¿Qué es la precipitación?
Se considera «precipitación» a la caída de cualquier tipo de hidrometeoro desde algún nivel de la atmósfera hasta la superficie terrestre. Por «hidrometeoro» entendemos a cualquier manifestación física del agua presente en la atmósfera, ya sea en estado líquido. Entre los tipos más comunes de precipitación se encuentran la lluvia, la llovizna, la nieve y el granizo, entre otros.
Es importante remarcar que para hablar de precipitación es condición necesaria que los hidrometeoros alcancen el suelo. Puede ocurrir que los hidrometeoros caigan a través de la atmósfera pero “desaparezcan” antes de llegar a la superficie, como es el caso de la «virga», que es prácticamente una “cortina” de gotitas de agua que caen desde la base de una nube pero se evaporan mucho antes de alcanzar el suelo.
La precipitación es esperable en entornos de aire húmedo e inestable, donde pueden formarse cierto tipos de nubes que se caracterizan, justamente, por generar precipitaciones. Entre estas encontramos principalmente las «nimbostratus» (precipitaciones contínuas, mayormente moderadas y persistentes) y las «cumulonimbus» (precipitaciones que pueden llegar a ser fuertes, pero comúnmente de menor duración). Hay que tener en cuenta que si la precipitación se encuentra acompañada de actividad eléctrica, el fenómeno conjunto se conoce como «tormenta». También puede darse una precipitación muy débil en nubes «altostratus», pero no es muy frecuente.
La cantidad de humedad presente en la atmósfera, la temperatura en los diferentes niveles de la troposfera y el grado de inestabilidad, son factores determinantes para el tipo, la cantidad y la intensidad de la precipitación.
Un aspecto importante a resaltar de la precipitación, es que, en todas sus variantes, tiene un rol crucial en el llamado «ciclo hidrológico», que es el conjunto de los procesos que permiten la circulación del agua entre los diferentes subsistemas de nuestro planeta (atmósfera, hidrósfera, criosfera, litosfera y biosfera). Particularmente, la precipitación es responsable del retorno del agua desde la atmósfera a la superficie terrestre, continental y oceánica, por medio de la condensación (pasaje del estado gaseoso al estado líquido) o sublimación (pasaje del estado gaseoso al estado sólido) del vapor de agua presente en el aire.
Por último, como el agua es imprescindible para la vida en nuestro planeta, la precipitación es un proceso clave para el sostén de la biosfera (conjunto de todos los seres vivos y sus interrelaciones), ya que permite que la sustancia llegue a los diferentes ecosistemas. Más específicamente, las precipitaciones son mayormente responsables de la redistribución de agua líquida en nuestro planeta, ya que, si bien gran parte de la evaporación diaria proviene de zonas húmedas (sobre todo de los océanos), las precipitaciones pueden suceder en áreas más secas y alejadas. Finalmente, el agua precipitada es aprovechada por los seres vivos, e incluso es muy beneficiosa para diferentes actividades humanas como la agricultura, la ganadería o la industria.
Cabe aclarar que, paradójicamente, según el tipo y la intensidad, las precipitaciones también pueden representar un riesgo para algunos seres vivos. Los ejemplos van desde granizos de gran tamaño que pueden provocar la muerte de personas o animales, además de dañar la vegetación, hasta grandes aguaceros que pueden generar inundaciones.
Tipos de precipitación
En líneas generales, existen dos grandes tipos de precipitación: líquida y sólida. Se considera precipitación líquida cuando los hidrometeoros que llegan a la superficie son gotas de agua, sin importar su tamaño u otra particularidad. Incluso, si la precipitación comienza su descenso en estado sólido pero se funde antes de llegar al suelo (pasa de estado sólido a líquido), se considera líquida. Por el contrario, la precipitación sólida es aquella en la que los hidrometeoros que llegan a la superficie son copos de nieve, pequeños cristales de hielo, o bien gránulos de hielo de tamaño más considerable. Para que se produzca precipitación sólida, es necesario que las temperaturas en la capa de aire desde la nube hasta el suelo sean lo suficientemente bajas como para que los hidrometeoros no se fundan en su trayecto.
Dentro de los tipos de precipitación líquida encontramos:
- Llovizna: Es un tipo de precipitación muy débil que se presenta con gotitas de agua muy pequeñas, con un diámetro menor a 0.5 mm. Las lloviznas ocurren con una intensidad inferior 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 en entornos levemente inestables.
- Garúa: Es una llovizna muy fina y persistente, de aspecto similar a la neblina. Debido a que las gotas son muy pequeñas y tienen muy poco peso, se mueven aleatoriamente con el viento. La cantidad de agua líquida que suministra al suelo es ínfima.
- Lluvia: Se compone de gotas con más de 0.5 mm de diámetro, que caen a una velocidad aproximada de 3 m/s. Las lluvias son esperables mayormente en presencia de nubes nimbustratus, y pueden durar varias horas. La intensidad del fenómeno puede variar mucho, desde lluvias débiles a torrenciales. Se origina en masas de aire bastante húmedas.
- Chubasco o chaparrón: Son lluvias de corta duración pero muy intensas, que inician 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, se presenta como una lluvia intensa de corta duración, generada por una nube cumulonimbus. Se diferencia de dicho fenómeno por ser mucho más abundante, con intensidades que pueden rondar los 200 mm/h.
