El Hielo, la Nieve y la Lluvia Helada

Agua en forma de hielo. en Unsplash por Jan Antonin Kolar en https://unsplash.com/photos/clear-glass-round-ornament-on-gray-stone-tvD7W6yXI1I

Objetivos:

Terminada la lección podrás:

Explicar los conceptos fundamentales de la formación del hielo o la nieve de forma natural.

Elba M Sepulveda

Introducción

La formación de nieve y hielo en la atmósfera es un proceso complejo que ocurre cuando la temperatura desciende por debajo del punto de congelación del agua (0°C o 32°F) y hay suficiente humedad presente. Sin embargo, el agua líquida no siempre se congela espontáneamente a esta temperatura; a menudo necesita la ayuda de núcleos de congelación.

Aquí te explico los procesos principales para la formación de nieve y otros tipos de hielo atmosférico:

Formación de Nieve:

Enfriamiento y Vapor de Agua:

Al igual que con la lluvia, el aire húmedo se eleva y se enfría en la atmósfera. Cuando la temperatura desciende por debajo del punto de congelación, el vapor de agua puede pasar directamente a la fase sólida (hielo) a través de un proceso llamado deposición o sublimación inversa.

Núcleos de Congelación:

Para que la deposición ocurra eficientemente a temperaturas ligeramente por debajo del punto de congelación, el vapor de agua necesita una superficie sobre la cual depositarse. Estas superficies son núcleos de congelación, que son partículas microscópicas suspendidas en el aire. Estos núcleos pueden ser polvo mineral, partículas de arcilla, hollín, o incluso ciertos tipos de bacterias.

Formación de Cristales de Hielo:

Las moléculas de vapor de agua se adhieren a los núcleos de congelación y se congelan, formando pequeños cristales de hielo. La forma inicial de estos cristales depende principalmente de la temperatura y la cantidad de humedad presente. Esto da lugar a la gran variedad de formas de los cristales de nieve (dendritas, agujas, placas, columnas, etc.).

Crecimiento de los Cristales:

A medida que los cristales de hielo caen a través de la nube, entran en contacto con más vapor de agua, que se congela directamente sobre sus superficies, haciendo que crezcan. También pueden chocar y adherirse a otros cristales de hielo, formando copos de nieve, que son agregados de varios cristales.

Precipitación como Nieve:

Cuando los cristales de hielo o los copos de nieve se vuelven lo suficientemente pesados como para vencer las corrientes de aire ascendentes en la nube, caen a la superficie como nieve.

Un paisaje que muestra los estados de la materia en el agua de hielo o sólido, agua en forma líquida y las nubes son microgotitas que se formaron debido al vapor de agua. En Pexels por Eberhard Grossgasteiger en https://www.pexels.com/photo/lake-on-between-snowy-mountain-858115/

Formación de Otros Tipos de Hielo Atmosférico:

Aguanieve (Sleet):

Se forma cuando la nieve se derrite parcialmente al caer a través de una capa de aire ligeramente por encima del punto de congelación y luego se vuelve a congelar al pasar por una capa de aire más fría cerca de la superficie. El resultado son pequeñas bolitas de hielo translúcidas.

Lluvia Helada (Freezing Rain):

Ocurre cuando la nieve se derrite por completo al caer a través de una capa de aire cálido por encima del punto de congelación, y luego cae como lluvia líquida sobre una superficie donde la temperatura está por debajo del punto de congelación. Al entrar en contacto con esta superficie fría, el agua líquida se congela instantáneamente, formando una capa de hielo.

Granizo (Hail):

El granizo se forma dentro de tormentas eléctricas con fuertes corrientes ascendentes. Los embriones de hielo (pequeños cristales de hielo o gotas congeladas) son llevados hacia arriba y hacia abajo dentro de la nube, recogiendo capas de agua superenfriada que se congelan sobre ellos. Este proceso puede repetirse varias veces, haciendo que los granizos crezcan en tamaño, a veces llegando a ser muy grandes antes de caer al suelo. La estructura en capas de un granizo es un indicativo de este proceso de ascenso y descenso.

Resumen

En resumen, la formación de nieve y hielo en la atmósfera requiere temperaturas frías y la presencia de humedad. La nieve se forma por la deposición directa de vapor de agua sobre núcleos de congelación y el posterior crecimiento y agregación de los cristales de hielo. Otros tipos de hielo atmosférico se forman a través de procesos que involucran la fusión y recongelación de la nieve o el hielo en diferentes capas de la atmósfera.