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Weather Data Source: pronóstico del tiempo

Ciencia

Las nubes son menos sensibles al clima de lo que se pensaba

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MADRID, 30 Nov. (EUROPA PRESS) –

Los cúmulos de nubes en las regiones de vientos alisios cubren casi el 20% de nuestro planeta, produciendo un efecto de enfriamiento.

Hasta hace poco, se suponía que el calentamiento global reduciría la superficie cubierta por estas nubes amplificando el calentamiento, pero un equipo de la Universidad de Hamburgo (Alemania), ha podido refutar esta suposición, según publican en la revista ‘Nature’.

En una importante campaña de campo realizada en 2020, la doctora Raphaela Vogel, que actualmente trabaja en el Centro de Investigación del Sistema Terrestre y la Sostenibilidad (CEN) de la Universidad de Hamburgo, y un equipo internacional del Laboratoire de Météorologie Dynamique de París y del Instituto Max Planck de Meteorología de Hamburgo analizaron los datos de observación que ellos y otros recogieron en campos de cúmulos de nubes cerca de la isla atlántica de Barbados. Su análisis reveló que la contribución de estas nubes al calentamiento del clima debe reevaluarse.

«Las nubes de los vientos alisios influyen en el sistema climático de todo el planeta, pero los datos demuestran un comportamiento diferente al que se suponía hasta ahora. En consecuencia, un aumento extremo de las temperaturas de la Tierra es menos probable de lo que se pensaba –afirma Vogel, científica atmosférica–. Aunque este aspecto es muy importante para proyectar con mayor precisión los futuros escenarios climáticos, no significa en absoluto que podamos retroceder en la protección del clima».

Hasta la fecha, muchos modelos climáticos han simulado una gran reducción de las nubes de los vientos alisios, lo que significaría que se perdería gran parte de su función refrigerante y, en consecuencia, la atmósfera se calentaría aún más. Los nuevos datos de observación muestran que no es probable que esto ocurra.

Lo que sí es cierto es que, a medida que avanza el calentamiento global, se evapora más agua en la superficie del océano y aumenta la humedad cerca de la base de las nubes de los vientos alisios. En cambio, las masas de aire de la parte superior de las nubes son muy secas y sólo se vuelven ligeramente más húmedas. Esto produce una diferencia sustancial de humedad por encima y por debajo. En la atmósfera, esto se disipa cuando las masas de aire se mezclan. La hipótesis anterior: el aire más seco es transportado hacia abajo, lo que hace que las gotas de las nubes se evaporen más rápidamente y hace más probable que las nubes se disipen.

Los datos de observación de Barbados ofrecen ahora la primera cuantificación sólida de la magnitud de la mezcla vertical y de cómo ésta afecta a la humedad y a la nubosidad en su conjunto. Así pues, son los primeros datos que arrojan luz sobre un proceso esencial para comprender el cambio climático. En resumen, una mezcla más intensa no hace que las capas inferiores sean más secas ni que las nubes se disipen. Al contrario, los datos muestran que la nubosidad aumenta en realidad con el aumento de la mezcla vertical.

«Esto es una buena noticia, porque significa que las nubes de los vientos alisios son mucho menos sensibles al calentamiento global de lo que se ha supuesto durante mucho tiempo –asegura Vogel–. Con nuestras nuevas observaciones y descubrimientos, ahora podemos comprobar directamente el grado de realismo con el que los modelos climáticos describen la aparición de las nubes de viento alisio».

En este sentido, añade, «resulta especialmente prometedora una nueva generación de modelos climáticos de alta resolución que pueden simular la dinámica de las nubes en todo el planeta hasta escalas de un kilómetro. Gracias a ellos, las proyecciones futuras serán más precisas y fiables».

Ciencia

Un robot con aspecto de hada vuela con la fuerza del viento y la luz

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MADRID, 30 Ene. (EUROPA PRESS) –

Investigadores de la Universidad de Tampere han desarrollado el primer robot volador pasivo dotado de músculo artificial, con la idea final de utilizarlo en el futuro para la polinización artificial.

