Precipitación (meteorología)

El término precipitación significa, en meteorología , todos los fenómenos de transferencia de agua en estado líquido o sólido desde la atmósfera al suelo, tales como lluvia , nieve , granizo , rocío y escarcha , representando una fase de todo el ciclo hidrológico . Estas aguas, que generalmente vuelven a evaporarse (a diferencia de las litosféricas que circulan permanentemente en el suelo), también se denominan aguas meteóricas . [1]

Génesis

Cuando el aire húmedo, calentado por la radiación solar, asciende, se expande y se enfría hasta condensarse (el aire frío puede contener menos vapor de agua que el aire caliente y viceversa) y forma una nube , formada por microscópicas gotitas de agua difusas del orden de micras . Estas gotas, uniéndose (fusionándose), haciéndose más grandes y pesadas, caen al suelo en forma de lluvia , nieve , granizo .

Esquemas

Las precipitaciones máximas se encuentran alrededor del ecuador (para una banda de latitud de 10° de ancho ). Desde el ecuador hacia los polos hay una disminución gradual con excepción entre los 45° y 55° de latitud donde se presenta la máxima actividad ciclónica . Sin embargo, este segundo máximo de precipitación es inferior al ecuatorial.

Mediante el estudio de las isoedades , es decir, las líneas que unen todos los puntos de igual precipitación, se pueden reconocer los siguientes regímenes de precipitación o regímenes pluviométricos:

Régimen de bajas latitudes.
- Tipo ecuatorial: sin estación seca y con dos precipitaciones máximas (p. ej . Amazonia , Guyana , Uganda ).
- Tipo subecuatorial: con dos estaciones secas y dos lluviosas (ej . Congo , Etiopía ).
- Tipo subtropical: con un solo período de lluvias violentas (3-4 meses) y un largo período seco (por ejemplo , Sudán , Senegal , Mato Grosso ).
régimen mediterráneo. Verano claro y seco, invierno lluvioso (p. ej . Mediterráneo , California ).

Régimen de latitudes altas. Este régimen afecta la banda latitudinal entre 43° y 60° y se caracteriza por la ausencia de una estación seca real mientras que existen estaciones más o menos lluviosas distribuidas de diversas formas.
- Tipo continental: lluvias de verano (por ejemplo Europa Central , Rusia , Siberia , Canadá ).
- Tipo oceánico: lluvias dispersas a lo largo del año, traídas por vientos marinos, con un máximo en otoño (por ejemplo , Europa Occidental , Inglaterra , Escandinavia , Oeste de Estados Unidos ).
- Tipo de transición: lluvias en primavera y otoño (por ejemplo , este de Francia , norte de Italia ).
Régimen polar (más de 60° de latitud). Precipitaciones escasas. Solo en la Antártida nieva cerca de las costas.

Régimen del desierto. Precipitaciones inferiores a 250 mm/año. Es característico de las zonas tropicales con presiones altas.

Régimen de monzones

Clara diferenciación entre períodos lluviosos y secos. Afecta vastos territorios de Asia y Australia . Los monzones de invierno traen un clima despejado a la India , el norte de China y Manchuria . Los monzones de verano traen lluvia a Birmania , el sur de China , Japón .

Orografía

La lluvia, la nieve y el granizo suelen distribuirse más en las laderas montañosas expuestas a corrientes donde se favorece el ascenso de masas de aire húmedo hasta la condensación ( convección forzada ). Las propias perturbaciones tienden a sufrir acciones de bloqueo ( stau ) en las laderas de barlovento ; viceversa en las laderas de sotavento los vientos descendentes favorecen la disolución de las nubes con la consiguiente disminución de la precipitación (sombra pluviométrica) y el efecto foehn . Por lo tanto, la precipitación tiende a aumentar con la altitud. En Italia, por ejemplo, la vertiente tirrena es decididamente más lluviosa que la vertiente adriática debido a la presencia de los Apeninos y al predominio de las corrientes occidentales.

Medida

La precipitación se mide típicamente usando dos tipos de instrumentos: pluviómetro y pluviógrafo . El primer instrumento consiste en un pequeño recipiente, generalmente de forma cilíndrica, y de dimensiones estandarizadas que tiene la función de recoger y almacenar la lluvia que se ha producido en un determinado intervalo de tiempo, generalmente un día, sobre el territorio donde está instalado. De esta forma es posible obtener una medición diaria de la precipitación en un lugar determinado.

A diferencia del pluviógrafo que es un instrumento que tiene la tarea de registrar la lluvia que se produce en una escala de tiempo inferior a un día, actualmente se dispone de pluviógrafos digitales con una resolución temporal del orden de unos pocos minutos. Convencionalmente en Italia , la precipitación se mide en milímetros (independientemente de la superficie). Para hacernos una idea, podemos considerar que en Italia llueve de 100 mm a 3000 mm al año; un buen día de lluvia no trae más que1 mm de agua, mientras que una tormenta eléctrica larga y violenta también trae30 mm de agua, con un registro de alrededor de 440 mm (en Italia las zonas más húmedas son los Prealpes y los Alpes Julianos y Cárnicos en Friuli Venezia Giulia y los Alpes Apuanos en Toscana ).

