Para fijar los valores de temperatura se utilizan los llamados puntos fijos de un termómetro, que se corresponden con fenómenos que tienen lugar siempre para un mismo valor de la temperatura.
Se toman por acuerdo como puntos fijos el punto de fusión del hielo y el punto de ebullición del agua. Una escala termométrica vendrá definida por los valores de temperatura asignados a los dos puntos, aceptando una variación lineal de la magnitud termométrica con la temperatura.
Escala Celsius o centígrada
La escala Celsius o centígrada asigna el valor cero al punto de congelación o solidificación del agua y el valor 100º al punto de ebullición de la misma a la presión de una atmósfera. Cada unidad, debido a la variación lineal con la temperatura, será 1/100 del intervalo y se llama grado Celsius o centígrado (ºC).
Escala Kelvin o absoluta
La escala absoluta o termodinámica utiliza como unidad de medida de temperatura el kelvin (K), cuyo valor coincide exactamente con el de 1ºC, ya que el intervalo entre los puntos fijos también se divide en 100 unidades. Sin embargo, se asigna el valor 273 al punto de fusión del hielo y, por tanto, el valor 373 al punto de ebullición del agua. En consecuencia, la relación entre la temperatura medida en Kelvin y la medida en grados centígrados es la siguiente:
T(K) = t(ºC) + 273
es decir, se trata de la misma escala que la centígrada pero desplazada hacia abajo en 273 unidades.
La importancia de la escala absoluta radica en que es posible demostrar que el cero absoluto de temperatura se corresponde con la ausencia total de energía cinética interna del cuerpo considerado, es decir, con la inmovilidad total de sus partículas.
Escala Fahrenheit
Otra escala de temperaturas, muy utilizada en Norteamérica fuera de los ambientes científicos es la escala de Fahrenheit. En esta escala se efectúan 180 divisiones en el intervalo definido por los puntos fijos, asignando a estos puntos los valores 32 y 212, respectivamente.
La relación entre la temperatura expresada en grados centígrados y la correspondiente en grados Fahrenheit.
t(ºF) = 1,8 t(ºC) + 32
La escala absoluta correspondiente a la Fahrenheit, es decir, con unidades iguales, es la escala Rankine, cuyos puntos fijos son 491,69 y 671,67. Evidentemente, el intervalo en ambos casos es de 180 unidades. La relación entre la temperatura expresada en ºF y ºR es la siguiente:
Las nubes son blancas y algodonosas, oscuras y amenazantes, o, a veces, como tenues trazos de un pincel en el cielo. En contra de lo que cabría pensar, no están formadas por vapor de agua, sino por millones de diminutas gotas de agua en suspensión.
¿Cómo se forman las nubes.....?
Las nubes son formaciones características de la troposfera, que están ligadas al ciclo del agua en nuestro planeta. Su proceso de formación es muy simple: como consecuencia de la evaporación en la superficie, se produce continuamente el ascenso de vapor de agua a la atmósfera. Conforme asciende, el vapor se enfría, con lo que se produce la condensación del agua en forma de pequeñas gotas líquidas o su solidificación como diminutos cristales de hielo.
Este enfriamiento puede suceder también cuando en la atmósfera colisionan frentes fríos y cálidos: el súbito enfriamiento del vapor de agua contenido en la masa de aire caliente provoca el desarrollo de nubes. En ambos casos, la condensación del agua supone una importante liberación de energía.
Normalmente, la presencia de partículas de polvo, etc., en la atmósfera ayuda a la formación de las nubes, ya que dichas partículas actúan como núcleos de condensación del agua.
¿.....Y por qué llueve?
Las partículas de agua o los cristales de hielo de las nubes se mantienen suspendidos en la atmósfera debido a su poco peso. Si, como consecuencia de cambios en la temperatura, vientos, choque con obstáculos naturales (montañas), etc., se produce la unión de estas partículas, estas aumentan su peso y, finalmente, la gravedad hace que se produzca la precipitación. Esta puede ser en forma de agua, de nieve o de granizo, en función de las condiciones atmosféricas de ese momento.
