La Precipitación: Lluvia en Formación

gotitas de agua cayendo — Gotitas de agua cayendo en Pixabay por Vilius Kukanauskas en https://pixabay.com/illustrations/water-droplets-rain-blue-music-8622588/

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de la precipitación, es decir, la lluvia en formación.

Elba M Sepulveda

Introducción

Las gotitas de lluvia se forman a través de un proceso fascinante que involucra la condensación del vapor de agua en la atmósfera y su posterior crecimiento hasta alcanzar un tamaño lo suficientemente grande como para caer al suelo debido a la gravedad. Aquí te explico los pasos principales:

1. Evaporación:

El ciclo comienza con la evaporación del agua de la superficie de la Tierra (océanos, ríos, lagos, suelo e incluso la transpiración de las plantas) debido al calor del sol. Esta agua se convierte en vapor de agua y asciende a la atmósfera.

Enfriamiento y Condensación:

A medida que el aire húmedo asciende, se expande debido a la menor presión atmosférica y se enfría. El aire frío puede contener menos vapor de agua que el aire caliente. Cuando el aire se enfría hasta su punto de rocío, el vapor de agua se condensa, es decir, cambia de estado gaseoso a líquido.

Núcleos de Condensación:

Para que la condensación ocurra fácilmente, el vapor de agua necesita una superficie sobre la cual condensarse. Estas superficies son pequeñas partículas suspendidas en el aire llamadas núcleos de condensación. Estos núcleos pueden ser polvo, polen, sal marina, contaminación, cenizas volcánicas u otras partículas microscópicas. Las moléculas de agua se adhieren a estos núcleos y comienzan a formar diminutas gotitas de agua.

Crecimiento de las Gotitas:

Inicialmente, las gotitas de agua formadas por la condensación son muy pequeñas y ligeras, permaneciendo suspendidas en las nubes. Para que se conviertan en gotas de lluvia lo suficientemente pesadas como para caer, necesitan crecer. Esto ocurre principalmente a través de dos procesos:

Colisión y Coalescencia: Las pequeñas gotitas de agua dentro de la nube se mueven y chocan entre sí. Al colisionar, pueden unirse (coalescer) para formar gotas más grandes. Este proceso se acelera a medida que las gotas se hacen más grandes, ya que tienen una mayor área de superficie para capturar otras gotitas. Las corrientes de aire ascendentes dentro de la nube mantienen las gotitas en suspensión el tiempo suficiente para que este proceso ocurra.
Proceso de Bergeron-Findeisen (en nubes frías): En las nubes donde la temperatura es inferior a 0°C, coexisten gotitas de agua subenfriada (agua líquida a temperaturas bajo cero) y cristales de hielo. La presión de vapor de agua sobre el hielo es menor que sobre el agua subenfriada. Esto provoca que las moléculas de agua se evaporen de las gotitas de agua y se depositen sobre los cristales de hielo, haciendo que los cristales crezcan rápidamente. Cuando estos cristales de hielo se vuelven lo suficientemente pesados, comienzan a caer. Al pasar por capas de aire más cálidas debajo de la nube, los cristales de hielo se derriten y se convierten en gotas de lluvia líquida. Si la temperatura del aire cerca del suelo es lo suficientemente fría, pueden caer como nieve o aguanieve.

Precipitación:

Una vez que las gotitas de agua (o los cristales de hielo derretidos) alcanzan un tamaño y peso suficientes como para vencer las corrientes de aire ascendentes en la nube, caen al suelo en forma de lluvia. El tamaño final de la gota de lluvia puede variar dependiendo de las condiciones dentro de la nube.

gotitas de lluvia cayendo sobre una piedra — Gotitas de lluvia cayendo sobre una piedra por Kevin Wang en Unsplash en https://unsplash.com/photos/water-droplets-on-black-wooden-fence-bI423DxLEYk

Resumen

En resumen, las gotitas de lluvia se forman por la condensación del vapor de agua en la atmósfera sobre núcleos de condensación, seguido del crecimiento de estas diminutas gotitas a través de colisiones y coalescencia (en nubes cálidas) o el proceso de Bergeron-Findeisen (en nubes frías), hasta que son lo suficientemente pesadas como para precipitar como lluvia.