LLUVIA, NIEVE Y GRANIZO
El agua se encuentra en el aire como vapor de agua, como gotas de agua o como cristales de hielo, de acuerdo con la temperatura del aire. Esta también determina el tipo de precipitación que pueda caer de la nube (lluvia, nieve, granizo o aguanieve).
1-LA LLUVIA
Se llama así a la precipitación del agua de las nubes en forma de gotas sobre la superficie terrestre. Cuando estas alcanzan un diámetro superior a los 0,5 mm caen a la tierra por la gravedad a una velocidad superior a los 3 m/s y se produce la lluvia.
La lluvia en sentido estricto es una precipitación de gotas cuyo diámetro es superior a 0,5 mm. Si las gotas tienen un diámetro inferior a 0,5 mm se llama llovizna.
La lluvia se mide en términos de la profundidad de agua que hubiera cubierto el suelo si no se hubiese escapado o filtrado nada en la tierra. Se suele expresar en milímetros y para registrarlo se utiliza el pluviómetro. Menos de 200 son insuficientes, entre 200 y 500 son escasas, entre 500 y 1000 son suficientes, entre 1000 y 2000 son abundantes y más de 2000 son excesivas. En las regiones templadas, un día lluvioso "medio" puede producir entre 5 y 30 mm de lluvia.
Formación de la lluvia
Hay dos mecanismos ampliamente aceptados para la formación de lluvia
a) Caída directa de gotas de agua (coalescencencia)
Las nubes están formadas por millones de gotitas de agua, que al chocar entre sí se unen, formando gotas más grandes. Gradualmente van aumentando de tamaño hasta que son demasiado pesadas para ser sostenidas por las corrientes de aire y caen como lluvia.
Las nubes muy estrechas producen sólo llovizna y las más gruesas, gotas de lluvia. Cuanto más gruesa sea la nube, más crecen las gotas y más rápido caen.
Este sistema suele producirse en los trópicos, donde la temperatura es superior a 0 ºC, donde la lluvia suele proceder de nubes cálidas carentes de cristales de hielo.
b) Cristales de hielo que se funden
El otro mecanismo, "proceso del cristal de hielo", se produce en las nubes que se encuentran en los niveles atmosféricos cuya temperatura se encuentra entre los -20° C y -40° C. Estas nubes se componen de una mezcla de cristales de hielo, gotitas de agua superfrías y vapor de agua, que se congela sobre el hielo y agranda los cristales rápidamente (acrecencia). Al crecer y unirse entre sí esos cristales forman los copos de nieve. Donde la temperatura cerca de la superficie es superior a 0 ºC la nieve se derrite antes de llegar al suelo y se precipita en forma de gotas de lluvia. Este proceso explica la mayoría de la lluvia que cae en las latitudes templadas. El agua nieve es una mezcla de copos de nieve y gotas de lluvia.
Las gotas son mayores cuanto más alta está la nube que las forma y más elevada es la humedad del aire, ya que se condensa sobre ellas el vapor de las capas que van atravesando.
Tipos de lluvia
Según la forma de presentarse y su intensidad, se clasifican en:
1-Llovizna: lluvia fina que cae suavemente, y se presenta de una forma pulverizada, como flotando en el aire.En una llovizna la pluviosidad es casi insignificante y se ve como si las gotas flotaran en forma pulverizada. Popularmente se le llama garúa, orvallo, sirimiri, o calabobos.
La llovizna no debe confundirse con la lluvia ligera. Está compuesta de una enorme cantidad de gotas muy pequeñas, cuyo diámetro oscila entre 0,12 y 0,5 mm., que caen lentamente y con escasa cantidad de agua. Se origina en nubes estrato y altoestrato y la velocidad media de precipitación es de unos 3 m/seg.
