Nubosidad y precipitación

Pueden distinguirse varias circunstancias que conducen a la condensación:

• Disminución de la temperatura del aire permaneciendo constante su volumen; es lo que se conoce como “punto de rocío”.
• Cambio conjunto de temperatura y volumen que reduzca la capacidad de contener humedad del aire.
• Por evaporación que añade vapor hasta la saturación.
• Por expansión adiabática (variación termodinámica que se realiza sin intercambio de calor con el medio circundante) con descenso de la temperatura y aumento de volumen.

Los tres primeros procesos dan lugar a la formación de nieblas, rocío o en su caso escarcha.

Sin embargo la causa más efectiva de condensación (y de la aparición de nubosidad) es el enfriamiento adiabático. Cuando no se produce condensación, el descenso de temperatura al elevarse una masa de aire es de, invariablemente, 1º C cada 100 m, cambio llamado gradiente adiabático seco (GAS), que se mantendrá mientras no se inicie la condensacion5. Si el vapor de agua atmosférico se condensa, porque se ha alcanzado el punto de rocío, el gradiente adiabático en menor, alrededor de 0,6º C cada 100 m (el valor no es fijo) debido a la liberación de calor durante el proceso de condensación, y se llama gradiente adiabático húmedo (GAH), también conocido como pseudoadiabático, pues no es un proceso verdaderamente adiabático ya que, al condensarse el vapor de agua, intercambia calor con él.

El agua, al evaporarse, absorbe calor y, al condensarse, lo libera, por lo cual GAH<GAS En condiciones anticiclónicas o de estabilidad atmosférica (GAS>GVT), el aire que asciende alcanza pronto temperaturas inferiores al aire que lo rodea, descendiendo de nuevo sin formar nubosidad. En estas situaciones, en determinadas ocasiones puede producirse una inversión térmica (GVT<0), esto es, las capas de aire más altas están más calientes que las más bajas reduciéndose los movimientos verticales del aire, lo que es de mucha importancia en la acumulación de contaminantes en el entorno de grandes ciudades y zonas industriales. Estas inversiones térmicas son más propias de la época invernal, cuando el suelo, más frio (sobre todo a lo largo de la noche), le roba calor aire con el que contacta, enfriándolo.

En condiciones de borrasca o estabilidad el GVT llega a ser de 1,3º C/100 m, mayor que e GAS (GAS<GVT). Esto es así porque el Sol calienta excesivamente el suelo y, por ende, al aire próximo a este, que comienza a elevarse al ser más ligera que el aire circundante.

Esta situación favorece el movimiento ascendente de las partículas suspendidas en el aire y, por tanto, la dispersión de los contaminantes.

Precipitaciones

Las precipitaciones se suelen clasificar según la causa de la condensación; distinguiéndose varias posibilidades:

• Precipitación convectiva: Tiene lugar en las situaciones de inestabilidad antes explicadas. A medida que el aire sube, se va enfriando (según el GAS) hasta alcanzar la temperatura del aire circundante. Pero puede ocurrir que antes de que se alcance esa temperatura, se haya alcanzado el punto de rocío de la masa de aire ascendente, iniciándose la condensación y formándose una nube (cumulo) cuya base, horizontal, indica el nivel de condensación. Si la columna de convección sigue desarrollándose, la nube seguirá creciendo convirtiéndose en un cumulonimbo, asociado, por lo general, a lluvias intensas. En nuestro ambiente Mediterráneo son las responsables de las típicas “tormentas de verano”.
• Precipitación frontal o de frente. Aparece cuando chocan frontalmente dos masas de aire a diferente temperatura, pudiéndose dar los casos siguientes:
  • Frente cálido, cuando una masa de aire caliente (con posibilidad de tener una humedad absoluta mayor) llega a una zona ocupada por aire más frio, a la que remonta; la pendiente de subida no es muy fuerte y las lluvias que produce suelen ser poco abundantes
  • Frente frío: Una masa de aire frio invade una zona de aire más cálido, obligándolo a ascender. Las lluvias que se producen al enfriarse este son más intensas pero suelen afectar a áreas mas pequeñas
  • Frente ocluido. En la misma zona confluyen un frente frio y un frente cálido. El aire cálido asciende dejando dos masas de aire frio debajo. Estos frentes suelen ser los que dejan precipitaciones más intensas y persistentes.
• Precipitación orográfica o de relieve. Cuando las masas de aire se ven obligadas a ascender al encontrarse con una ladera montañosa, al ganar en altitud desciende su temperatura a en función del GAS (1º C/100 m) pudiendo alcanzarse el punto de condensación, en cuyo caso el gradiente seria el húmedo (GAH= 0,6oC/100 m) con formación de grandes nubes y precipitaciones. Una vez rebasado el accidente orográfico, el aire desciende por la ladera de sotavento sin humedad, y calentándose a medida que baja a razón de 1oC/100 m, de forma que, a la misma altitud, acaba con una temperatura mayor que la tenía al subir. Es el llamado efecto Foehn, que en nuestras latitudes se da entre la ladera norte de Sierra Nevada con la ladera sur (Las Alpujarras)