La lluvia significa todos los meteoros que caen en la atmósfera y pueden ser sólidos o líquidos dependiendo de la composición y temperatura de esta última. Este término tiempo es lo más a menudo el plural y se refiere a la Tierra 's hidrometeoros ( cristales de hielo o las gotas de agua ) que, habiendo sido sometidos a procesos de condensación y la agregación dentro de las nubes , se convirtió en demasiado pesados para permanecer en suspensión en la atmósfera y la caída al suelo o evaporarse en virga antes de alcanzarlo. Por extensión, el término también se puede utilizar para fenómenos similares en otros planetas o lunas que tienen atmósfera.
La frecuencia y naturaleza de las precipitaciones en una región geográfica determinada son características importantes de su clima . Contribuyen de manera esencial a la fertilidad y habitabilidad de las zonas templadas o tropicales; en las zonas polares, ayudan a mantener los casquetes polares. La precipitación puede tomar las siguientes formas (a veces mixtas):
LíquidoSólidoEn los informes de observación meteorológica, el tipo de precipitación va acompañado de una indicación de intensidad (leve, moderada o fuerte), así como una medida de visibilidad a través de la precipitación. Los informes de observación también indican la naturaleza temporal de la precipitación: si su intensidad varía rápidamente y se acompaña de aclareos, la precipitación se denomina aguacero .
La precipitación se mide en milímetros (mm) de espesor para la precipitación líquida y en centímetros (cm) de espesor para la nieve. La precipitación también se puede expresar en equivalente líquido de litros por metro cuadrado (L / m²), siendo las dos unidades equivalentes usando la densidad del agua, o nieve derretida en agua, recolectada en un área de 1 metro cuadrado.
Las gotas comienzan a formarse en el aire generalmente por encima del punto de congelación cuando el aire levantado se vuelve ligeramente sobresaturado con respecto a la temperatura circundante. Para ello, sin embargo, debe haber núcleos de condensación , polvo o granos de sal, sobre los que se deposita el vapor de agua. La solución química resultante reduce la tensión superficial necesaria para formar una gota. Hay una primera formación de gotas muy finas que dan la nube. A medida que estas gotitas se elevan, pasan por debajo del punto de congelación, pero siguen siendo en general sobreenfriadas cuando la temperatura es de entre -10 o C y 0 o C . De hecho, los núcleos de congelación están mucho menos disponibles que los núcleos de condensación, lo que deja mucho tiempo durante el ascenso antes de encontrarse con uno y transformar las gotas en cristales de hielo .
A medida que las gotas aumentan de diámetro, debe tener lugar un segundo proceso, la coalescencia, para alcanzar un diámetro suficiente para formar gotas de lluvia. De hecho, las gotitas formadas por condensación solo alcanzan unas pocas decenas de micrones en el tiempo que normalmente se requiere para dar lluvia.
FusiónLa coalescencia es la fusión de dos o más gotitas por colisión para formar una más grande. A medida que las gotas crecen a diferentes velocidades, dependiendo de la concentración de vapor de agua, se moverán a una velocidad diferente que está relacionada con su diámetro y la corriente ascendente. Los más grandes que se mueven más lento capturarán a los más pequeños en el camino hacia arriba y luego, cuando ya no puedan ser sostenidos por la corriente, volverán a bajar y continuarán creciendo de la misma manera.
Efecto BergeronEl efecto Bergeron , de su descubridor Tor Bergeron , es el más efectivo de los procesos de formación de lluvia o campanillas de invierno. Cuando los cristales de hielo finalmente se forman al congelar las gotas, tienen una presión de saturación más baja que las gotas circundantes. Por tanto, las gotitas se evaporan y el vapor de agua se deposita sobre los cristales.
Estos cristales también eventualmente se caerán y se fusionarán con otros para formar copos de nieve. También capturarán las gotas fusionándose, lo que las congelará si la temperatura es inferior a cero grados Celsius. Si la temperatura de la atmósfera está por debajo de cero por encima del suelo, habrá nieve. Por otro lado, si el nivel de congelación no está en el suelo o si hay capas por encima de cero en la altura, habrá una variedad de tipos de precipitación: lluvia, lluvia helada, aguanieve, etc.
Para que las gotas de agua se formen y den lugar a una nube y luego precipitación, se necesita un mecanismo para llevar el aire a la saturación. A menos que el aire sea enfriado por una advección de aire frío o un mecanismo de transferencia radiativa , como en el caso de la formación de niebla , esto ocurre por levantamiento. Cuando los hidrometeoros se vuelven demasiado masivos para ser soportados por el movimiento vertical disponible, comienzan a caer hacia el suelo. Además de su fase , existen por tanto dos tipos de precipitación en función del mecanismo que provoca el movimiento vertical:
Sin embargo, estos dos tipos de precipitación no son mutuamente excluyentes. De hecho, puede haber áreas inestables en una masa de lluvia o nieve estratiforme que dará lugar a lluvias más fuertes en estos sectores. Asimismo, se pueden obtener condiciones inestables levantando. Por ejemplo, los vientos que suben por una pendiente pueden hacer que el nivel de convección libre exceda el nivel de convección libre en la parcela de aire que se levanta y crear una tormenta eléctrica.
Una nube generalmente generará una precipitación significativa cuando su espesor exceda los 4,000 pies (1,200 m ). En general, una nube no generará precipitaciones si la densidad del agua líquida en la nube es inferior a 0,5 g / m³.