Esta forma de precipitación suele limitar fuertemente la visibilidad, sin producir acumulaciones significativas de agua. En cambio, puede ser muy densa en los lugares donde los vientos cálidos y húmedos se elevan por encima de las montañas, donde una llovizna constante puede producir más de 10 mm de precipitación al día
Está compuesta de gran cantidad de gotas de tamaño mediano, cuyo diámetro oscila entre 0,7 y 5 mm., que caen moderadamente y con cantidad de agua variable.
Las gotas de lluvia caen en virtud de su peso, y lo hacen a una velocidad que varía entre 4 y 8 m/s, según sea el tamaño de las mismas y la influencia del viento.
Está compuesta por gotas de tamaño grande (las que caen intensamente produciendo gran cantidad de agua) y son acompañadas de fuertes vientos.Este tipo de precipitación es provocado en general por corrientes convectivas locales.
Se utiliza un instrumento llamado pluviómetro. Consta de tres secciones: una boca receptora, una sección de retención con capacidad para 390 mm de precipitación, y dentro de ella una parte colectora para trasvasar a una probeta el agua recogida para su medición. La precipitación ingresa por la boca y pasa a la sección colectora luego de ser filtrada (para evitar que entren hojas o cualquier otro objeto). La boca del recipiente deberá estar instalada en posición horizontal, al aire libre y con los recaudos para que se mantenga a nivel y protegida de los remolinos de viento. La probeta debe estar graduada teniendo en cuenta la relación que existe entre el diámetro de la boca del pluviómetro y el diámetro de la probeta. El pluviómetro debe estar instalado a una altura de 1,50 metros y los edificios u otros obstáculos deben estar a por lo menos 4 veces su altura de distancia. Si la precipitación cae en forma de nieve, debe ser derretida. También puede medirse la altura de la capa de nieve con una regla (en centímetros).
Otro instrumento es el llamado pluviógrafo: la precipitación cae a un recipiente que tiene un flotador unido a una pluma inscriptora que actúa sobre una faja de papel reticulado. Esta faja está colocada sobre un cilindro que se mueve a razón de una vuelta por día gracias a un sistema de relojería.
2-LA NIEVE
Es un fenómeno meteorológico que consiste en la precipitación de pequeños cristales de hielo, que provienen de la congelación de vapor de agua atmosférico.
Formación y tipos de cristales de hielo
Cuando las minúsculas gotas de agua de las nubes se encuentran a muy bajas temperaturas, se congelan alrededor de los núcleos de sublimación. Luego los cristales de hielo continúan captando gotas vecinas de agua aumentando así el peso hasta que acaban cayendo como copos de nieve.
Normalmente la estructura común de los cristales de hielo es la hexagonal pero pueden encontrarse cientos de formas y tamaños diferentes, aunque se pueden distinguir tres grupos principales según la temperatura:
-Hasta -10 ºC, cristales en columnas
-Entre -10 y -15 ºC, cristales en placas
-Por debajo de -15 ºC, cristales estrellados
Densidad de la nieve
Cuando la nieve cae o ha caído, la densidad de la capa que se forma se ve afectada por la temperatura y el viento:
-Así si la temperatura es muy fría (-10 ºC), la nieve será ligera, unos 50 kg/m3.
-Si la temperatura en cambio es próxima a los 0º C, la nieve se hará más húmeda y pesada, unos 100 kg/m3.
-El viento afecta a los cristales de hielo en su caída o en el terreno, compactando la nieve y haciéndola mas pesada, unos 200 o 300 kg/m3.
Transformaciones de la nieve
Desde el momento en que los cristales de hielo caen de la nube en forma de nevada hasta que se funde por completo, la nieve sufre varias transformaciones.
1-En el primer estado la nieve recién caída presenta un aspecto ligero y sin gran cohesión, y los cristales de hielo que la componen se mantienen intactos. Es el tipo de nieve preferido por los esquiadores: la nieve en polvo.
Pero a partir de aquí comienza una transformación progresiva y destructiva que puede desarrollarse de dos formas diferentes:
2-Transformación isotérmica: después de la nevada se suceden algunos días no muy fríos en la que la temperatura es solo algo inferior a 0º C. Las partículas de nieve que han comenzado a disgregarse por el propio peso de la nieve o el viento, tienden a redondearse, a reducir su tamaño y volverse uniformes. Las partículas poco a poco se apelmazan entre sí hasta hacer la capa de nieve más densa y compacta (de 300 a 350 kg/m3).
Durante las noches largas y descubiertas la temperatura de la superficie puede descender hasta los -30 ºC, pero el suelo sigue rondando los 0 ºC.
Estas diferencias de temperatura provocan fenómenos de difusión del vapor de agua y recristalización, alterando la forma de los cristales que aumentan de tamaño, se aplanan y adquieren una forma de pirámide afilada y estriada que recibe el nombre de "cubo". En esta situación la nieve carece totalmente de cohesión.
4-Con la llegada de la primavera y el buen tiempo estable llega el ultimo estado de transformación que hace desaparecer totalmente el manto de nieve: la metamorfosis de fusión.
En este momento es cuando se presenta por primera vez agua en estado líquido en el manto de nieve. Este agua de deshielo provoca que las partículas reinicien de nuevo el proceso de transformación envolviendo algunos cristales y redondeándolos, al bajar la temperatura se sueldan, pero vuelven a perder esta cohesión cuando se deshiela otra vez el hielo que los une. Esto forma un ciclo que es interesante conocer que tiene lugar en primavera, originando que la nieve se encuentre firme a primera hora de la mañana, que después se ablande cuando se deshiele y que por ultimo se deshace con el deshielo generalizado.
Tipos de nieve
Existen numerosas denominaciones para los distintos tipos de nieve, sobre todo en el argot montañero. Algunas son las siguientes:
-Nieve cohesionada: en cuanto los cristales de nieve quedan depositados, empiezan a cambiar de forma y de estos cambios depende la resistencia futura de la capa de nieve. Cuando la temperatura del manto de nieve es uniforme en todas sus capas y no muy baja, la nieve forma cristales redondeados muy ligados entre sí.
-Nieve polvo dura:consiste en una base compacta sobre la que cae una delgada capa de nieve polvo. Es frecuente en las pistas de esquí, donde la base compacta se crea con las máquinas pisanieves. Fuera de las pistas, se produce cuando cae una nevada débil sobre una capa muy estable.
-Nieve polvo: es aquella que ha caído a temperaturas muy bajas y por lo tanto no se ha compactado, formada por cristales de hielo sueltos y secos. Este tipo de nieve no es compacta sino suelta y permite deslizarse sobre ella con rapidez. Su densidad es similar a la del polvo. Es muy agradable para practicar deportes de invierno y al esquiar sobre ésta aparecen las nubes de polvo, que le dan el nombre.
-Escarcha de profundidad: cuando la nieve polvo queda enterrada bajo otras capas, se denomina de esta manera. En estos casos es grande el peligro de avalancha, pues la capa compacta se puede desprender y resbalar en bloques, originando un alud de plaza.
-Aguanieve: es una forma de precipitación consistente en nieve parcialmente fundida al tocar el suelo. Se forma cuando la nieve flota en el viento y las temperaturas suben, convirtiéndose en lluvia o nieve semiderretida.
-Lluvia congelada: es un tipo de lluvia que cae del cielo y que se congela a su paso por la atmósfera.
-Granos de hielo: también conocidos como granizo menudo, son un tipo de granizo muy fino, formados por la precipitacion de bolitas de hielo transparentes de forma irregular, cuyo diámetro es de 5 mm o menor.
-Perdigones de hielo: son una forma de precipitación consistente en agua parcialmente congelada, pero no en forma de cristales.
-Prismas de hielo: son constituidos por cristales de hielo, con forma de agujas o láminas, tan menudos que parecen suspendidos en el aire.
-Granizo: consiste en gotas de agua sobreenfriadas por la baja temperatura que hace cuando precipita una nube.