Efectos

Las precipitaciones atmosféricas adquieren una importancia considerable para completar el ciclo del agua . En el campo hidrológico , se les suele dar el nombre de aguas meteóricas que incluyen además del agua de lluvia todas las demás precipitaciones provenientes de eventos meteóricos como nieve , granizo , rocío , escarcha . Una vez que el agua de lluvia ha caído al suelo , se dispersa sobre él, penetrándolo e infiltrándose profundamente en los suelos permeables por gravedad o canalizándose a lo largo de las depresiones formadas por el suelo , o se deposita sobre él en forma de hielo en ventisqueros y glaciares . en las montañas más altas, constituyendo preciosas reservas de agua , o en las bolsas de hielo de los polos .

Tras el derretimiento progresivo que sufren la nieve y el hielo en presencia de temperaturas superiores al punto de fusión de la fase sólida del agua , el agua en estado líquido comienza a seguir el mismo camino que el agua de lluvia, fluyendo y canalizándose hacia el suelo y yendo así a alimentarse. arroyos , ríos , lagos , deltas y estuarios hasta el mar y dando lugar a la llamada " circulación superficial ", o bien penetrando y alimentando los acuíferos , dando lugar en cambio a las preciosas reservas de agua y en general a la circulación subterránea homóloga , o finalmente regresa directamente a la atmósfera por evaporación directa del suelo húmedo y evapotranspiración de las plantas. De esta manera, el agua se vuelve disponible para la biosfera , alimentando la vegetación superficial y el mundo animal.

El agua de lluvia es de considerable interés en varias disciplinas técnicas relacionadas con la Ingeniería Hidráulica :

Hidrología e hidrografía
Hidrogeología y geotecnia : basta pensar en el papel fundamental que asume la escorrentía del agua de lluvia en los suelos kársticos . Al interactuar con la microflora vegetal y bacteriana , se enriquece en CO 2 , se vuelve agresivo con el sustrato calizo y aumenta el fenómeno kárstico
abastecimiento de agua de las comunidades humanas, como elemento primordial para la vida de los seres vivos. En zonas con riesgo de desertificación es muy importante acumularlos en depósitos superficiales o en cisternas . Para fines más generales de acueductos , su medición interviene en el diseño de las obras de captación, desde presas hasta obras de toma directamente de los cursos de agua.
control de aguas pluviales con el fin de gestionar las salidas en áreas urbanas en relación con el diseño y construcción de alcantarillas blancas en centros urbanos con un curso planimétrico plano, sujeto a inundaciones frecuentes y un diseño adecuado de perfiles viales ( cunetas , arquetas , etc.) en colinas o centros urbanos montañosos donde las altas pendientes crean otro tipo de problemas
agricultura : el estudio de los flujos meteóricos es fundamental para planificar intervenciones adecuadas en el campo agrícola.

En el contexto de la contaminación ambiental, la precipitación tiene una importancia fundamental por su acción de lavado de la atmósfera de aerosoles y contaminantes como el particulado atmosférico, ejerciendo así una acción natural de mitigación en situaciones de especial contaminación atmosférica como es el caso de las grandes ciudades y Áreas metropolitanas.

Modificación artificial

Aprovechando el conocimiento sobre la génesis de las nubes y la precipitación, fue posible modificar el clima cambiando artificialmente algunos tipos de nubes para obtener, como resultado final, un aumento de la precipitación. Por ejemplo, es posible alterar el equilibrio de las nubes sobreenfriadas haciendo que aparezcan cristales de hielo en su interior, que crecen por diferencia en la presión de vapor saturado con el agua sobreenfriada. Estos cristales de hielo se pueden obtener con:

la introducción de bolas de hielo seco (o dióxido de carbono en estado sólido) que baja la temperatura de la nube hasta el punto en que los cristales pueden originarse directamente de las gotas sobreenfriadas. La nube, en este caso, sufre una deformación visible en la parte superior donde se liberó el hielo seco.
la introducción de partículas de yoduro de plata capaces de actuar como germen cristalino de gotas sobreenfriadas (de ahí la expresión "siembra de nubes"). De hecho, sobre el yoduro de plata se forma una finísima película de agua del espesor de algunas moléculas que, disponiéndose en una estructura sólido-cristalina similar al hielo , se solidifica formando la base del cristal de hielo. El yoduro de plata es efectivo bajo i−5 °C y, frente al hielo seco que debe introducirse en la nube por medio de un avión, tiene la ventaja de poder dispersarse también desde el suelo: a altas temperaturas se volatiliza y, llevado por el corrientes ascendentes, se condensa luego en muchas partículas pequeñas a medida que la temperatura disminuye. En parte, solo la luz directa hace que estas partículas pierdan su eficacia.

Con la génesis de los cristales artificiales, es decir, con la disminución del agua sobreenfriada en la nube, se cree que podrá reducir la formación de granizos de gran tamaño durante las tormentas de granizo.

De manera similar, ha sido posible alterar el equilibrio de las nubes calientes (con temperaturas por encima del punto de fusión) con la introducción en la nube de núcleos salinos gigantes y agua pulverizada sobre los cuales las gotas de la nube pueden formarse y desarrollarse más fácilmente.

Para probar la eficacia real de estos métodos, es decir, que hay un aumento real de las precipitaciones, se utilizan herramientas puramente estadísticas, pero los cálculos relativos muestran, sin embargo, una eficacia bastante débil.

Estadísticas

Las precipitaciones no son constantes a lo largo del año, de hecho hay periodos que son más lluviosos que otros, así como días de la semana.

Estos datos varían mucho de un país a otro, de hecho si para Inglaterra el día más lluvioso es el martes , [2] en Italia es el domingo , y esto se debe principalmente a la sucesión de la Ola de Rossby , que tiene una duración de unos siete días. [3]