La pérdida de polinizadores, como las abejas, es un enorme reto para la biodiversidad mundial y afecta a la humanidad al causar problemas en la producción de alimentos.

El desarrollo de polímeros que responden a estímulos ha abierto un abanico de posibilidades en cuanto a materiales para la próxima generación de robots de cuerpo blando a pequeña escala y controlados de forma inalámbrica. Desde hace algún tiempo, los ingenieros saben cómo utilizar estos materiales para fabricar pequeños robots capaces de caminar, nadar y saltar. Hasta ahora, nadie había sido capaz de hacerlos volar.

Los investigadores del grupo de Robots Ligeros de la Universidad de Tampere investigan ahora cómo hacer volar materiales inteligentes. Hao Zeng, investigador de la Academia y jefe del grupo, y Jianfeng Yang, investigador doctoral, han ideado un nuevo diseño para su proyecto llamado FAIRY (Flying Aero-robots based on Light Responsive Materials Assembly). Han desarrollado un robot de ensamblaje de polímeros que vuela con el viento y se controla con la luz.

«Superior a sus homólogos naturales, esta ‘semilla’ artificial está equipada con un actuador blando. El actuador está hecho de elastómero cristalino líquido sensible a la luz, que induce acciones de apertura o cierre de las cerdas ante la excitación de la luz visible», explica Hao Zeng en un comunicado.

El hada artificial desarrollada por Zeng y Yang tiene varias características biomiméticas. Gracias a su estructura de gran porosidad (0,95) y poco peso (1,2 mg), puede flotar fácilmente en el aire dirigida por el viento. Además, la generación de un anillo de vórtices separados y estables permite desplazamientos a larga distancia asistidos por el viento.

«El ‘hada’ puede ser alimentada y controlada por una fuente de luz, como un rayo láser o un LED», afirma Zeng.

Esto significa que se puede utilizar la luz para cambiar la forma de la diminuta estructura parecida a una semilla de diente de león. El hada puede adaptarse manualmente a la dirección y la fuerza del viento cambiando su forma. También se puede utilizar un haz de luz para controlar las acciones de despegue y aterrizaje de este conjunto polimérico.

A continuación, los investigadores se centrarán en mejorar la sensibilidad del material para permitir el funcionamiento del dispositivo a la luz del sol. Además, ampliarán la estructura para que pueda transportar dispositivos microelectrónicos como GPS y sensores, así como compuestos bioquímicos.

POLINIZACIÓN ARTIFICIAL

Según Zeng, hay potencial para aplicaciones aún más significativas. «Suena a ciencia ficción, pero los experimentos de prueba de concepto incluidos en nuestra investigación demuestran que el robot que hemos desarrollado supone un paso importante hacia aplicaciones realistas adecuadas para la polinización artificial», revela.

En el futuro, millones de semillas artificiales de diente de león portadoras de polen podrían ser dispersadas libremente por los vientos naturales y luego dirigidas por la luz hacia zonas específicas con árboles en espera de polinización.

«Esto tendría un enorme impacto en la agricultura mundial, ya que la pérdida de polinizadores debida al calentamiento global se ha convertido en una grave amenaza para la biodiversidad y la producción de alimentos», afirma Zeng.

Sin embargo, antes hay que resolver muchos problemas. Por ejemplo, ¿cómo controlar el punto de aterrizaje de forma precisa? ¿Cómo reutilizar los dispositivos y hacerlos biodegradables? Estas cuestiones requieren una estrecha colaboración con científicos de materiales y personas que trabajen en microrobótica.

El proyecto FAIRY comenzó en septiembre de 2021 y durará hasta agosto de 2026. Está financiado por la Academia de Finlandia. El robot volador se investiga en colaboración con el Dr. Wenqi Hu, del Instituto Max Planck de Sistemas Inteligentes (Alemania), y el Dr. Hang Zhang, de la Universidad Aalto.