Tipos de nubes
Mirando al cielo durante días diferentes es posible comprobar que existen distintos tipos de nubes. Se pueden distinguir por la forma, el aspecto (deshilachado, algodonoso, globoso), el color (claro u oscuro) y la altitud a la que aparecen.
Clasificando las nubes por su forma, es posible identificar cuatro grupos:
Cúmulos: Nubes de aspecto algodonoso, blancas o blanquecinas, con forma de cúpula en su parte superior. No suelen producir precipitaciones.
Estratos: Nubes dispuestas en varias capas, que cubren normalmente todo el cielo y suelen estar a baja altitud. Se presentan habitualmente en invierno y, a veces, van asociados a nieblas.
Cirros: Nubes de color blanco y aspecto alargado y ``deshilachado´´, que se forman en capas muy altas (por encima de 9.000 m). Suelen estar formados por cristales de hielo.
Nimboestratos y Cumulonimbos: Son nubes grises, a veces muy bajas, que cubren el cielo y originan precipitaciones. (Se agrega la palabra ``nimbo´´ al nombre de una nube para indicar que se trata de una nube que suele provocar lluvias).
Si, en cambio, se agrupan las nubes por su altitud, es posible distinguir nubes bajas (por debajo de 2.000 m, constituidas por agua líquida), nubes de altitud media (entre 2.000 y 7.000 m, formadas por una mezcla de hielo y agua), y nubes altas (por encima de los 7.000 m de altitud, constituidas por cristales de hielo).
(23-79 d.C) Escritor romano. Fue uno de los más sólidos y prolificos eruditos de su época. Escribió muchos libros sobre temas muy variados, pero la única obra suya que se conserva es la Historia natural, auténtica enciclopedia de los conocimientos científicos de la Antigüedad. Pereció en Stabiae, observando la erupción del Vesubio que sepultó Pompeya.
Plinio el Joven
(62-114 d.C) Escritor romano. Sobrina e hijo adoptivo de Plinio el Viejo, discípulo de Quintiliano y famoso orador. Desde el punto de vista científico, del conjunto de su obra son particularmente interesantes dos de sus Epístolas, en las que describe la erupción del Vesubio del 79 y la muerte de su tío cuando se dirigía a estudiarla. La descripción de Plinio el Joven se consideró durante un cierto tiempo poco científica, pues no se conocía ninguna erupción como la que él narraba. No obstante, actualmente su relato se considera ajustado a la realidad, hasta tal punto que ese tipo de erupciones, con una gran nube de cenizas y flujos piroclásticos, se denominan erupciones plinianas.
Así describió el comienzo de la erupción:
``La nube se elevaba desde una montaña a una distancia tal que no podíamos reconocerla, pero luego supimos que era el Vesubio. Puedo describir su forma comparándola con la de un pino. La nube ascendia al cielo, con su forma de ``tronco´´ muy largo de la que surgían algunas ``ramas´´. Imagino que se había elevado por una explosión súbita, que después se debilitó, dejando la nube sin soporte, de forma que su propio peso causara su dispersión hacia los lados. Parte de la nube era blanca, en otras partes había manchas oscuras de polvo y ceniza. El aspecto de la nube hizo que un científico como mi tío (Plinio el Viejo) determinase verla desde mucho más cerca´´.
Los volcanes son la manifestación externa de un proceso interno: el ascenso de magma a la superficie. El magma es una mezcla de roca fundida, gases y fragmentos sólidos, que se encuentra en algunas zonas de la litosfera, a una temperatura de entre 700 y 1.200 ºC. Es e material que, por enfriamiento y consolidación, da lugar a las rocas ígneas.
Llamamos actividad volcánica a todas aquellas manifestaciones relacionadas con los volcanes. Comprende no solo las conocidas erupciones, causantes a veces de catástrofes, sino también fenómenos menos impresionantes, como las fumarolas (emisiones de gases) o los géiseres (chorros de vapor de agua que salen, intermitentemente, de una grieta).
