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5.9: Una forma inusual de hacer precipitaciones en nubes de fase mixta

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    Recordemos que el agua puede existir en forma líquida incluso cuando T < 273 K. Este líquido superenfriado necesita núcleos de hielo (IN) para convertirse en hielo, aunque a una temperatura de aproximadamente —40 o C, puede convertirse en hielo homogéneamente.

    Recordemos del Capítulo 4 que la presión de vapor sobre el agua líquida superenfriada es mayor que la presión de vapor sobre hielo a la misma temperatura. Entonces, si se introduce una partícula de hielo en el aire que contiene agua líquida con T < 273K, la presión de vapor ambiente en equilibrio con el líquido será mayor que la presión de vapor de saturación del hielo. El hielo crecerá, pero esta absorción de vapor de agua hará que la presión ambiental del vapor de agua sea menor que la presión de vapor de saturación para las gotas de líquido y las gotas de líquido tendrán evaporación neta. Este proceso continuará para que el hielo crezca a expensas de las gotas de líquido, que se encogerán. La transferencia de agua no es por las gotas líquidas que chocan con el cristal de hielo; la transferencia de agua proviene de las gotas líquidas evaporando el agua para hacer vapor de agua y luego ese vapor de agua difundiendo sobre el hielo, donde se condensa. Este proceso se llama Proceso Bergeron-Findeisen, y es una forma en que se pueden formar gotas del tamaño de precipitación en aproximadamente 40 min en nubes de fase mixta (ver figura abajo).

    2019-08-16 7.41.43.png
    Caricatura de crecimiento de hielo en presencia de gotas líquidas superenfriadas
    Haga clic para obtener una descripción de texto de la caricatura.

    Marco 1: Las gotas de nubes fueron supercool, equilibrando la evaporación y la condensación, cuando una gota chocó con un núcleo de hielo...

    Marco 2: Se transformó en hielo, se evaporó menos, pero el vapor siguió condensándose sobre él, el hielo creció y el vapor disminuyó...

    Marco 3: Las otras gotas siguieron evaporándose pero con menos vapor para condensar, se encogieron, su agua se convirtió en vapor y el hielo siguió creciendo

    Marco 4: Las otras gotas se evaporan, y el cristal de hielo entró en equilibrio con menos vapor de agua cerca de él. Es lo suficientemente grande como para caerse...

    Crédito: W. Brune

    Este proceso, por inusual que parezca, en realidad funciona, ¡como se puede ver en la figura de abajo!

    2019-08-16 7.43.17.png
    Fotografía de un cristal de hielo que crece por el efecto Bergeron en un campo de pequeñas gotas líquidas superenfriadas. Crédito: R. Pitter

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