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Una gran nube de polvo saharaui se está moviendo fuera de África hacia el Océano Atlántico. Actualmente cubre una gran parte del Atlántico tropical, dirigiéndose a las Antillas Menores y América del Sur. Esto marca un comienzo temprano de la temporada de tormentas de polvo saharaui en el Océano Atlántico. 

Las fuertes tormentas eléctricas y los sistemas convectivos en África pueden crear tormentas de polvo masivas. Los patrones de presión y los vientos en el Atlántico son actualmente lo suficientemente favorables como para que estas enormes tormentas de polvo lleguen a nuevos continentes a través del Océano Atlántico. 

CAPA DE AIRE SAHARIANA

Estas grandes nubes de polvo también se denominan "SAL" (capa aérea sahariana). La capa de aire saharaui es una masa de aire de aire muy seco, llena de polvo del desierto que se forma sobre el desierto del Sahara a finales de primavera, verano y principios de otoño.

Pero algunos episodios de tormenta de polvo más grandes también pueden formarse a principios de la primavera. Estas tormentas de polvo se mueven sobre el Atlántico Norte tropical, "pulsando" cada pocos días. Algunos eventos durante la estación cálida pueden alcanzar volúmenes muy altos de polvo y pueden llegar muy al oeste.

Se estima que las regiones desérticas del norte de África liberan alrededor de 800 millones de toneladas de polvo cada año. Eso es el 70 % del total de las emisiones mundiales de polvo, y seis veces más que la siguiente fuente más grande, Asia. Una gran parte de estas emisiones se transporta hacia el oeste sobre el Océano Atlántico. Imagen de Adams et al. 2012.

Cerca de la costa oriental de América del Sur, más de 130 millones de toneladas de partículas de polvo aún permanecen en el aire, y alrededor de 30 millones de toneladas caen a la superficie sobre la cuenca del Amazonas. Esto actúa como un proceso de fertilización natural para la selva amazónica. 

En la siguiente imagen se pueden ver los depósitos mensuales de polvo en Barbados y el sureste de los Estados Unidos, de 2004 a 2009. Podemos ver un ciclo anual alcanzando su punto máximo durante la temporada de verano en el sureste de los Estados Unidos. 

La capa de aire saharaui es cálida, estable y muy seca. Tiene aproximadamente un 50 % menos de humedad que la atmósfera tropical típica. Se ha demostrado que el calor, la sequedad y los fuertes vientos asociados con la SAL suprimen la formación e intensificación de ciclones tropicales. 

A medida que la SAL cruza el Atlántico, generalmente ocupa una capa de la atmósfera de 3 a 4 km (2 a 2,5 millas) de espesor, con su base comenzando a unos 1,5 km (1 milla) por encima de la superficie. 

Pero ¿cómo pueden estas grandes tormentas de polvo viajar tan hacia el oeste e incluso llegar al extremo norte de los Estados Unidos y Canadá? La respuesta son los vientos alisios. 

LOS VIENTOS TROPICALES

Los vientos alisios son los vientos predominantes del este que rodean la Tierra cerca del ecuador. Son más fuertes y constantes sobre los océanos. Estos vientos del este en niveles bajos y altos son un mecanismo de dirección natural para las tormentas de polvo y también para las tormentas tropicales durante la temporada de huracanes.

La imagen siguiente muestra las principales direcciones de los vientos cercanos a la superficie, con los vientos alisios globales en colores amarillo y rojo. En el Atlántico Norte, el patrón de circulación es en el sentido de las agujas del reloj, debido a la presencia de un sistema de alta presión semipermanente en esa región.

Los vientos alisios no son muy fuertes. Su velocidad es de unos 5 a 6 metros por segundo (11 a 13 millas por hora), llegando a alcanzar los 13 metros por segundo (30 millas por hora) o más. Pero el verdadero poder de los vientos alisios está en su persistencia.

En la imagen de abajo se puede ver la media de los vientos de superficie en los últimos 40 años. Esto muestra muy bien los vientos alisios predominantes del este y la circulación de alta presión (en el sentido de las agujas del reloj) en el Atlántico Norte.

Asimismo, hemos proporcionado una media de 40 años de la presión a nivel del mar en el período comprendido entre el final del invierno y la primavera. La imagen siguiente muestra el sistema de alta presión persistente en el Atlántico Norte subtropical. Esto ayuda a explicar la dirección de los vientos alisios, ya que los sistemas de alta presión giran en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte.

TEMPORADA DE TORMENTA DE POLVO SAHARIANA EN 2022

Como se ha mencionado anteriormente, la actividad de las tormentas de polvo en el Atlántico suele aumentar en primavera. Primero está más limitada a las regiones tropicales, pero llega hasta el oeste y el suroeste. 

