Manuela Saenz

PRECIPITACIONES

• FORMACIÓN DE LA PRECIPITACIÓN

Las gotitas en que se condensa el vapor de agua atmosférico se mantiene aparentemente en suspensión formando nieblas y nubes. Sin embargo, a pesar de ser muy pequeñas, no pueden sustraerse a la gravedad y van cayendo lentamente, a una velocidad v, cuyo valor, según la ley establecida por el físico Stokes en 1850, es :

r = el radio de las gotitas en cm.

El ciclo del agua en la atmósfera consta de tres partes diferentes, que son la evaporación, la condensación y la precipitación. Mientras cualquiera reconoce la diferencia entre evaporación y condensación, se percibe menos la distinción entre la condensación y la precipitación. El proceso de condensación es a la acumulación de moléculas de vapor de agua en gotitas muy pequeñas. En cambio, en el proceso de precipitación se reúnen muchas de tales gotitas para formar gotas (o cristales de hielo) del tamaño de las de lluvia (o nieve). Una gota de lluvia típica tiene un radio del orden de 1 mm, mientras que la gota de agua de una nube tiene un radio bastante menor que 20 micrómetros.

Clasificación morfológica.

• TIPOS DE PRECIPITACIONES

Se llama precipitación a toda el agua que cae en forma líquida o sólida. Puesto que las condiciones atmosféricas varían mucho geográfica y estacionalmente, son posibles diferentes formas de precipitación. Las más comunes son la lluvia y nieve. Según la apariencia de los elementos, la precipitación se clasifica en tres grupos según el factor responsable del levantamiento del aire que favorece el enfriamiento necesario para que se produzcan cantidades significativas de precipitación.

a) Precipitaciones conectivas. Son causadas por el ascenso de aire cálido más liviano que el aire frío de los alrededores. Las diferencias de temperatura pueden ser sobre todo el resultado de calentamientos diferenciales en la superficie o en la capa superior de la capa de aire. La precipitación conectiva es puntual y su intensidad puede variar entre aquella correspondiente a lloviznas ligeras y

Aguaceros. '

b) Precipitaciones orográficas. Resultan del ascenso del aire cálido hacia una cadena de montanas. Las regiones que quedan del otro lado de las montañas pueden sufrir la ausencia de lluvias," puesto que todas las nubes son interceptadas y precipitadas en el lado de don

De ellas provienen.

Es el caso de la Selva Alta de nuestro país, la región más' lluviosa, donde las nubes provienen de la Selva Baja.

c) Precipitaciones ciclónicas. Se producen cuando hay un encuentro de nubes de diferentes temperaturas: las más calientes son impulsadas a las partes más altas donde precipitan.

En la naturaleza, los efectos de estos tres tipos de enfriamiento están inter-relacionados y la precipitación resultante no puede identificarse como de un solo tipo.

a) Lluvia: se define como una precipitación de agua líquida que llega al suelo, con gotas de diámetro entre 0.5 y 5 milímetros. Si la lluvia no llega al suelo, porque se evapora a medio camino al pasar por una capa de aire seco, se forma una especie de cortina que cuelga de la base de la nube, llamada virga, que como no llega al suelo, no es lluvia.

b) Llovizna: Riego tenue de gotitas pequeñas, de diámetro menor que 0.5 milímetros, muy denso o compacto. Se puede considerar débil, moderada o fuerte dependiendo de la visibilidad.

c) Neblina o garúa: llovizna mucho más tenue aún.

d) Nieve: la nieve se forma de cristales de hielo cuando el vapor de agua se congela en diminutas partículas sólidas en niveles donde las temperaturas son muy inferiores a 0º C. Los cristales de hielo se van uniendo para formar los copos de nieve. Cuando los copos de nieve tienen suficiente peso, caen al suelo. Su tamaño, forma y concentración depende de la temperatura de donde se formen y por donde pasan y tienen una gran variedad de formas, pero todos tienen la característica de ser hexagonales, con un motivo único que no se repite. La nieve es transparente, aunque las reflexiones de los muchos lados de sus cristales hacen que parezca blanca. Una fotografía ampliada de un cristal de nieve muestra su simetría y diseño hexagonal (figura 6.16).

e) Aguanieve: Nieve fundente o mezcla de nieve y lluvia.

f) Lluvia helada: Se produce cuando la temperatura en el nivel de las nubes son negativas y las gotas de lluvia están sobre enfriadas. La lluvia se congela al llegar a la superficie y chocar con los objetos.

g) Agujas de hielo: Delgadas barritas o pequeñas chapas de hielo muy livianas que flotan.

h) Granizo: se forma cuando las gotas de agua sobre enfriadas circulan en una zona de corrientes ascendentes en el interior de un cumulonimbos. El granizo cae de la nube como precipitación sólida de terrones de hielo duro, redondeados o irregulares, cuando adquiere demasiado peso para que las corrientes ascendentes lo mantengan en el aire. Es tal vez la forma más destructiva de precipitación, pueden provocar daños materiales por miles de millones de dólares cada año. En el año 1986, una tormenta de granizo sobre Bangladesh con piedras de más de un kilo de peso, mató a 92 personas. Los signos que pueden indicarnos si una tormenta será de granizo pueden ser un tono verdoso de la base de la nube o el color blanquecino de la lluvia. Si parece probable que caiga granizo, mejor póngase a cubierto.

Clasificación genética.

La clasificación de la precipitación que se ha descrito anteriormente, se basa solo en el aspecto de los elementos de la misma. También se puede clasificar la precipitación en forma genética, relacionada directamente con el proceso de formación. El amplio espectro de esta clasificación se puede resumir en continua, chubascos y llovizna, como sigue:

a) Precipitación continua: sin variaciones bruscas en su intensidad, tal como la lluvia o nieve que cae suavemente de una capa de altoestratos y nimbostratos. Esta precipitación es debida a movimientos de gran des masas de aire que ascienden lentamente en una amplia extensión horizontal. Estos son los sistemas asociados corrientemente con los frentes y los ciclones.

b) Chubascos: precipitación de corta duración y con intervalos en claro. Esta clase de precipitación procede de los Cumulonimbos y es señal de una estratificación inestable en la que tienen lugar rápidos movimientos verticales del aire.

) Llovizna: gotas pequeñas y numerosas cayendo de una niebla o de una capa baja de stratus. Son indicios de estratificación estable, sin ningún movimiento vertical de consideración. En buena parte, las pequeñas gotas pueden caer por la ausencia de movimiento vertical del aire hacia arriba.

• ANALISIS DE REGISTROS DE LLUVIAS

Oficialmente se clasifica la intensidad de la lluvia según la cantidad registrada en una hora, de tal modo que podemos oír hablar de lluvia débil, moderada o fuerte, e incluso lluvia inapreciable, muy débil, muy fuerte o torrencial. Por ejemplo, la lluvia muy fuerte sería entre 30.1 mm hasta 60 mm, registrados en una hora. Sin embargo, siguiendo el ejemplo podríamos encontrar dos registros de lluvia muy fuerte (p.e. 40 mm en una hora), pero uno podría ser constante (40 mm caídos regularmente durante una hora) y el otro podría ser muy variable (35 mm caídos en 5 minutos, y el resto, repartido hasta completar la hora).

Por tanto, la importancia no estaría sólo en que hayan caído 40 mm en una hora, sino que también sería importante cómo habrían caído esos 40 mm, si de forma regular o de forma muy irregular. El siguiente trabajo pretende cuantificar la regularidad o irregularidad de la distribución de la precipitación respecto al tiempo.

Así, 40 mm registrados en una hora corresponderían a una lluvia muy fuerte, pero la importancia no estaría sólo en que hayan caído 40 mm en una hora, sino que también tendría mucha importancia el cómo se habrían distribuido temporalmente esos 40 mm, si de forma regular o de forma muy irregular.

En este trabajo se propone un método numérico de clasificación, basado en la cuantificación de la regularidad o irregularidad de las intensidades respecto al tiempo, de tal modo que esta clasificación sería independiente y adicional a los valores de intensidad máxima y duración.

Intensidad Media Máxima en t minutos, de un episodio de precipitación para una estación dada, se define como el valor más alto de todos los datos t-minútales de precipitación, dividido entre t minutos, es decir:

Sea por ejemplo una precipitación de duración mayor a una 1 hora, con datos cada 5 minutos, y representamos las intensidades medias máximas de t = {5, 10, 15, 20, 25,…} minutos en función de dichos tiempos, obtendremos una curva cuyo mejor ajuste se corresponderá, de acuerdo con la hipótesis de partida, con la expresión que proponemos a continuación:

Donde es la IMM en t minutos y es la IMM en to minutos, y n es un parámetro ajustable a los datos, que estudiaremos más adelante.

De este modo, si la lluvia es perfectamente constante, la “intensidad media máxima” no dependerá del tiempo t, y por tanto n = 0, con lo que la expresión quedaría como

Por otro lado, si la lluvia es extraordinariamente intensa, se puede aproximar a un chubasco de P milímetros en un instante, por lo que la intensidad máxima en t minutos viene dada por , es decir, , con n = 1.

Pero la lluvia no es ni perfectamente constante ni infinitamente intensa,

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