La actividad de los volcanes es muy variable. Hay volcanes tremendamente activos, que entran con frecuencia en erupción. Otros son mucho más tranquilos, y alternan períodos de reposo o de actividad atenuada con otros de erupciones más o menos intensas. Hay algunos que se llaman <>. No están en erupción, pero no se les cree extinguidos. Y los que hay que, casi definitivamente, pueden considerarse extinguidos.
Como los terremotos, la actividad volcánica se puede explicar por la dinámica de la litosfera. Los volcanes y los fenómenos asociados a ellos son mucho más abundantes en las zonas de contacto entre placas. Se estima que, de todos los volcanes del planeta, un 95% están relacionados con bordes de placa y sólo un 5% se encuentran en zonas intraplaca.
Tipos de volcanes
Existen diferentes tipos de volcanes. Por su localización, se distinguen los volcanes terrestres y los submarinos. Por su forma, podemos clasificarlos en volcanes fisurales y puntuales.
Los fisurales tienen como abertura una fisura de gran longitud. En las dorsales oceánicas hay muchos volcanes de este tipo. Los puntuales, como el Etna (Sicilia), son los volcanes típicos, los que corresponden a la imagen que casi todo el mundo tiene de lo que es un volcán. Presentan aspecto de montaña con un cráter en la parte alta.
Estructura de un volcán puntual
Un volcán puntual es algo más que una simple montaña. En cualquier volcán podemos distinguir una parte superficial y una que se encuentra bajo la superficie.
La parte superficial, que es visible desde el exterior, se denomina edificio volcánico. Pueden existir diversos edificios volcánicos más o menos unidos, con conos volcánicos debido al depósito de los materiales expulsados por el volcán. Estos edificios volcánicos reflejan las sucesivas etapas de actividad del volcán, por estar formados por los materiales que este ha expulsado a lo largo de su historia.
Formas de los volcanes puntuales
Es fácil deducir que la forma de los volcanes dependerá de las erupciones, de su frecuencia y de la composición del material que surge. En función de su forma podemos distinguir tres tipos de volcanes.
Los volcanes en escudo: Son típicos de las islas de Hawai. Tienen una lava muy fluida, que recorre grandes extensiones. El resultado es un volcán muy masivo, con pendientes muy suaves.
Los estratovolcanes: Son los más característicos. Están compuestos por sucesivas capas de piroclastos y coladas de lava, que forman estratos. Se trata de los clásicos volcanes con forma de montaña, con estructura bastante simétrica y laderas con cierta pendiente.
Los volcanes más pequeños y simples son los conos de cenizas y los domos de lava. En estos casos, los materiales expulsados en una erupción ocasional se acumulan alrededor del foco emisor.
Erupciones volcánicas
La erupción del Vesubio en el año 79 d.C. es una de las primeras erupciones volcánicas documentadas. En su momento, los habitantes de la zona afectada no supieron de qué se trataba. Era un fenómeno nuevo y ni siquiera sabían el riesgo al que se enfrentaban. El tiempo y la experiencia han hecho que los volcanes se consideren, en muchos casos, una amenaza que conviene vigilar atentamente.
Los volcanes más peligrosos son aquellos que se sitúan en zonas de límites convergentes entre placas. En estas zonas se producen magma de naturaleza silícea a unos 100-150 km de profundidad. El magma es muy viscoso, y las erupciones son muy violentas y explosivas. Afortunadamente, estos volcanes son escasos: abundan mucho más aquellos situados en límites divergentes (dorsales), con lava de naturaleza basáltica, más fluida, que surge en erupciones más tranquilas.
Productos volcánicos
Durante una erupción, los volcanes emiten al exterior productos sólidos, líquidos y gaseosos.
Los productos sólidos proceden de la solidificación súbita del magma que se ha enfriado al llegar a la superficie de la Tierra. Según su tamaño, tienen diferentes nombres. Si se trata de fragmentos finos, con aspecto de polvo, se llaman cenizas. Si tienen tamaño de la grava o un poco más grandes, se denominan lapilli. Si son muy grandes, se llaman bombas volcánicas (con formas redondeadas) o bloques volcánicos (con formas angulosas). En conjunto, todos los materiales sólidos expulsados por un volcán se denominan piroclastos (en griego, piros=fuego, y clasto=fragmento). En ocasiones, el magma contiene tantos gases que, al enfriarse, se forman fragmentos de una roca muy porosa y ligera; es la pumita o piedra pómez. Se trata de una roca tan poco densa que incluso flota en el agua.