Las imágenes satelitales que se muestran a continuación revelan un fuerte episodio de polvo sahariano que se adentra en el Océano Atlántico. Las imágenes de satélite SENTINEL-3 que aparecen a continuación muestran una gran nube de polvo que se desplaza sobre Cabo Verde el 3 de marzo de 2022, moviéndose hacia el oeste.

El análisis de aerosoles del 5 de marzo, reveló una gran nube de polvo que se mueve hacia el oeste-suroeste, con una alta concentración de polvo. La imagen es de la plataforma ADAM - Earth explorer.

Las imágenes de satélite en tiempo real del mismo día, 5 de marzo, revelaron un penacho de polvo concentrado, que se extiende hacia el oeste-suroeste. La dirección muestra que la nube de polvo es arrastrada por los vientos alisios del este.

El 7 de marzo, dos días más tarde, el extremo occidental de la nube de polvo ha llegado a Sudamérica, pero las concentraciones se reducen a medida que la nube se desplaza hacia el oeste.

Diversos estudios han demostrado que las partículas ricas en hierro presentes en estas nubes de polvo reflejan la luz solar y pueden enfriar la atmósfera. Las finas partículas de polvo también reducen la cantidad de luz solar que llega al océano, reduciendo el calentamiento de la superficie oceánica, durante el paso de la tormenta de polvo.

Hemos proporcionado un gráfico especial a partir de los datos del GEOS de la NASA, que muestra la masa de la columna de polvo. Básicamente, revela la concentración de polvo en la atmósfera. Los valores más altos significan una nube de polvo más fuerte.

El penacho principal llegaba a más de la mitad del Atlántico tropical a finales del 9 de marzo, con concentraciones más bajas ya en la costa sudamericana.

El último análisis diurno por satélite muestra penachos de polvo continuos desde África, que llegan hacia el oeste. La imagen es del satélite GOES-16 de la NOAA.

Un sondeo atmosférico muestra la temperatura, el punto de rocío y los vientos con la altitud. El último sondeo de abajo es para la región de Cabo Verde, y muestra una capa muy seca en los niveles inferiores (caja negra). Esta es la forma más fácil de detectar la capa de aire sahariana.

La capa de polvo se muestra a baja altura, lo que significa que puede salir de la atmósfera antes. Cuanto más alta sea la capa de polvo, mayor será el tiempo que pueda mantener sus altas concentraciones antes de "disolverse", llegando más al oeste.

Fuente:  Por: Autor Andrej Flis . Publicado el Publicado: 13/03/2022

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Catorce de marzo: 14/3 o 3/14 si lo leemos en nomenclatura inglesa. Al decir “tres catorce” rápidamente se dibuja en nuestra mente un número que nos recuerda al instituto. Es muy posible, además, que al escucharlo sigamos la retahíla: quince, noventa y dos, sesenta y cinco… hasta donde nos alcance la memoria para recordar las cifras del singular número Pi.

El congreso de EEUU en 2009 declaró oficialmente que este día, el 14 de marzo, sería el Día de π. Tuvo un enorme éxito desde sus inicios, y la idea creció hasta que en 2019, la UNESCO lo declaró el Día Internacional de las Matemáticas. Desde entonces, cada año más y más gente se ha ido uniendo a la celebración, con π como símbolo de los que amamos las matemáticas.

Pi no es realmente un número

Empecemos por aclarar algo, Pi es la decimosexta letra del alfabeto griego (π) y en matemáticas la usamos para representar algo mucho más interesante que un número (que no digo yo que los números no lo sean). Así pues, la primera rareza de Pi es esa, que no es un número. Pero entonces, si no es un número, ¿qué es Pi?

Pi representa la proporción que guarda la longitud de la circunferencia con su diámetro. Una proporción que tiene la particularidad (aquí su segunda rareza) de ser constante, esto es, de valer siempre lo mismo sin importar lo grande o lo pequeña que sea la circunferencia.

En particular, en la geometría euclídea –la que debemos a Euclides (325 - 265 a. e. c.) y que nos asegura cosas como que por dos puntos pasa una única recta– el valor constante de Pi es tan especial (y ya van tres) como para ser irracional.

No es que haya perdido la razón sino que, a pesar ser el resultado de dividir el perímetro entre el diámetro, no puede expresarse nunca como la división de dos números enteros. Si el diámetro de una rueda es un valor “exacto”, sin decimales, el espacio que recorrerá al dar una vuelta no lo será. Pero, entonces ¿cuánto será? Nos acercamos a una cuestión clave, el valor de Pi… pero déjenme que antes siga con otra de sus rarezas, la cuarta ya.

