Volumen 8 - Nº44 - ENERO/FEBRERO 1998

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Revista de Divulgación Científica y Tecnológica de la
Asociación Ciencia Hoy

ARTíCULO


Tormentas Positivas : Sorpresa en los Cielos Brasileños

Osmar Pinto Jr. - Iara R.C.A. Pinto
Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales


CÓMO SE FORMAN LAS NUBES

Generalmente, la formación de una nube de tormenta aislada comienza con el agrupamiento de pequeñas nubes cúmulos, nubes blancas con ancho y alto de algunas centenas de metros, que surgen típicamente a una altura de 1km sobre la superficie (Figura 1). Pero en algunos casos las nubes Cb se pueden originar de nubes de otros tipos como alto-cúmulos o estrato-cúmulos. Con condiciones atmosféricas favorables, las nubes cúmulos pueden agruparse y generar nubes mayores, con formas semejantes a las de una coliflor (Figura 2). Esas, a su vez, pueden unirse para formar una aún mayor, llamada cumulo-congestos, con el mismo formato (Figura 3). En ese punto, mientras la base de la nube todavía está a 1km del suelo, el tope ya alcanza altitudes entre 3 y 5km, y se extiende algunos kilómetros en sentido horizontal.

En algunos casos, la nube deja de desarrollarse en ese punto, sin tornarse una nube de tormenta, y se disipa sin presentar rayos. Si eso no ocurre, ella continúa su movimiento ascendente y comienzan a formarse partículas de hielo. En ese punto la nube ya es cúmulonimbus, con diámetro entre 3 y 8km y tope situado entre 5 y 8km, presentando irregularidades, a causa de las partículas de hielo. Las nubes cumulonimbus poseen tres etapas de existencia: desarrollo, madurez y disipación, cada una con 20 a 40 minutos de duración.

 
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Fig3
Nubes del tipo cúmulo-congesto son formadas por la unión de muchas nubes cúmulos.

En la primera etapa, el movimiento de aire ascendente predomina dentro del Cb, arrastrando gotitas de agua y partículas de hielo hacia arriba con velocidad de 20 a 7Okm/h. Generalmente esa etapa no es acompañada por lluvia. En la fase de la madurez, el Cb presenta una circulación interna compleja, con movimientos tanto ascendentes como descendentes. Eso sucede porque las partículas mayores -formadas a partir de partículas menores de agua y hielo- son "atraídas" hacia abajo por la gravedad. Los movimientos pueden alcanzar una velocidad de hasta 100 km/h en esa etapa, cuando la nube tiene un diámetro típico de 10km. La base de la nube acostumbra ser casi plana y su distancia al suelo puede variar de 1km hasta cerca de 4km, dependiendo de la humedad. El tope alcanza alturas entre 8 y 20km, en algunos casos sobrepasa la "tropo-pausa" (limite en que la temperatura de la atmósfera deja de disminuir con la altura).

Por la acción de los vientos, las nubes cumulonimbus también suelen ser más anchas en el tope. En algunos casos, esa dilatación hace a los Cb parecidos a un yunque que apunta en la dirección del viento. Ese tipo de nube es a veces llamada Cb incos, y hay otros tipos de Cb en la etapa de la madurez (Figura 4), como los Cb calvus, cuyo tope es redondeado, como un cumulo-congestos; los Cb capillatus, que presenta, próxima al tope, una estructura en forma de estrías o fibras; y los Cb pileus, que muestran solamente un tenue "velo" en el tope. Las lluvias intensas y la mayoría de los relámpagos ocurren en la etapa de madurez. Los relámpagos de la nube hacia el suelo, en general, están precedidos por otros dentro de la nube, pero ocurren tanto antes como después del inicio de la lluvia. Los estudios han mostrado que, generalmente, cuanto más alto es el tope de la nube, mayor la frecuencia de los relámpagos, tanto en su interior como hacia el suelo.

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Fig 4
Las nubes cúmulonimbus asumen varias formas, como la

(A) - Cv calvus
(B) - Cb capillatus
(C) - Cb pileos
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En la etapa disipativa, el movimiento del aire es casi exclusivamente descendente, provocando un enfriamiento en la nube, en relación con el aire vecino. La lluvia, al reducir el contenido de la nube, también influye en el enfriamiento. En esa etapa, la altura del tope, el diámetro de la nube y las lluvias tienden a disminuir, hasta que la nube se disipa. La temperatura también tiende a retornar al valor anterior a la tormenta.

La altura alcanzada por el tope de las nubes de tormenta en sus diversas etapas depende principalmente de la latitud geográfica. En regiones de media a alta latitud (de las zonas templadas de la Tierra hacia los polos) es raro que ese tope pase los 8 km de altitud. Mientras tanto en regiones de media hacia baja latitud (de las zonas templadas hacia el Ecuador) pueden llegar a 20km o más. En un cincuenta por ciento de los casos, la altura del tope supera los 15km, y la mayor incidencia de nubes de tormenta con topes por encima de 20km parece ocurrir en el sudeste asiático, incluyendo el norte de Australia, Indonesia y Nueva Guinea.

Las nubes de tormenta son más comunes en regiones tropicales y templadas durante el verano, aunque también ocurren en regiones próximas a los polos y en otras estaciones. Ocurren más sobre los continentes que sobre los océanos, pues el calentamiento solar altera menos la temperatura del aire sobre éstos. Sin embargo, pueden surgir en cualquier hora del día. El mayor número de casos se produce entre las 16 y 18hs, en función del calentamiento solar. Sobre las montañas, el momento más propicio es entre las 13 y 14hs.

Las tormentas, además de las producidas por nubes aisladas, también pueden estar asociadas a conglomerados de nubes denominados sistemas convectivos de mesoescala, que pueden extenderse entre una y varias centenas de kilómetros. En esos casos, las tormentas tienden a ser más intensas, pues son formadas por grupos de nubes Cb. Los dos tipos de sistemas más conocidos en esa escala son las líneas de inestabilidad y los complejos convectivos.

Las líneas de inestabilidad ocurren generalmente asociadas a sistemas frontales, como los "frentes fríos", cuando se chocan masas de aire con diferente temperatura y humedad. En ese choque, las masas de aire frío "empujan" hacia arriba a las de aire caliente, y producen líneas de tormenta que alcanzan, a veces, centenas de kilómetros de extensión. Las nubes Cb así generadas viven en promedio tanto como las que surgen aisladamente, pero pueden desplazarse por decenas de kilómetros durante su existencia. Las tormentas que provocan llegan a durar varias horas, ya que, con el desplazamiento del sistema, nuevas nubes son formadas a medida que las primeras se disipan. Las líneas de inestabilidad son comunes en el sur y sudeste del país, asociadas a "frentes fríos" provenientes de la Argentina.

Los complejos convectivos son agrupamientos de nubes de tormenta que toman forma casi circular, con diámetros de 300 a 400km y contienen centenas o hasta miles de nubes. Surgen generalmente por la noche; duran en promedio de 10 a l2hs; pueden, en ciertos casos, regenerarse durante días y parecen pasar por etapas semejantes a las de una nube Cb. En el Brasil, los complejos convectivos son observados con más frecuencia en la región sur, sin embargo pueden ocurrir en el sudeste y en el centro Oeste. En América del Sur son más comunes en el norte de la Argentina y en el Paraguay.