Los productos líquidos reciben el nombre de lava, y están formados por el magma sin gases. Cuando se enfría en la superficie, la lava solidifica y forma lo que se denomina una coladas de lava. En algunos casos, las coladas de lava pueden alcanzar varios kilómetros de longitud.
Los productos gaseosos que expulsan los volcanes son muy diversos. Suelen ser vapor de agua, hidrógeno, nitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, etc.
Los efectos catastróficos de las erupciones no se deben solo a la lava. También la emisión de gases tóxicos (como el monóxido de carbono) o de gran cantidad de productos sólidos pueden causar catástrofes.
No obstante, el fenómeno más peligroso y destructivo asociado a las erupciones volcánicas es el llamado flujo piroclástico o nube ardiente. Se trata de una gran nube de gases y piroclastos en suspensión, que se encuentra a una temperatura de alrededor de 500 ºC y desciende por las laderas del volcán a una velocidad de 100 km/h o superior. Esta nube ardiente arrasa todo cuanto encuentra a su paso.
``El Niño´´ es una situación meteorológica especial que causa importantes alteraciones en la dinámica de la atmósfera y del océano. Se produce en el océano pacifico, y suele afectar a las costas occidentales de Sudamérica, donde provoca un cambio de clima radical: en zonas habitualmente desérticas o semidesérticas se producen copiosas precipitaciones que originan inundaciones y otras catástrofes. Pero, aunque se trata de un fenómeno localizado en esa zona, los cambios que provoca son tan importantes en el conjunto de la atmósfera que afectan a todo el planeta.
Este fenómeno se repite de 3 a 7 años, y afecta principalmente a las costas de Perú y Ecuador. Cuando se produce ``El Niño´´, en las aguas costeras de Perú la temperatura supera en 0,5 ºC la media durante mas de 6 meses consecutivos. Durante los episodios mas fuertes (que, en el siglo XX, ocurrieron e 1982-1983 y 1997-1998), la temperatura media de las aguas sube hasta 10 ºC. Por tanto, el análisis de este dato debería permitir predecir el fenómeno con unos meses de antelación.
Como se produce el fenómeno ``El Niño´´
En condiciones normales, en el Pacifico soplan los llamados vientos alisios, desde la costa americana en dirección a la costa indoaustraliana. Estos vientos mueven el agua oceánica y hacen que, en las costas en Perú y Ecuador, se produzca el afloramiento de una corriente fría que favorece la pesca en la región. Normalmente, sobre estos dos países hay un anticiclon casi permanente, de forma que en sus costas el clima es mas bien seco.
En los periodos de ``El Niño´´, la circulación atmosférica cambia completamente y se debilitan muchos los alisios. No se produce, por tanto, el movimiento de las aguas y tampoco el afloramiento de agua fría en las costas. El agua en esta región empieza a calentarse. Aumenta la evaporación, y el aire caliente cargado de humedad que asciende causa las precipitaciones torrenciales características de este fenómeno.
En el área indoaustraliana también cambia el clima. Se produce una etapa de sequía en lugares del sureste asiático donde las lluvias torrenciales son algo cotidiano y no causa desgracias. Esa sequía impide el cultivo del arroz, cereal que necesita un alto grado de humedad para crecer. Sin arroz, la población tiene muy poco que comer.
``El Niño´´ causa también, en menor medida, alteraciones en otros puntos del planeta. Se ha comprobado que, tras uno de estos períodos, suelen producirse sequías en la región mediterránea.
¿Sabías que........?: El origen del nombre ``El Niño´´.
El fenómeno denominado con este nombre tan peculiar se conoce desde hace mucho tiempo. Hay documentos del siglo XV que testimonian uno de estos fenómenos. Pero su nombre se debe a la llamada corriente del ``Niño´´, nombre que los pescadores de Perú daban a las aguas cálidas que se aproximaban a la costa alrededor de Navidad. Precisamente, les dieron ese nombre en honor al Niño Jesús. Con posterioridad, el nombre se extendió al conjunto de fenómenos de los que esa corriente es solo una parte.