Pi es trascendente. No es que sea tan importante como para que transcienda (que también) sino que es trascendente, sin n. Esta propiedad matemática nos asegura que Pi no será nunca la solución de ningún polinomio. ¿Polinomio? Seguro que lo recuerdan de sus estudios de matemáticas. Los polinomios son las ecuaciones en las que la incógnita aparece elevada a uno o varios números naturales, por ejemplo x² + x + 3 = 0.

Pues bien, da igual los exponentes y los números que se pongan, no hay un polinomio para el que la x valga Pi. Cabe mencionar, además, que esta es una propiedad que no cumplen muchos números así que, a estas alturas, ya está demostrado que Pi es rarito pero aún falta lo mejor. Ahora sí, vamos a hablar de su valor.

El escurridizo valor de Pi

Como decíamos al inicio, el valor constante de Pi (en la geometría euclídea) es de 3,141592… pero, precisamente por el hecho de que es irracional, sabemos que tendrá infinitos decimales. Infinitos, como suena, sin fin y, para más inri, en este caso no solo es que sean infinitos si no que no siguen ningún patrón. Parecen colocados al azar, con todas las cifras del 0 al 9 teniendo la misma probabilidad de aparecer. De hecho, pueden usarse sus valores como un generador de números aleatorios y es posible buscar entre ellos cualquier sucesión de cifras, incluso el número de DNI de una persona cualquiera, que seguro que se encuentra en alguna parte. Sin embargo, lo más importante de esta propiedad de Pi es que se ha convertido en una fuente inspiración para el trabajo de muchísima gente.

Desde los tiempos más remotos (hay indicios de que a Pi ya lo conocían los babilonios en el 2000 a. e. c.) se han hecho esfuerzos por conseguir establecer su valor con la mayor precisión posible. En particular, uno de los primeros en dar sus frutos fue el de Arquímedes de Siracusa (287 - 212 a. e. c.), quien diseño un método para acotar el valor de esta rara constante.

Arquímedes usaba polígonos que se inscribían (los que se sitúan dentro de la circunferencia) y se circunscribían (los que contienen a la circunferencia en su interior). De esta forma, el valor del perímetro de la circunferencia se situaría siempre entre el perímetro del polígono inscrito y el del polígono circunscrito. Añadiendo cada vez más lados a los polígonos, Arquímedes consiguió dar un intervalo de valores para Pi, que tenía un error máximo del 0,040% sobre el valor real… vamos, cerquita, cerquita.

Metodo Arquimedes para la aproximación de pi. Wikipedia Commons

A la idea de Arquímedes le siguieron muchas otras y de muy diversa índole, algunas incluso desde el punto de vista de la probabilidad y la estadística, como fue el caso del Georges-Luis Leclerc (1707-1788), el Conde de Buffon.

En particular, Leclerc encontró al número Pi mientras trataba de determinar lo probable que era que al lanzar una aguja sobre un conjunto de lineas paralelas esta caiga cruzada sobre una de las rectas. Tras diversos cálculos llegó a la conclusión de que, si las lineas estaban separadas por la misma distancia que la longitud de la aguja, dicha probabilidad era de 2 dividido por Pi. De esta forma era fácil aproximar Pi lanzando muchas agujas, observando la proporción de estas que cortaban realmente a las rectas paralelas y comparándola con la probabilidad exacta.

Buffon needle. Buffon_needle.gif: Claudio Rocchini, derivative work: Nicoguaro

Sin embargo, con la llegada de la era de la computación apareció la quinta rareza de Pi, ser un número computable. En particular, Alan Turing, allá por 1936, definió que un número es computable si existe un algoritmo que nos permite aproximar su valor con una cantidad de cifras decimales predeterminadas.

Se han calculado 63 billones de decimales de Pi

Siguiendo esta premisa, en 1949 una máquina ENIAC consiguió romper el récord establecido hasta la fecha por el ser humano y calcular los 2037 primeros decimales de Pi, dando el pistoletazo de salida a una carrera que ha llegado hasta los 63 billones (europeos) de cifras con las que fue calculado en 2021 por un equipo de la University of Applied Sciences del cantón suizo de los Grisones.

Pero Pi no es solo un entidad matemática curiosa que ha hecho sonar las cuerdas del pensamiento humano desde la antigüedad. Pi es, como asegura Rhett Alain, un número asombroso que aparece de manera natural allá donde menos lo esperamos: en la estimación de nuestra posición por GPS, en el movimiento del péndulo de un reloj de pared o hasta en el modo en que un asistente por voz es capaz de reconocer que el usuario quiere, por ejemplo, que le cuente un chiste.

Pero, sobre todo, Pi es la excusa perfecta para que cada catorce de marzo celebremos las matemáticas y todo lo que nos dan. ¡Feliz Día Internacional de las Matemáticas!

Fuente:  Anabel Forte Deltell Doctora en Matemáticas y profesora en la Universidad de Valencia, Departamento de Estadística e Investigación Operativa, Universitat de València