Ondas de Kelvin-Helmholtz

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Las ondas internas de Kelvin-Helmhotz, son ondas que se generan en la interfase (superficie de separación) entre dos masas de agua o aire (u otros dos fluidos) de diferente densidad. Para que ocurran es necesario que exista una cortante vertical de velocidad, es decir, las masas deben moverse a velocidades diferentes.

Se trata de ondas inestables, de modo que crecen y rompen rápidamente.

Es bastante común observar estas ondas en nubes y es fácil identificarlas por su forma característica. Las fotos a continuación muestran algunos ejemplos. La primera de las imágenes, por ejemplo, fue tomada por un investigador del DCAO sobre la Ciudad Universitaria de la Ciudad de Buenos Aires.

Son realmente notables, ya que nos dejan ver "rompientes" en las nubes!

Las ondas de Kelvin-Helmholtz son muy comunes en la naturaleza. La figura a continuación (de http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA06502) muestra estas ondas en Saturno, producidas como resultado de la interacción entre dos capas de la atmósfera de ese planeta.

La siguiente figura (de http://www.flickr.com/photos/timstone/3193252274/) las muestra en el flujo liberado por un humidificador de ambientes.

Estos procesos pueden ocurrir también en el agua. Esto ocurre especialmente en la desembocadura de los ríos, donde el agua casi dulce (más liviana y menos densa) que descarga el río se junta con el agua del mar (más salada y más densa). El agua del río al ser más liviana, fluye sobre el agua del mar generando una interfase horizontal entre  los dos líquidos. Si las capas se mueven a velocidades diferentes, entonces podremos tener ondas de Kelvin-Helmholtz.

Sin embargo, en el océano, estas ondas se observan más comúnmente en la superficie. Es habitual ver en la superficie del mar (o del río) zonas alternadas de agua más quieta (tipo espejos) y zonas donde hay más onditas "riples o rizos", que no crecen demasiado sino que rompen rápidamente generando "corderitos". No son ni más ni menos que ondas de Kelvin-Helmholz. Aquí las dos capas las conforman el aire por arriba y el agua por abajo y tenemos así una interfase. Como el aire ("el viento") generalmente se mueve más rápido que el agua, tenemos una cortante y es fácil que converjan las condiciones para generar este tipo de ondas.

Como verás en el experimento, no son difíciles de reproducir en el laboratorio, si te agenciás de los materiales adecuados.

 

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