Imagen del glaciar Aletsch más grande de los Alpes.
Los glaciares son grandes masas de hielo que se acumulan en zonas elevadas, por encima del nivel de las nieves perpetuas, o en las regiones polares, y que descienden lentamente hasta niveles inferiores.
En las zonas polares y en las montañas, el agua suele caer en forma de nieve que, no derretirse, se va almacenando y comprimiendo por el peso, y va expulsando el aire que tenia almacenado entre sus poros. Se forma asi el hielo glaciar, mas denso que el normal y de color azulado.
Existen 2 tipos de glaciares seguí su latitud y la altitud:
Los glaciares alpinos o de valle: Se encuentran en las montañas. En este tipo de glaciares, el hielo se acumula en circos de los que parte un río de hielo o lengua, que se desplaza a una velocidad de hasta 1 m/día, desde zonas elevadas a cotas en la que se produce el deshielo. El resultado es un valle excavado en la montaña, con perfil en forma de U. Un tipo de glaciar alpino es el glaciar pirenaico, que no llega a desarrollar lengua y, por tanto, solo tiene circo.
Los glaciares de casquete o islandsis: Se hallan en zonas polares. Son inmensas masas de hielo con numerosas lenguas que terminan en el mar, con un desplazamiento de unos 10 a 30 cm/día. Al romperse y caer grandes fragmentos al agua, se originan los icebergs. En algunos puntos de la Antártida, el hielo puede llegar a superar los 4.000 m de grosor.
Partes de un glaciar alpino
Los glaciares alpinos se pueden distinguir en tres partes:
El circo glaciar: Es una depresión con forma de cubeta rodeada de montañas donde se acumula la nieve y, por la presión, se transforma el hielo. La intensa presión causa la cristalización especial del hielo glaciar.
El valle glaciar: Es el cauce por el que baja la masa de hielo. El perfil transversal del valle tiene forma de U, a causa de que la masa de hielo erosiona el fondo y las paredes del valle. La lengua glaciar es la masa de hielo que se desliza por el valle, a una velocidad media de entre los 10 y los 100 metros por año. La velocidad es mayor en el centro de la lengua que en el fondo y en los laterales, debido al rozamiento con el valle. A ambos lados de la lengua glaciar y en su fondo se acumulan los materiales rocosos que transporta el glaciar, que forman depósitos llamados morrenas.
La zona terminal: Es la de menor altitud, donde se produce la fusión del hielo del glaciar, que alimentará a un torrente.
Este tipo de glaciares se hallan en altas montañas de zonas templadas y frías, como los Alpes (Europa), el Himalaya (Asia), los Andes (América del Sur), etc.
¿Sabías que.......?: El por qué el hielo glaciar es azul.
Al cambiar por un glaciar llama la atención el intenso color azul del hielo. Este color se debe al efecto de la absorción de la luz, que es un poco especial en el hielo glaciar. Este tipo de hielo es mucho más compacto que, por ejemplo, el hielo que se consigue en un congelador. Esta
peculiaridad es debida a que el hielo en un glaciar está sometido a intensas presiones durante su formación.
El hielo más compacto se comporta de una forma especial al recibir la luz. Al incidir un rayo de luz, sólo el componente azul de la radiación solar tiene la suficiente energía para penetrar en el interior de la masa de hielo. Por ello, absorber los otros colores, el hielo glaciar aparece ante nuestros ojos con un bello color azulado.
Otra curiosidad del hielo glaciar es su duración. Los cristales que lo forman son muy grandes, con lo que, al estar expuesto a temperaturas altas, resiste más que el hielo normal. Por eso se suele bromear con el hecho de que es el hielo más apto para cortarlo en cúbitos para enfriar las bebidas.
Para fijar los valores de temperatura se utilizan los llamados puntos fijos de un termómetro, que se corresponden con fenómenos que tienen lugar siempre para un mismo valor de la temperatura.
