Estructura cristalina y distribución de burbujas en policristales de hielo

Los granizos presentan estructuras cristalinas y distribuciones de burbujas relacionadas con las condiciones de crecimiento. Se estudian estas características en cilindros de agua solidificados a velocidad radial constante en el rango de 10⁻² a 10⁻⁴ cm s ⁻¹. Se analizan las estructuras obtenidas en función de las condiciones iniciales. Se discuten los resultados aplicando las teorías de nucleación de burbujas en el agua e inclusión de partículas en el hielo.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Estructura de granizos y su vinculación con las condiciones ambientales

Se consideran resultados anteriores que permiten vincular el tamaño y la orientación de los cristales que forman una piedra de granizo con las temperaturas del aire Ta y de la superficie de la acreción Ts, existentes durante el proceso. Estos resultados se aplican al análisis de una piedra de granizo natural, formada por un centro y dos zonas I y II. Los valores obtenidos para las temperaturas en las dos zonas se utilizan para estimar la velocidad ascencional del aire en la nube U, el contenido de agua líquida en la misma w, la proyección vertical de la trayectoria del granizo ΔZ, y el tiempo de crecimiento correspondiente t. El ejemplo muestra que, el análisis de piedras de granizo recogidas en tierra, permite determinar las condiciones de crecimiento y sus relaciones con algunos parámetros de la nube.Previous results are considered where the size and the orientation of crystals which form a hailstone are correlated with the temperature of the air Ta and of the accretion surface Ts. These results are applied to the analysis of a natural hailstone, formed by a centre and two zonas I and II. The values obtained for the temperatures prevailing in both zones are used to estimate the updraught velocity of the cloud U, the corresponding water content w, the vertical component of the hailstone trajectory AZ and the growth time t. The example shows that the analysis of the hailstones collected on the ground makes it possible to determine the prevailing growth conditions in the cloud and their relations with so me of the cloud parameters.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Orientación cristalina de gotas congeladas sobre un sustrato de hielo

Se estudia el proceso de congelación de gotas de agua sobreenfriada, que impactan sobre un sustrato de hielo monocrístalino, a velocidad terminal de carda libre. Se observa que la probabilidad P de que una gota congele con una orientación diferente a la del sustrato varía rápidamente de P 0,9 en un intervalo reducido de temperatura. Se determina la temperatura de transición correspondiente a P = 0,5, para sustrato basal y prismático y para gotas de 75 y 135 μm de diámetro. Se estudia la estructura cristalina de las gotas que presentan nuevas orientaciones y de acreciones formadas por yuxtaposición de muchas gotas. Los resultados se comparan con los que se obtienen en aeraciones formadas en túnel de viento y se interpretan aplicando la teoría de nucleación.The process of freezing for supercooled water droplets, after impinging on ice single crystal at terminal free fall speed, is studied. It is seen that the probability P, for the nucleation of new orientations in the droplets, changes rapidly from P 0,9, inside a short temperature range. The transition temperature T* corresponding to P = 0,5, for basal and prismatic substrates and for droplets of 75 y 135 μm diameter, is determined. The crystal structure of droplets with new orientations is studied and accretions formed of many droplets are analyzed. The results are compared with those obtained for accretions made in wind tunnel, and they are interpreted applying the nucleation theory.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Discusión de las condiciones de crecimiento de granizos naturales

Se interpretan las determinaciones de List et al. en granizos naturales, según conclusiones de Levi & Aufdermar. Las muestras presentan una pronunciada simetría de capas opacas y transparentes, en forma alternada. Se concluye que: 1) En algunas capas, la orientación preferencial de los cristales indica crecimiento seco. En otras se observa una distribución uniforme, lo que puede atribuirse a zonas de transición o, simplemente, a inhomogeneidades localizadas. 2) La transición de cristales grandes y transparentes, a pequeños y opacos, y viceversa, parecen debidas a variaciones periódicas del contenido de agua líquida. 3) La orientación preferencial de los cristales, en las distintas capas y las fáciles fluctuaciones del cambio opaco-transparente-opaco, llevan a ubicar la temperatura de la zona de crecimiento en la nube, en valores próximos a —18° C.The measurements made by List et al. on natural hail are explained, using the conclusions of Levi & Aufdermar. The samples analized show a pronunced symmetry of alternating opaque and transparent layers. We conclude: 1) In some layers the preferential crystal orientation indicates dry growth. In others the distribution is uniform which could be due to a zone of transition or only to local inhomogeneities. 2) The transition from big transparent crystals to small opaque ones and viceversa, seems to be caused by periodic changes in liquid water content. 3) The preferential crystal orientation in the layers and the easy change from opaque to transparent and from transparent to opaque, load us to assign a temperature near — 18° C to the zone of accretion in the cloud.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Crecimiento anormal de grano en hielo