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Ciencia

La mitad del zinc de la Tierra procede del Sistema Solar exterior

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MADRID, 27 Ene. (EUROPA PRESS) –

Alrededor de la mitad de los elementos volátiles de zinc de la Tierra proceden de asteroides del Sistema Solar exterior, es decir, la que incluye los planetas Júpiter, Saturno y Urano.

También se espera que este material haya suministrado otros volátiles importantes, como el agua, según un análisis realizado por investigadores del UCL (University College London).

Los volátiles son elementos o compuestos que pasan del estado sólido o líquido al vapor a temperaturas relativamente bajas. Entre ellos se encuentran los seis elementos más comunes en los organismos vivos, así como el agua. Por tanto, la adición de este material habrá sido importante para la aparición de la vida en la Tierra.

Anteriormente, los investigadores pensaban que la mayor parte de los volátiles de la Tierra procedían de asteroides que se formaron más cerca de la Tierra. Los hallazgos revelan pistas importantes sobre cómo la Tierra llegó a albergar las condiciones especiales necesarias para sustentar la vida.

En palabras del profesor Mark Rehkamper, del Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería del Imperial College de Londres: «Nuestros datos muestran que aproximadamente la mitad del zinc de la Tierra procede del Sistema Solar exterior, más allá de la órbita de Júpiter. Basándonos en los modelos actuales de desarrollo del Sistema Solar primitivo, esto era completamente inesperado».

Investigaciones anteriores sugerían que la Tierra se formó casi exclusivamente a partir de material del Sistema Solar interior, que los investigadores dedujeron que era la fuente predominante de las sustancias químicas volátiles de la Tierra. En cambio, los nuevos hallazgos sugieren que el Sistema Solar exterior desempeñó un papel más importante de lo que se pensaba.

El profesor Rehkamper añadió en un comunicado: «Esta contribución del material del Sistema Solar exterior desempeñó un papel vital en el establecimiento del inventario de sustancias químicas volátiles de la Tierra. Parece que sin la contribución del material del Sistema Solar exterior, la Tierra tendría una cantidad de volátiles muy inferior a la que conocemos hoy, lo que la haría más seca y potencialmente incapaz de alimentar y sustentar la vida».

Los resultados se publican en Science.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores examinaron 18 meteoritos de orígenes diversos: once del Sistema Solar interior, conocidos como meteoritos no carbonáceos, y siete del Sistema Solar exterior, conocidos como meteoritos carbonáceos.

Para cada meteorito midieron las abundancias relativas de las cinco formas diferentes -o isótopos- del zinc. A continuación, compararon cada huella isotópica con muestras de la Tierra para estimar la contribución de cada uno de estos materiales al inventario de zinc de la Tierra. Los resultados sugieren que, aunque la Tierra sólo incorporó alrededor del diez por ciento de su masa procedente de cuerpos carbonosos, este material suministró cerca de la mitad del zinc terrestre.

Los investigadores afirman que es probable que el material con una alta concentración de zinc y otros componentes volátiles también sea relativamente abundante en el agua, lo que daría pistas sobre el origen del agua de la Tierra.

En palabras de Rayssa Martins, primera autora del artículo y doctoranda del Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería: «Hace tiempo que sabemos que a la Tierra se le añadió algo de material carbonoso, pero nuestros hallazgos sugieren que este material desempeñó un papel clave en el establecimiento de nuestro presupuesto de elementos volátiles, algunos de los cuales son esenciales para que florezca la vida».

A continuación, los investigadores analizarán rocas de Marte, que albergó agua hace entre 4.100 y 3.000 millones de años antes de secarse, y de la Luna.

