La Universidad de Reading crea copos de nieve 3D para mejorar el pronóstico del tiempo

Un equipo de investigadores de la Universidad de Reading, en Inglaterra, ha desarrollado una técnica para monitorear el comportamiento de los copos de nieve y así mejorar las predicciones meteorológicas. Utilizando análogos de copos de nieve concebidos mediante el proceso SLA, los científicos desarrollaron una forma que podría mejorar las predicciones sobre cuándo, dónde y cómo se produciría la lluvia. Esos copos de nieve 3D simulan a los que se forman de manera natural y podrían revolucionar la forma en que comprendemos la atmósfera y los fenómenos que ocurren en ella.

Actualmente, la predicción del tiempo depende en gran medida de herramientas como los radares meteorológicos, que funcionan rebotando señales en las partículas de agua y hielo suspendidas en el aire. Gracias a esos radares, los meteorólogos pueden interpretar los datos sobre la cantidad de agua en la atmósfera y prever cuándo podría comenzar a llover. En un campo como la meteorología, mientras más información se tenga, mejores son los pronósticos. Debido a ello, los investigadores de este estudio creen que el análisis detallado de la caída de los copos de nieve podría ofrecer información más precisa para las predicciones meteorológicas.

Se imprimieron copos de nieve con formas distintas para observar las diferentes caídas. (Créditos: Atmospheric Chemistry and Physics).

La danza de los copos de nieve 3D

El estudio de la Universidad de Reading se centró en observar cómo caen los cristales de hielo a través de la atmósfera. Para esto, simularon un entorno controlado utilizando un tanque lleno de una mezcla de agua y glicerina. Los copos impresos en 3D se dejaron caer por el tanque para estudiar su trayectoria y orientación. Con ayuda de tres cámaras de alta velocidad y colocadas alrededor del tanque se capturó la trayectoria de caída de cada tipo de copo. Con esas imágenes, los investigadores reconstruyeron las trayectorias y orientaciones. A la forma en que cayeron los copos, los investigadores también la han llamado «danza». Los resultados mostraron cuatro tipos de «danza»: caída estable (en línea recta), zigzag (de lado a lado), transición (una combinación de zigzag y rotación) y espiral (girando mientras caen). Cada uno de estos patrones de movimiento reflejó información crucial. Si se incorporara esa información a los métodos de teledetección climática, ayudarían a mejorar la precisión y solidez de los análisis.

Los copos de nieve análogos se imprimieron en una máquina SLA de Formlabs, concretamente, la impresora Form 2. El diseño de los copos incluye detalles minuciosos de las estructuras reales, desde simples placas hexagonales hasta complejas dendritas con múltiples ramificaciones. El equipo observó que las formas más complicadas, como las dendritas, mantenían una mayor estabilidad durante su caída, mientras que las formas más simples tendían a ser inestables. Estos hallazgos son fundamentales porque permitirán a los científicos interpretar con mayor precisión los datos de los radares meteorológicos. Se podrían mejorar, por ejemplo, las estimaciones de cuándo el hielo en las nubes se transformará en gotas de lluvia.

Visualización de las trayectorias de caída de los copos de nieve. (Créditos: Atmospheric Chemistry and Physics).

Además de ofrecer mejoras en la predicción de lluvias, los investigadores sostienen que su estudio puede ayudar a explicar cómo las nubes reflejan la luz solar y contribuyen a que ocurran fenómenos como los halos. Jennifer Stout, líder de la investigación, explica:

«Comprender la danza de un copo de nieve no solo es hermoso, sino que también puede ayudarnos a entender la reflectividad de las nubes. Cada cristal de una nube actúa como un diminuto espejo, reflejando y refractando la luz que la atraviesa. Predecir la coreografía de una nube entera nos permitiría comprender mejor la atmósfera y los procesos que dan lugar a la lluvia y la nieve. Esta intrincada coordinación de los copos de nieve también puede crear un gran impacto visual, causando fenómenos asombrosos como los parhelios y los halos de hielo».

En definitiva, este avance en el estudio del comportamiento de los copos de nieve aporta una herramienta novedosa para la meteorología diaria. Además, también abre nuevas vías para comprender fenómenos atmosféricos más complejos. El artículo científico ha sido publicado en la revista Atmospheric Chemistry and Physics, puedes acceder al artículo completo, aquí.

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