Dentro de los tipos de precipitación sólida encontramos:
- Granizo: Es un tipo de precipitación que llega al suelo como gránulos de hielo de tamaños y formas muy diversas. La superficie del granizo suele ser bastante irregular, y su diámetro (en promedio) puede ir de los 5 mm a los 11 cm. El fenómeno se origina en nubes cumulonimbus, gracias a las fuertes corrientes ascendentes que mantienen a los gránulos suspendidos en el aire, permitiéndoles crecer hasta adquirir un peso considerable que finalmente los haga caer a la superficie. El granizo puede ser muy peligroso y ocasionar heridas graves a personas y animales, como también daños en la vegetación y cualquier objeto expuesto.
- Nieve: Precipitación sólida que llega a la superficie en forma de “copos” o conglomerados de cristales de hielo, que generalmente se unen y ramifican simétrica y hexagonalmente. Al igual que el granizo, la nieve se forma por la deposición del vapor de agua (pasaje del estado gaseoso al sólido) debido a temperaturas por debajo de los 0°C en el nivel donde se encuentra la nube. Por otra parte, para que la nieve llegue al suelo sin fundirse, es necesario que toda la capa de aire se encuentre lo suficientemente fría (con temperaturas cercanas o menores a los 0°C), ya que, de otra manera, la precipitación podría llegar en forma de aguanieve o incluso lluvia. Si bien el fenómeno no representa un peligro directo, sí puede reducir bastante la visibilidad y complicar el tránsito por rutas terrestres. Además, puede resultar dañina para el cultivo y generar hipotermia en personas o animales que se expongan al frío por un tiempo prolongado.
- Aguanieve: Es un tipo de precipitación que consiste en la caída de nieve parcialmente fundida y mezclada con gotitas de agua. Ocurre en condiciones relativamente similares, pero con una capa de aire lo suficientemente templada como para fundir parcialmente la nieve, aunque no tanto como para transformarla completamente en lluvia.
- Graupel: Son pequeños granos de hielo, de color blanco y forma irregular, que generalmente llegan al suelo con un diámetro menor a 5 mm. A diferencia del granizo o la nieve, el graupel no se forma por sublimación del vapor, sino por el congelamiento de gotas de agua que, al precipitar, se encuentran con capas de aire cuya temperatura es inferior a los 0°C. A fines prácticos, se lo puede considerar como un tipo de granizo muy pequeño.
¿Cómo se mide la precipitación?
La precipitación puede medirse ya sea en forma de lluvia o nieve. Para el caso de la lluvia, la unidad utilizada es el «milímetro de precipitación», que 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 lluvia se denomina «pluviómetro», y los hay de distintos tipos. A grandes rasgos, el 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 luego le introduce el agua juntada en el recipiente de mayor volumen, para seguir con la suma de agua precipitada. Por otra parte, en los pluviómetros más modernos, el vaciado del recipiente colector se hace automáticamente, ya que estos pueden detectar cuándo se colecta la cantidad máxima de agua permitida.
Para el caso de la nieve, suele estimarse que 1 mm de precipitación equivale a 1 cm de nieve recién caída. Entonces, gracias a esta suposición (que tiene un margen de error), podemos medir la nieve indirectamente gracias a la cantidad de agua equivalente depositada en el pluviómetro. Por otra parte, una manera directa de medir la nieve es mediante el uso de un «nivómetro», que es un aparato mecánico capaz de cuantificar la profundidad de una capa de nieve sobre el suelo y calcular la cantidad equivalente en mm de precipitación. Si el espesor de la capa de nieve no es tan significativo, la medición de la profundidad puede hacerse manualmente con una regla.
¿Qué es la precipitación convectiva?
La «precipitación convectiva» es aquella que ocurre desde nubes de origen convectivo, es decir, que se desarrollaron como consecuencia del calentamiento diurno sobre la superficie. Estas nubes suelen tener gran crecimiento vertical (según qué tan inestable se encuentre la masa de aire), y las precipitaciones que generan pueden llegar a ser muy intensas.
Durante el día, la radiación solar eleva la temperatura del suelo. Este, a su vez, calienta el aire que se encuentra por encima, y lo vuelve menos denso que el entorno. El resultado es un movimiento ascendente de aire, que da lugar a una corriente vertical. Las parcelas de aire que se calientan y se elevan desde la superficie se conocen como «térmicas». Una vez que estas 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 movimientos ascendentes, de la cortante vertical del viento (o «cizalladura») y de la humedad del aire en capas bajas, principalmente.
Además del forzante convectivo, la precipitación también puede originarse por el pasaje de un sistema frontal o por la presencia de una cadena montañosa. En ambos casos, el ascenso del aire húmedo (que forma las nubes) ocurre por causas ajenas al calentamiento diurno. En la precipitación frontal, el ascenso sucede por la diferencia de densidad entre dos masas de aire distintas, y, en el caso de la precipitación orográfica, el aire asciende debido a la presencia de una zona montañosa. Tanto las precipitaciones frontales como las orográficas no suelen ser tan intensas como las convectivas por sí mismas, pero pueden combinarse con el calentamiento diurno y verse muy potenciadas.