El profesor Rehkamper añadió: «La teoría más extendida es que la Luna se formó cuando un enorme asteroide chocó contra una Tierra embrionaria hace unos 4.500 millones de años. El análisis de los isótopos de zinc en las rocas lunares nos ayudará a comprobar esta hipótesis y determinar si el asteroide que colisionó desempeñó un papel importante en el transporte de volátiles, incluida el agua, a la Tierra».

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Ciencia

Replican la gravedad en otros mundos en una esfera de 3 centímetros

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MADRID, 24 Ene. (EUROPA PRESS) –

Investigadores de la UCLA han reproducido con eficacia el tipo de gravedad que existe en las estrellas y otros planetas o cerca de ellos en una esfera de cristal de solo 3 centímetros de diámetro.

Para ello, utilizaron ondas sonoras para crear un campo gravitatorio esférico y generar convección de plasma -un proceso en el que el gas se enfría al acercarse a la superficie de un cuerpo y luego se recalienta y vuelve a elevarse al acercarse al núcleo- creando una corriente de fluido que a su vez genera una corriente magnética.

Este logro, que se publica en Physical Review Letters, podría ayudar a los científicos a superar el papel limitador de la gravedad en los experimentos destinados a modelizar la convección que se produce en las estrellas y otros planetas.

«La gente estaba tan interesada en tratar de modelizar la convección esférica con experimentos de laboratorio que, de hecho, pusieron un experimento en el transbordador espacial porque no podían conseguir un campo de fuerza central lo suficientemente fuerte en tierra», dijo en un comunicado Seth Putterman, profesor de física de la UCLA (Universidad de California Los Ángeles) y autor principal del estudio. «Lo que demostramos es que nuestro sistema de sonido generado por microondas producía una gravedad tan fuerte que la gravedad terrestre no era un factor. Ya no necesitamos ir al espacio para hacer estos experimentos».

Los investigadores de la UCLA utilizaron microondas para calentar gas de azufre a 2.760 grados Celsius dentro de la esfera de cristal. Las ondas sonoras dentro de la bola actuaron como la gravedad, limitando el movimiento del gas caliente y débilmente ionizado, conocido como plasma, en patrones que se asemejan a las corrientes de plasma en las estrellas.

«Los campos sonoros actúan como la gravedad, al menos cuando se trata de impulsar la convección en el gas», explica John Koulakis, científico del proyecto de la UCLA y primer autor del estudio. «Con el uso de sonido generado por microondas en un matraz esférico de plasma caliente, conseguimos un campo gravitatorio mil veces más fuerte que la gravedad terrestre».

En la superficie de la Tierra, el gas caliente asciende porque la gravedad mantiene el gas más denso y frío más cerca del centro del planeta.

De hecho, los investigadores descubrieron que el gas caliente y brillante cerca de la mitad exterior de la esfera también se desplazaba hacia las paredes de la esfera. La gravedad fuerte y sostenida generaba turbulencias parecidas a las que se observan cerca de la superficie del Sol. En la mitad interior de la esfera, la gravedad acústica cambió de dirección y apuntó hacia el exterior, lo que provocó que el gas caliente se hundiera hacia el centro. En el experimento, la gravedad acústica retuvo de forma natural el plasma más caliente en el centro de la esfera, donde también ocurre en las estrellas.

COMPRENDER LOS EFECTOS DEL CLIMA SOLAR

La capacidad de controlar y manipular el plasma de forma que refleje la convección solar y planetaria ayudará a los investigadores a comprender y predecir cómo afecta el clima solar a las naves espaciales y a los sistemas de comunicaciones por satélite. El año pasado, por ejemplo, una tormenta solar dejó fuera de servicio 40 satélites de SpaceX. El fenómeno también ha sido problemático para la tecnología militar: la formación de plasma turbulento alrededor de misiles hipersónicos, por ejemplo, puede interferir en las comunicaciones de los sistemas de armas.

Putterman y sus colegas están ampliando el experimento para reproducir mejor las condiciones que están estudiando y poder observar el fenómeno con más detalle y durante más tiempo.

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