¿Qué es la lluvia?
La lluvia es un tipo de «precipitación acuosa», que se manifiesta con la caída de gotas de agua líquida desde una nube hasta la superficie terrestre. El tamaño y la distribución de las gotas nos permite diferenciar este fenómeno de otros muy similares. Como regla general, hablamos de lluvia cuando las gotas de agua líquida tienen un diámetro mayor a los 0.5 mm y una distribución mayormente homogénea. También es necesario que las gotas lleguen al suelo, ya que, si se evaporan antes, el fenómeno se conoce como «virga» y no califica como precipitación.
La lluvia es esperable en entornos de aire húmedo e inestable, donde pueden desarrollarse ciertos tipos de nubes que se caracterizan, justamente, por generar precipitaciones. Entre estas encontramos principalmente las «nimbostratus» (lluvias contínuas, mayormente moderadas y persistentes) y las «cumulonimbus» (lluvias que pueden llegar a ser fuertes, pero comúnmente de menor duración). Hay que tener en cuenta que si la lluvia se encuentra acompañada de actividad eléctrica, el fenómeno conjunto se conoce como «tormenta», sin importar las características de la precipitación. También pueden ocurrir algunas lluvias muy débiles en nubes «altostratus», pero son las menos probables. La cantidad de humedad presente en la atmósfera y el grado de inestabilidad, serán determinantes para el tipo, la cantidad y la intensidad de la precipitación.
¿Cómo se forma?
La lluvia puede ser generada en nubes de agua líquida o en nubes mixtas (formadas por gotitas y cristales de hielo). El proceso de formación va a depender del tipo de nube.
En nubes de agua líquida (típicas de zonas intertropicales), la lluvia se origina por el proceso de «colisión-coalescencia». Este se inicia con el movimiento de las gotitas en el interior de la nube, que genera choques, uniones y un consecuente aumento de tamaño (colisión). Una vez que la gotita crece lo suficiente, y obtiene el peso necesario para precipitar, inicia su descenso hasta alcanzar una velocidad de caída constante, conocida como «velocidad terminal» (proporcional al peso). Aún así, en esta etapa no suelen ser lo suficientemente grandes como para vencer las corrientes ascendentes y llegar a la superficie. En este punto comienza la segunda etapa de formación (coalescencia), que implica una nueva unión de gotas, pero, esta vez, durante la caída. Las más grandes, y de mayor velocidad terminal, arrastran a las más pequeñas, que se adhieren y forman gotas más grandes. De esta manera, las gotas de lluvia adquieren el tamaño suficiente como para llegar a la superficie.
En nubes mixtas, la lluvia se forma por el llamado «proceso de Bergeron» o «proceso de cristales de hielo». En este caso, como la presión de vapor de saturación es menor sobre el hielo que sobre el agua, dentro de la nube existe una tendencia del vapor a la deposición (pasaje del estado gaseoso al sólido) sobre los cristales, que comienzan a crecer gracias a esto. Mientras aumentan en tamaño, los cristales suelen astillarse y multiplicarse. Esto, a su vez, genera que ocurra más deposición sobre el hielo y se forme un mayor número de “copos” lo suficientemente grandes como para caer. Una vez que la precipitación (sólida hasta este punto) desciende de la nube, atraviesa diferentes niveles de la atmósfera y se encuentra con temperaturas por encima de los 0ºC (punto de fusión del agua). Esto provoca que el hielo se funda y llegue a los niveles inferiores en estado líquido, o, dicho de otro modo, en forma de lluvia.
¿Cómo se mide?
La lluvia caída se mide en «milímetros de precipitación». Un milímetro de precipitación equivale a 1 litro de agua por metro cuadrado. La relación proviene de que si volcamos 1 litro de agua en un recipiente cúbico con una superficie de 1 metro cuadrado, el agua alcanzará una altura de 1 mm.
