Los polígonos están muy extendidos en la naturaleza: el lodo de secado puede romperse en bloques de muchos lados y las abejas forman el panal en células regulares de seis caras. Los hexágonos también aparecen en grandes capas de nubes a través de partes de los océanos de la Tierra y ahora un equipo de investigadores ha utilizado un enfoque de red para analizar por qué. Su trabajo promete ayudar a los científicos a encontrar descripciones más precisas de las nubes en los modelos informáticos de clima y cambio climático.
Las grandes cubiertas de nubes estratocúmulos se auto-organizan en patrones parecidos a panales. "Estos tipos de nubes refrescan el planeta al reflejar la radiación solar, pero su descripción en los modelos climáticos sigue estando bastante cruda", afirma la autora principal Franziska Glassmeier, de la NOAA. Esta experta encontró que podría utilizar un modelo matemático relativamente simple para recrear los patrones de las nubes, que se forman en la naturaleza por una interacción compleja de procesos físicos.
El nuevo trabajo, co-escrito por el científico de NOAA y compañero de CIRES Graham Feingold, se publica este lunes en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences'. El trabajo fue respaldado en parte por el Programa Innovador de Investigación de CIRES.
Desde las primeras imágenes satelitales a principios de los años 60, los científicos han reconocido que las nubes estratocúmulos, similares a las alfombras, a menudo cubriendo grandes zonas de océanos subtropicales, parecen panales imperfectos. Los investigadores realizaron simulaciones altamente detalladas de las nubes para capturar los movimientos de aire precisos que crean los patrones de las nubes: en general, donde el aire se mueve hacia arriba, crea regiones nubladas, y donde desciende, se forman regiones libres de nubes.
A continuación, aplicaron una técnica matemática llamada teselación Voronoi para traducir los movimientos de aire en una red de azulejos poligonales. El modelo matemático simple desarrollado por Glassmeier y Feingold vuelve a crear este patrón. "Es como crear un mosaico dinámico con reglas específicas que permitan reemplazar los diferentes parches con una nueva serie de tejas una y otra vez", explica Glassmeier.
Su modelo ofrece una explicación fundamental para la estructura y la dinámica de las impresionantes cubiertas de nubes estratocúmulos. Y quizás lo más importante, la técnica de análisis de red puede ayudar a producir nubes más precisas en los modelos de ordenador. "Las nubes todavía representan una incertidumbre significativa en nuestras proyecciones climáticas --apunta Feingold--. Nuestra esperanza es que este nuevo enfoque de red celular conduzca a nuevas formas de ver el problema de la parametrización de la nube".