La precipitación se puede organizar de diferentes formas: en grandes áreas, en bandas de precipitación o aisladas. Depende de la estabilidad de la masa de aire , los movimientos verticales en ella y los efectos locales. Por lo tanto, antes de un frente cálido , las precipitaciones serán principalmente estratiformes y cubrirán varios cientos de kilómetros de ancho y profundidad. Por otro lado, ante un frente frío o en un ciclón tropical , la precipitación formará bandas delgadas que pueden extenderse lateralmente a grandes distancias. Con el tiempo, un aguacero o una tormenta eléctrica producirán precipitaciones de unos pocos kilómetros cuadrados a la vez, formando una columna de precipitación bajo la nube convectiva.
LluviaLa precipitación es el estudio de las acumulaciones de lluvia, nieve o cualquier otra forma de agua mediante instrumentos de medición in situ o por telemetría. Las acumulaciones de estado sólido alimentan un glaciar o un campo de nieve ; lo contrario es la ablación . La acumulación de precipitaciones líquidas y sólidas es uno de los factores que condicionan el clima y, en consecuencia, el desarrollo de las sociedades humanas y suele ser una cuestión geopolítica .
En pluviometría se utilizan varios instrumentos, de los cuales el pluviógrafo es el más conocido. La medición se puede realizar en varias unidades, dependiendo de si el tipo de precipitación es sólida o líquida, pero se reduce al milímetro de equivalencia de agua, es decir a litros por metro cuadrado de superficie horizontal, para la comparación.
DeclaraciónSe pueden recolectar dos tipos de deposiciones en un pluviómetro, pero rara vez forman más que un rastro de acumulación:
En estos dos casos no se puede hablar de precipitación ya que las gotitas se forman o se depositan en el suelo o en los objetos sin caer.
Según Xuebin Zhang (2007) de la División de Análisis y Detección del Cambio Climático de Medio Ambiente y Cambio Climático de Canadá ( Toronto en Canadá ), los seres humanos en los países desarrollados son directamente responsables del 50 al 85% del aumento de la precipitación que se produce en latitudes templadas (40 -70 ° N). Analizó así la precipitación en bandas de latitud entre 1925 y 1999. El promedio aumentó en 62 mm en las latitudes medias del hemisferio norte (Estados Unidos, Europa del Norte, Rusia) frente a una disminución de 98 mm en promedio. Para las regiones tropicales de el hemisferio norte (Sahel, Shara). La parte humana se enfrentó a diferentes modelos (con y sin emisiones de gases de efecto invernadero y suelos sulfatados) para llegar a la conclusión antes citada. Lo peor de todo es que las precipitaciones se han movido más rápido de lo esperado, al igual que el aumento del nivel del mar. Por tanto, las proyecciones actuales subestiman los riesgos climáticos a largo plazo.
En la naturaleza, varios procesos participan en la siembra de la atmósfera, pasivamente y / o por especies vivas.
Siembra naturalLa precipitación puede desencadenarse al dispersar polvo de yoduro de plata en una nube . Esto equivale a introducir núcleos glaciares , lo que acelera la formación de cristales de hielo y provoca el efecto Bergeron mencionado anteriormente. Esta es una forma de limitar el tamaño de las piedras de granizo también creando más competencia por el vapor de agua disponible.
La technique est très efficace en laboratoire, mais dans la nature, son efficacité est limitée selon Jean-Louis Brenguier, chef du groupe de météorologie expérimentale à Météo-France , à moins que l'on dépense des sommes très importantes pour suivre le nuage durant toda su vida. Sin embargo, esto no impide que la Agencia de Tecnología Atmosférica de Rusia utilice esta técnica para dispersar las nubes sobre Moscú durante ciertos días festivos y visitas oficiales o para limitar la cantidad de nieve.
La atmósfera de Marte es muy fina, compuesta principalmente de dióxido de carbono (95%), nitrógeno (3%) y argón (1,6%), y contiene trazas de oxígeno , agua y metano . Hay nubes de agua y dióxido de carbono que se parecen mucho a los cirros . Algunas nubes son tan delgadas que solo se pueden ver cuando reflejan la luz del sol en la oscuridad. En este sentido, están cerca de las nubes noctilucentes de la Tierra. La sonda Phoenix notó cristales de hielo que caían de estas nubes a una altitud de 4 km y se sublimaban en una virga por encima de los 2,5 km .
En la atmósfera de Venus , las lluvias de ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) son frecuentes pero nunca llegan al suelo (temperatura de 470 ° C ). Se evaporan del calor antes de llegar a la superficie virga . El ácido sulfúrico se evapora a unos 300 ° C y se descompone en agua y dióxido de azufre. Desde la capa de nubes, entre 48 y 58 km de altitud, estas gotas de ácido encuentran temperaturas tales que eventualmente se evaporan a una altitud de alrededor de 30 km , y luego regresan a las nubes.
En Titán , el satélite de Saturno, el metano experimenta un ciclo similar al del agua en la Tierra . Éste, a la temperatura media de Titán, está en estado gaseoso , pero la atmósfera de Titán se destruye gradualmente en la atmósfera superior. Los compuestos de carbono más complejos, formados a partir del metano, son líquidos a estas temperaturas. Estos compuestos retroceden en forma de lluvia y forman lagos de pocos metros de profundidad, que pueden estar cubiertos por bloques de hielo amoniacal.
Los lagos se evaporan, pero ningún proceso químico o físico (en las condiciones presentes en Titán) permite que estos compuestos se transformen nuevamente en metano. Por lo tanto, la mayor parte del metano debe provenir de la superficie o de los criovolcanes que lo transportan a la atmósfera donde se condensa nuevamente y cae en forma de lluvias de metano, completando el ciclo. Esto significa que debe haber una renovación de metano en la atmósfera.
El Polo Norte experimenta muchas precipitaciones, probablemente metano o etano, en el invierno. Cuando cambia la temporada, el sur a su vez experimenta estas lluvias. Estas lluvias suministran a los lagos o mares metano o etano líquido en el polo.