El instrumento que se utiliza para medir la cantidad de precipitación se denomina «pluviómetro», y los hay de distintos tipos. En general, un pluviómetro nos permite recolectar el agua de lluvia en un recipiente cilíndrico de volumen conocido y calcular cuántos litros cayeron por metro cuadrado de superficie, o bien, cuántos milímetros de precipitación. Una vez que el recipiente se llena, existen diferentes mecanismos para continuar con la recolección. En los pluviómetros más antiguos, esto se hace manualmente, gracias a que el recipiente colector se encuentra dentro de otro más grande, cuya función es juntar el agua rebalsada del primero. Entonces, en este caso, el observador meteorológico vacía el recipiente principal y posteriormente le introduce el agua juntada en el recipiente de mayor volumen, para seguir con la suma de agua precipitada. En los pluviómetros más modernos, el vaciado del recipiente colector es automático, ya que puede detectar cuando se junta una cantidad determinada de agua y evita que se llene.
¿Cuál es su importancia?
El agua es una sustancia imprescindible para la vida en nuestro planeta. No solo hace posible todos los procesos biológicos, sino que forma gran parte de nuestro cuerpo y del resto de las especies. Como el agua existe en una cantidad limitada, y se encuentra dispersa en los tres estados de la materia, la vida como la conocemos depende de la circulación hidrológica entre los diferentes subsistemas climáticos. La lluvia es uno de los procesos implicados en esta circulación, comúnmente conocida como «ciclo del agua». El agua que se evapora sobre la superficie, se incorpora al aire y lo humedece. Esto implica una pérdida de agua líquida. Pero, como parte del ciclo del agua, ese vapor puede condensarse para formar nubes y luego precipitar, para concretar así el regreso del agua líquida a los suelos.
La lluvia es principalmente responsable de la redistribución de agua líquida en nuestro planeta, ya que gran parte de la evaporación diaria proviene de zonas mayormente húmedas (sobre todo de los océanos), pero las precipitaciones pueden ocurrir en áreas más secas y alejadas. El agua precipitada es aprovechada por los seres vivos, y, en particular, es muy beneficiosa para diferentes actividades humanas como la agricultura, la ganadería o la industria.
Tipos de lluvia según su intensidad
La lluvia puede ocurrir en un rango de intensidades muy grande, desde una precipitación muy leve que apenas humedece el suelo, hasta una muy fuerte capaz de generar inundaciones. Por tal motivo, las lluvias se clasifican según la intensidad con la que se produzcan, expresada en milímetros de precipitación por hora.
- Lluvia débil: La intensidad de la precipitación es menor o igual a 2 mm/h. Es el tipo de lluvia menos intensa y se diferencia de una llovizna por el tamaño de las gotas. Si el diámetro de las gotas es mayor a 0.5 mm, el fenómeno se considera lluvia. De lo contrario, la precipitación se denomina llovizna.
- Lluvia moderada: La intensidad de la precipitación se ubica entre los 2.1 mm/h y los 15 mm/h. Es un poco más intensa que la lluvia débil. Si bien no suele generar grandes complicaciones en la actividad humana, puede entorpecer la visibilidad.
- Lluvia fuerte: La intensidad de la precipitación es mayor a 15 mm/h pero menor o igual a 30 mm/h. Las lluvias fuertes suelen ser peligrosas en zonas donde no son tan habituales. No solo generan una reducción en la visibilidad, sino que pueden provocar anegamientos.
- Lluvia muy fuerte: La intensidad de la precipitación oscila entre los 30.1 mm/h y los 60 mm/h. Más peligrosas que las lluvias fuertes, implican un riesgo sin importar la zona. Reduce considerablemente la visibilidad, puede provocar anegamientos, inundaciones y crecidas de ríos.
- Lluvia torrencial: La intensidad de precipitación es mayor a los 60 mm/h. Las lluvias torrenciales representan la máxima peligrosidad de este fenómeno. La intensidad puede ser tan alta que además de las consecuencias propias de una lluvia muy fuerte, también puede destruir completamente la vegetación y dañar estructuras.
Por lo general, los diferentes servicios meteorológicos del mundo emiten alertas ante la posibilidad de lluvias fuertes, muy fuertes o torrenciales. El nivel de impacto en la sociedad dependerá también de las características del área. Existen factores que pueden aumentar el riesgo de desastres en una zona determinada, como la cercanía de un río o una alta vulnerabilidad social.