Como parte de Ias investigaciones de crecimiento de grano en hielo, se realizaron experiencias de recocidos isotérmicos en muestras de hielo dopado con 10 -2 M de HF y NH4OH. Las temperaturas de recocido estudiadas son -2 , -6 y -10 ºC y Ios tiempos varian entre 24 hs y 3 meses. Las muestras estudiadas tienen una zona externa caracterizada por cristales elongados en Ia dirección radial y una zona central de cristales equiaxiados. Los resultados obtenidos muestran que Ia cinética de crecimiento de Ios granos pertenecientes a Ia zona externa es similar a Ia observada anteriormente, en muestras de hielo dopado cαn Ias impurezas que se encuentran naturalmente en Ia atmósfera. Los cristales de Ia zona central, sin embargo, presentan una velocidad de crecimiento un orden de magnitud mayor. El diferente comportamiento observado se atribuye a Ia diferencia de forma de Ios cristales. Se discute Ia necesidad de tener en cuenta Ios presentes resultados cuando se analiza Ia estructura cristalina de Ios granizos.Isothermic annealing exρεriments are made uεing HF 10-2 M and NH4OH 10-2 M frozen isolation as a part of the researchs on grain growth in ice. The annealing temperatures are -2, -6 and -10 ºC and the times range from 24 hs to 3 months. The samples háve an equiaxed crystal zones surrounded by an outer ring of elongated crystals. The grain growth kinetic in tne outer zone is similar to that already observed in ice samples doped with impurities frecuently appearing in the atmosphere. The central crystals, in contrast, have a growth rate 10 times higher. This is attributed to the different crystal shape. The Importance of the ρresent results on crystal structure analysis of hailstones is dicussed.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Estudio de la etapa inicial del proceso de acreción

Diversos autores discutieron el proceso de congelación de gotas de agua, que cho can sobre un sustrato a velocidad terminal de caída libre. En esas condiciones no se manifiesta la orientación preferencial típica de los granizos y acreciones formados en crecimiento seco. En consecuencia, se decidió realizar experiencias con velocidades de impacto de 10 ms-l, gotas de 50 a 200 m, sustratos básales y prismáticos, temperaturas del aire y del sustrato entre -2°C y -15°C. Los resultados indican que la estructura de las acreciones depende fundamentalmente de la velocidad de impacto de las gotas. Se discuten los mecanismos que determinan el predominio de uno u otro tipo de proceso. Los resultados se aplican a la interpretación de la estructura de acrecí enes, en especial la de embriones de granizos.Many authors have discussed the freezing process of water drops, which fall down on the substrate at free fall terminal velocity. Under such conditions , the typical preferential orientation of the hailstones and accretions formed in a dry growth is not shown. Thus, it was decided to experiment with impact velocities of 10 ms~l, drops frcm 50m to 200m, basal and prismatic substrates, air and subís trate temperatures between -2°C and -15°C. The results indicate that the accretion structure fundamentally depends on the impact velocity of the waterdrops. It is being discussed the mechanisms which determine the predominance of one of the two types of processes over the other. The results apply to the interpretation of the structure of the accretions, especially that of hail embryos.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Contenido de tritio en granizos naturales

La mayor parte del tritio troposférico está presente como NTO con concentraciones que crecen con la altura y que muestran un ciclo anual. El cotenido de tritio en las distintas capas de un granizo está dado por la concentración de trìtio en las gotas da agua, que se incorporan por acreción, durante ai proceso de crecimiento. Se determinó tritìo en algunas muestras de granizo recogido en superficie. Los resultados pueden ser vinculados con la distribución vertical de dicho isótopo.La primera hoja del documento presenta defectos de visualización de origen, que no pudieron ser subsanados con el proceso de digitalización.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Cálculo de la orientación preferencial en policristales de hielo utilizando un método computacional

Se utiliza un método computacional para calcular la orientación de cristales con respecto a la dirección de crecimiento, en muestras policristalinas. Se aplica a acreciones obtenidas en túnel de viento y a granizos naturales. Los valores más significativos de orientaciones preferenciales, se relacionan con la temperatura del aire y del sustrato. Los resultados se discuten en función de la teoría de solidificación para gotas de agua sobreenfriada que impactan sobre un sustrato de hielo y se discute su aplicación al análisis de granizos naturales.The distribution of c-axis crystallographic orientation are calculated as a function of the angle between the c-axis and the radial growth direction, using a computational method. The method is applied to wind tunnel accretions as well to hailstones. The peaks having a significance level thigher than 0,95 are analyzed as a function of the air and substrate temperatures. The results are discussed on the basis of the solidification theory for supercooled droplets impinging on an ice substrate and their application to hailstones is considered.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta