Meteorología y Climatología

Nociones generales

Las transformaciones elementales que sufre el agua en la atmósfera quedan reflejadas en el siguiente diagrama:

Transformaciones del agua

Concepto de humedad. Se define como la cantidad de moléculas de vapor de agua en una masa de aire determinada. Tenemos de dos tipos:

- Absoluta.
- Relativa.
Absoluta. Se mide en gr/cc y respecto al alejamiento o proximidad hacia el 100% de humedad relativa (las nubes son el punto de saturación).

Relativa. Se define como la cantidad de vapor de agua presente en una masa de aire para una temperatura dada. Es decir, la relación simple:

          Presión de vapor de agua
          ------------------------ · 100
                  temperatura

Proceso de crecimiento de nubes

Se trata de un proceso de condensación que se genera a partir de un desplazamiento lateral. El proceso adiabático es el que da lugar a las nubes.

Se admite que una masa de aire empieza a ascender y sufre un enfriamiento, ese enfriamiento se produce sin ninguna pérdida de ganancia calorífica, es decir, se trata de un proceso adiabático. A medida que la nube asciende, el nivel de saturación va aumentando hasta alcanzar el 100% (aproximadamente cada 100 metros ascendidos la masa se enfría 1°), el punto de rocio. Una vez alcanzado el 100% de saturación se produce la condensación, en este paso se libera calor que va a compensar el enfriamiento adiabático, es decir, tenemos dos gradientes adiabáticos:

- Gradiente adiabático seco: 10°/1000m.
- Gradiente adiabático de saturación: 3°/1000m.

Proceso de formación de las nubes
Proceso de formación de las nubes según un modelo genérico. La partícula va ascendiendo, hasta alcanzar la temperatura de 20°C a razón de 10°C por cada 1000 mts. de ascenso, proceso conocido como gradiente adiabático seco. Al final de este proceso, la partícula alcanza el nivel de condensación que marca su saturación. Finalmente comienza a formarse la nube a través de un ascenso, siguiendo un gradiente adiabático de saturación.

Temperatura de Rocio. Es la temperatura limita a partir de la cual se produce la saturación de vapor de agua en una masa de aire. Por tanto, la humedad relativa trata de medir el grado de saturación.

Concepto de nube. Es una agregado de partículas de agua de unas 20 micras en estado líquido que crecen adheridas a otra partícula sólida como puede ser polvo, polución ... El agua que la rodea de forma pelicular se llama higroscópica.

Clasificación de las nubes

En base a su morfología se dividen en los siguientes tipos:

· Cúmulos: Su forma es globulosa, aborregada, más o menos densas y con una tendencia vertical. Se sitúan en los niveles bajo de la troposfera (hasta los 3 kms.)

· Estratificadas o Estratos: Son nubes de gran estabilidad y no portan lluvia. Son consecuencia de la ascensión de capas de aire de forma estratificada y rítmica. Son de color blanquecino.

· Nimbos: Son nubes grises y brillantes responsables de las precipitaciones. Siempre se combinan con cúmulos y estratos (cumulonimbos y nimboestratos). Si a estos nombres anteponemos el prefijo "alto-", estamos hablando de nubes de una altura de 6 Kms. aprox. con una morfología similar. En el desarrollo vertical de los cumulonimbos es donde mejor se observan los procesos adiabáticos.

· Cirros: Son nubes de aspecto estriado, muy blancas, con cristales de hielo consecuencia del enfriamiento. Se desarrollan a una altura de 10 a 12 kilómetros .

Tipos de ascenso

Se distinguen tres tipos de ascenso:

- Por causas térmicas. - Por causas mecánicas. - Por causas dinámicas.

· Causas térmicas. Si se produce un recalentamiento en superficie que provoca una elevación puntual de las masas de aire. Suele ocurrir en zonas ecuatoriales, desarollándose nubes convectivas del tipo cumulonimbos.

Ascenso debido a causas térmicas
Ascenso típico debido a causas térmicas.
El aire caliente asciende desplazando la nube, originando una zona de precipitaciones bajo la corriente descendente de aire frío.

· Causas mecánicas u orográficas. Al encontrarse una masa de aire con una barrera montañosa, el ascenso que experimenta es rápido llevando asociado un proceso adiabático.

· Causas dinámicas. Creación de nubes del tipo nimbos o cumulonimbos que se desarrollan en zonas de bajas presiones, de forma mucho más puntual que en el primer caso y con nubes más bajas.

Generación de células de tormenta

Las partículas van creciendo hasta alcanzar un punto de saturación y sobrepeso, lo que provoca su caída hacia la superficie.

En las nubes estables el gradiente adiabático está por debajo del gradiente vertical del medio (gradiente producido por el ascenso normal en la atmósfera).

Proceso de formación de las nubes
Proceso de formación de las tormentas

Las fases de formación de las borrascas en zonas de confluencia de corrientes frías polares y cálidas ecuatoriales:

- La fase inicial. Desarrollo de borrascas.
- Fase de oclusión ("enrroscamiento" de 2 frentes).
- Cerramiento del frente cálido dentro del frío (nevadas).

Tipos de precipitación:

Tipo de precipitación Características Tipo de nube que lo produce Tiempo de caída en 100 mts.
Lluvia gotas de agua de 0.5 a 4.0 mm. Ns, As, Sc, Ac 4.0-1.8 min.
Llovizna gotas de agua de 0.1 a 0.4 mm. St, Sc 1 hora - 10 minutos
Nieve Agregados de cristales de hielo.
Tamaño proporcional a la temperatura
Ns, As, Sc, Cb
Aguanieve Copos de nieve parcialmente fundidos o nieve y lluvia cayendo conjuntamente. Ns, As, Sc, Cb
Granizo Capas concéntricas de hielo (ø > 5mm.) Ns, As, Sc, Cb
Leyenda: Cirroestratos (Cs); Cirros (Ci); Cirrocúmulos (Cc); Altoestratos (As); Altocúmulos (Ac); Nimboestratos (Ns); Cumulonimbos (Cb); Cúmulos (Cu); Estratocúmulos (Sc); Estratos (St)