-Hielo glaciar: es una gruesa capa de hielo que se origina en la superficie terrestre por compactación y recristalización de la nieve. Se forma en aquellas zonas donde se acumula mucha nieve que no se funde, con lo que la nieve caída cambia su estructura y recristaliza formando granos de hielo más pequeños, espesos y esféricos (neviza). A medida que la nieve se deposita y convierte en neviza, las capas inferiores son sometidas a gran presión, y al alcanzar espesores de varias decenas de metros, la neviza empieza a desarrollar cristales de hielo más grandes
-Ventisca: es una tormenta de nieve y hielo, que se produce generalmente en alta montaña o altas latitudes, donde las temperaturas son muy inferiores a 0 ºC. Suele estar acompañada de fuertes vientos y son muy peligrosas para los montañeros ya que dificultan la visibilidad y aumentan el riesgo de muerte por las bajas temperaturas que se producen en ellas. La sensación térmica durante una ventisca disminuye con facilidad por debajo de los -20ºC y la visibilidad se ve seriamente afectada.
-Nieve primavera: la que cae durante la primavera, la primera nieve.
-Nieve virgen: la que aún no ha sido pisada
-Nieve pisada: compactada por máquinas quitanieves y fácil de esquiar.
-Nieve costra: la endurecida por el aire o frío nocturno.
-Nieve sopa: muy líquida, se ha de esquiar con precaución.
Propiedades de la nieve
La nieve es un material sólido muy curioso que se comporta de muy variadas formas según sus propias características y cualidades y las de las condiciones climatológicas.
-Compresión y tracción: la nieve se comprime de forma natural, resistiendo mejor la compresión que la tracción. Cuando la nieve se asienta sobre el terreno, sufre una disminución de su espesor original de un 75%. Por ejemplo...3 metros ya asentados sobre el terreno corresponden a 10 ó 12 metros acumulados de una nevada. Todo esto se debe a que durante el proceso de comprensión los cristales de hielo crean nexos de unión entre ellos al entrar en contacto.
La resistencia a la tracción es mucho menor porque cuando la nieve se "estira" la solidez de los nexos de unión de los cristales se reduce. Como ejemplo en un cambio de rasante pronunciado la capa de nieve se encuentra sometido a una tensión o tracción constante, que puede aumentar con la carga de nuevas nevadas, el paso de un esquiador o un alpinista, ocasionando la ruptura del mismo y un posible alud...
-Cohesión: a la hora de depositarse la nieve o cuando esta se encuentra ya en el terreno puede por la acción de su propio peso deslizarse hacia abajo. Si esto no sucede permaneciendo en una ladera o en un lugar de inclinación pronunciada es porque opone cierta resistencia al adherirse por cierta cohesión.
-Plasticidad: al igual que el hielo se adapta a la forma del valle, la nieve puede adaptarse hasta determinado punto a las irregularidades del terreno. La plasticidad de la nieve es mayor con una temperatura próxima a los 0 ºC.
3-EL GRANIZO
El granizo se forma en los cumulonimbos (nubes de tormenta), que tienen dentro fuertes corrientes de aire ascendentes y descendentes. La temperatura en la parte superior de esas nubes es muy inferior a 0ºC.
Cuando los cristales de hielo (gérmenes de precipitación) corren en su interior, chocan con las gotas superfrías de agua y se recubren de capas de hielo. Más capas de hielo se agregan cuando esas "piedras" son empujadas arriba y abajo dentro de la nube.
Finalmente se hacen demasiado pesadas para ser sostenidas por las corrientes de aire dentro de la nube y caen.
Si la temperatura en la superficie es muy elevada, puede derretirse antes de llegar al suelo, cayendo entonces en forma de lluvia de grandes gotas. Al tomar una "piedra" de granizo y cortarla por la mitad, puede verse cuántas capas de hielo (como capas de la cebolla) lo recubren.
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