Clasificación de precipitaciones acuosas
La precipitación puede ocurrir en estado líquido, como las lluvias, lloviznas y chubascos, o en su forma sólida, como la nieve, el groupel y el granizo. En ambos casos, el origen del fenómeno se debe a interacciones entre gotitas de agua y/o cristales de hielo en el interior de una nube. Estas partículas microscópicas se agrupan y crecen en tamaño, hasta obtener el peso necesario para caer. Llamamos «precipitación acuosa» a cualquier tipo de precipitación que llega a la superficie en estado líquido, sin importar que su descenso haya comenzado en forma sólida. En el grupo de precipitaciones acuosas encontramos:
- Llovizna: Es un tipo de precipitación muy débil. Se presenta en forma de gotas muy pequeñas, con un diámetro menor a 0.5 mm. Las lloviznas ocurren con una intensidad de precipitación menor a 1 mm/h, pero pueden ser de larga duración. Se producen en condiciones similares a las lluvias débiles, con masas de aire ligeramente humedecidas, o bien, con una inestabilidad poco significativa.
- Garúa: Es una llovizna muy fina y persistente, bastante similar a la neblina. Debido a que las gotas son muy pequeñas y tienen muy poco peso, se mueven aleatoriamente en todas las direcciones. La cantidad de agua líquida que suministra al suelo es ínfima.
- Lluvia: Se compone de gotas con un diámetro superior a los 0.5 mm, que caen a una velocidad aproximada de 3 m/s. Se generan principalmente en presencia de nubes «nimbustratus» y pueden durar hasta varias horas. Su intensidad puede variar mucho, desde lluvias débiles a torrenciales. Se origina en masas de aire bastante húmedas.
- Chubasco o chaparrón: Son lluvias breves pero muy intensas, que comienzan y terminan bruscamente. Se producen en presencia de nubes cumulonimbus y pueden dejar decenas de milímetros de precipitación por hora. Las gotas que caen durante un chubasco, tienen mayor tamaño y peso que las gotas de una lluvia ordinaria.
- Aguacero: Similar al chubasco, es también una lluvia intensa de corta duración generada por una nube cumulonimbus, pero se diferencia por ser mucho más abundante, con intensidades que pueden alcanzar los 200 mm/h.
Clasificación de lluvias por su origen
Las lluvias también pueden diferenciarse por el factor determinante que las provoca.
- Lluvias orográficas: Están asociadas a nubes que se desarrollan como consecuencia del ascenso y enfriamiento de una masa de aire que avanza sobre una zona montañosa. Las lluvias de este tipo son muy comunes en las laderas montañosas a barlovento, es decir, del lado de las montañas donde se recibe directamente el aire húmedo. Por tal motivo, estas áreas suelen presentar un mayor crecimiento de la vegetación.
- Lluvias convectivas: Ocurren desde nubes que se formaron como consecuencia del calentamiento diurno sobre la superficie, es decir, son resultado de la «convección». Durante el día, la radiación solar eleva la temperatura del suelo, y este, a su vez, la del aire que se encuentra por encima. El resultado es una disminución en la densidad del aire y una tendencia al ascenso. Las parcelas de aire que se calientan cerca de la superficie y se elevan se conocen como «térmicas». Una vez que éstas alcanzan una determinada altura, comienzan a condensar el vapor de agua que contienen y forman nubes. La clase de nube y el tipo de precipitación van a depender de qué tan intensos sean los ascensos, de la cortante vertical del viento (o «cizalladura») y de la humedad del aire en capas bajas, principalmente. A través de este mecanismo pueden generarse precipitaciones en forma de chubascos.
- Lluvias frontales: Se originan por la presencia de un sistema frontal, es decir, como consecuencia del encuentro entre dos masas de aire con características muy diferentes, principalmente temperatura y humedad. Las zonas frontales se caracterizan por ser muy inestables, ya que el aire más cálido, y de menor densidad, es forzado a ascender sobre el aire frío. Esto provoca la condensación del vapor de agua que contiene, y suele dar lugar a grandes sistemas nubosos. Por lo general, el avance de estos sistemas es reconocible desde imágenes satelitales debido a las bandas de nubosidad que se forman asociados a ellos, que pueden dejar desde lluvias débiles hasta grandes aguaceros.