Onda de gravedad para niños

Las ondas de gravedad son como las olas que se forman en un líquido o gas, llamados fluidos, cuando algo los mueve de su estado de calma. La fuerza de la gravedad actúa como una especie de "resorte" que intenta devolver el fluido a su posición original. Cuando el fluido se mueve, la gravedad lo empuja de vuelta, creando estas ondas.

Estas ondas son muy importantes para entender cómo se mueven el aire y el agua en nuestro planeta. Por eso, las estudian mucho en la meteorología (el estudio del clima y el tiempo) y la oceanografía (el estudio de los océanos).

Existen dos tipos principales de ondas de gravedad:

• Las ondas de gravedad interna: Se mueven dentro de un fluido que tiene capas de diferentes densidades, como el aire en la atmósfera o el agua en el océano.
• Las ondas de gravedad externa o ondas de gravedad de superficie: Se forman en la superficie de un fluido que tiene una densidad más o menos igual en todas partes.

Es útil separar estas ondas para estudiarlas mejor. En la vida real, en la atmósfera y los océanos, estas ondas suelen actuar junto con otros tipos de ondas.

Movimiento de las partículas en aproximación de aguas someras. Los círculos rojos son las posiciones actuales de las partículas sin masa, moviéndose con la velocidad del flujo. La línea de color azul claro le da la trayectoria de estas partículas, y los círculos de color azul claro de la posición de la partícula después de cada periodo de la ola. Los puntos blancos son las partículas del fluido, también seguidos en el tiempo.

Tipos de Ondas de Gravedad

Las ondas de gravedad se clasifican en ondas de gravedad interna y ondas de gravedad externa.

Ondas de Gravedad Interna

Estas ondas son como las olas que se forman dentro de un fluido que está "estratificado", es decir, que tiene capas con diferentes densidades. Imagina un pastel con varias capas: el fluido también tiene capas, por ejemplo, de aire más frío y denso abajo y aire más cálido y ligero arriba.

Cuando algo perturba este fluido, la gravedad actúa a través de la fuerza de empuje (la fuerza que hace flotar las cosas) para intentar que el fluido vuelva a su equilibrio. Estas ondas pueden ocurrir dentro del fluido o en el límite entre dos capas de fluidos que no se mezclan fácilmente.

Formación de nubes debido al efecto de las ondas de gravedad interna en la atmósfera.

Podemos ver estas ondas en la atmósfera y en los océanos:

• En la atmósfera: A veces, las nubes forman patrones de "olas" o "calles" (bandas largas de nubes alternadas con bandas claras). Esto sucede porque las partes de la onda que suben llevan el aire húmedo hacia arriba, donde se enfría y forma nubes. Las partes de la onda que bajan empujan el aire hacia abajo, donde se calienta y las nubes se evaporan, dejando el cielo despejado.
• En los océanos: Son comunes donde los ríos (agua dulce, menos densa) se encuentran con el océano (agua salada, más densa). Aunque la superficie del mar esté tranquila, debajo, en la zona donde se unen el agua dulce y salada, pueden formarse grandes ondas. A veces, los navegantes notaban que sus barcos se movían muy lento o incluso hacia atrás, aunque hubiera viento. Esto se conocía como el "fenómeno de aguas muertas". En 1905, un científico llamado Ekman explicó que esto se debía a la formación de estas ondas internas.

Ondas de Gravedad Externa

Las ondas de gravedad externa, también llamadas ondas de superficie, se forman en la superficie de un fluido que tiene una densidad constante (no está en capas). Aquí, la gravedad actúa directamente para restaurar la superficie a su estado plano.

Un buen ejemplo es lo que ocurre cuando dejas caer una gota de agua o un objeto pequeño en un estanque. Verás que se forman ondas circulares que se extienden hacia afuera. Estas ondas se forman cuando la profundidad del agua es mucho menor que la distancia que recorren las ondas, lo que se conoce como "ondas largas" o "aguas poco profundas".

Si las ondas son "cortas" (la distancia entre ellas es pequeña comparada con la profundidad), se les llama "ondas de gravedad externa en aguas profundas". La diferencia principal es que en las ondas de aguas profundas, el movimiento de la onda disminuye rápidamente a medida que te alejas de la superficie, por lo que el fondo del fluido no se ve afectado. En las ondas de aguas poco profundas, casi toda la columna de agua se mueve con la onda.