicas o de alta frecuencia en materiales geológicos reales, incluida la nieve. Se han reportado mediciones de transmisión acopladas al aire a través de delgadas (1-2 mm de espesor) perlas de vidrio sinterizado y muestras de arenisca a altas frecuencias (100-500 kHz) en incidencia normal (Nagy et al., 1990). Los trabajos anteriores sobre la respuesta acústica de la nieve en el rango de los ultrasonidos han empleado sensores de contacto enterrados en muestras de nieve y paquetes de nieve naturales utilizando una serie de guías de onda y materiales de acoplamiento (Kapil et al., 2014; Reiweger et al., 2015; Capelli et al., 2016) o en núcleos de hielo en el laboratorio (Bennet, 1972; Kohnen y Gow, 1979; Herron et al., 1985).
Qué es una ola de frío
El uso de la acústica para investigar la nieve se complica por el hecho de que a veces se observan velocidades de onda más bajas con el aumento de la densidad de la nieve (Referencia OuraOura, 1952). Esta observación no concuerda con la teoría de la propagación de ondas elásticas o viscoelásticas, para la que se esperan velocidades más altas debido a los módulos de masa y de cizallamiento considerablemente mayores de la nieve más densa. Sin embargo, las velocidades de onda observadas pueden explicarse con la teoría de propagación de ondas para materiales porosos, en la que se predice una segunda onda de compresión, también conocida como onda “lenta” (Referencia JohnsonJohnson, 1982; Referencia SmeuldersSmeulders, 2005). Aunque la palabra “lenta” sugiere que es la velocidad de la onda la que lleva su nombre, en realidad se puede demostrar que “la onda rápida viaja en el esqueleto y la onda lenta en el fluido” (Referencia CarcioneCarcione, 2007, p. 275).
El modelo de marco rígido puede deducirse de la teoría de Biot (1956a, 1962) bajo el supuesto de que la rigidez del marco poroso es considerablemente mayor que la rigidez del fluido de los poros. El modelo de marco rígido no tiene en cuenta la interacción entre el fluido de los poros y el marco poroso como lo hace la teoría de Biot. Los efectos viscosos del fluido de los poros se aproximan con módulos complejos en el modelo de estructura rígida. En consecuencia, el modelo de marco rígido es un modelo fenomenológico. El modelo de Biot, en el que la fricción viscosa del fluido que se mueve en relación con el marco sólido es la causa de la atenuación observada, es en cambio un modelo físico. Si se excluye la atenuación fenomenológica (por ejemplo, los módulos de masa y de cizalla complejos), el modelo de marco rígido no depende de la frecuencia, mientras que el modelo de Biot, debido a su tratamiento explícito del movimiento relativo del fluido, sí lo hace. Especialmente en la nieve ligera y en la nieve húmeda, donde el marco y la rigidez del fluido de los poros son de un orden de magnitud comparable, se espera que la teoría de Biot proporcione mejores resultados que el modelo de marco rígido (Referencia Hoffman, Nelson, Holland y MillerHoffman y otros, 2012). Asimismo, es preferible un modelo físico a un modelo fenomenológico, ya que los resultados pueden compararse con mediciones complementarias y, en consecuencia, tienen más poder predictivo. Sin embargo, una desventaja de la aplicación del modelo de Biot es el gran número de propiedades que hay que conocer para resolver las ecuaciones diferenciales.
Qué causa las nubes de ondas gravitacionales
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