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PRECIPITACIN

Marco Terico

Se conoce como precipitacin a la cantidad de agua que cae a la superficie terrestre y proviene de la humedad atmosfrica, ya sea en estado lquido (llovizna y lluvia) o en estado slido (escarcha, nieve, granizo). La precipitacin es uno de los procesos meteorolgicos ms importantes para la Hidrologa, y junto a la evaporacin constituyen la forma mediante la cual la atmsfera interacta con el agua superficial en el ciclo hidrolgico del agua.

La evaporacin de la superficie del ocano es la principal fuente de humedad para la precipitacin, se puede decir que es el 90% de la precipitacin que cae en el continente.

Sin embargo, la mayor cantidad de precipitacin no necesariamente cae sobre los ocanos, ya que la circulacin atmosfrica transporta la humedad grandes distancias, como evidencia de ello se pueden observar algunas islas desrticas. La localizacin de una regin con respecto a la circulacin atmosfrica, su latitud y distancia a una fuente de humedad son principalmente los responsables de su clima.

1.2 FORMACIN DE LA PRECIPITACIN

La humedad siempre est presente en la atmsfera y la precipitacin proviene de la humedad, pero la presencia de humedad no garantiza que exista precipitacin. Para que se produzca la precipitacin es indispensable la accin de algunos mecanismos que enfren el aire lo suficiente como para llevarlo o acercarlo a la saturacin.

A medida que el vapor de agua va ascendiendo, se va enfriando y el agua se condensa de un estado de vapor a un estado lquido, formando la niebla, las nubes o los cristales de hielo. Para que esta formacin se lleve a cabo, generalmente se requiere la presencia de ncleos de condensacin, alrededor de los cuales las molculas del agua se 10pueden unir. Existen diversas partculas que pueden actuar como ncleos de condensacin, con tamaos que varan desde 0.1 (aerosoles) hasta 10 m de dimetro; entre estas partculas tenemos: algunos productos de la combustin como xidos de nitrgeno y sulfuro, partculas de sal producto de la evaporacin de la espuma marina y algunas partculas de polvo que flotan en el aire.

En las nubes pueden existir gotas de agua a temperaturas por debajo del punto de congelamiento hasta -40C y es slo en presencia de tales gotas sobrecongeladas que el ncleo helado natural es activado.

Las gotas o cristales de hielo crecen rpidamente debido a la nucleacin, pero el crecimiento despus de esto es lento. Mientras que las partculas que constituyen las nubes tienden a asentarse, los elementos promedio pesan tan poco que slo un leve movimiento hacia arriba del aire es necesario para soportarlo.

Constantemente hay gotas de agua que caen de las nubes, pero su velocidad de cada es tan pequea, que no llegan a la tierra porque muchas veces vuelven a evaporarse antes de alcanzarla y ascienden de nuevo en forma de vapor. Al aumentar el vapor, o si la velocidad de cada supera los 3 m/s, las gotas de agua incrementan su peso, provocando lluvia; cuando este peso se hace mayor, aumenta la velocidad de cada con lo cual la lluvia se intensifica y puede transformarse en una tormenta.

Los factores ms importantes que conllevan a una precipitacin significativa son: la colisin y la fusin de las partculas de la nube y de la precipitacin. La colisin entre la nube y las partculas de la precipitacin se presenta debido a diferencias en velocidades de cada como resultado de diferencias de tamao (las partculas ms pesadas caen ms rpidamente que las partculas ms pequeas que son levantadas por las corrientes areas ascendentes y en algunos casos se evaporan). Las partculas que chocan se unen formando partculas ms grandes, y el proceso se puede repetir varias veces, hasta cuando las gotas tienen el suficiente tamao como para que puedan caer.

Las corrientes areas ascendentes ms fuertes evitan que incluso las gotas de agua ms grandes caigan y llevan todos los elementos de la precipitacin a las porciones superiores de las nubes para producir una acumulacin del agua lquida que excede en gran medida al de las partculas ordinarias de la nube. Eventualmente, el agua acumulada se precipita como resultado del debilitamiento de la corriente area ascendente o como sucede menudo, por una corriente descendente, que se puede iniciar posiblemente por la masa del agua acumulada.

Cuando est precipitando repentinamente en una corriente descendente, las gotas de lluvia son de gran tamao y el aguacero torrencial que resulta dura solamente algunos minutos. En una tempestad de truenos puede haber varios aguaceros, o explosiones, de un nmero de celdas, y la precipitacin total pico puede duplicar el valor de precipitacin alcanzado en una lluvia repentina.

En grandes cmulos, donde no hay precipitacin, la concentracin mxima del agua lquida puede estar cerca de 4 g/m3, pero el valor medio para la nube pudo ser solamente la mitad de este valor. Concentraciones mayores que sta producen precipitaciones que alcanzan la tierra.

1.3 CLASIFICACIN DE LA PRECIPITACIN

1.3.1 De acuerdo a sus caractersticas fsicas

La precipitacin puede adquirir diversas formas como producto de la condensacin del vapor de agua atmosfrico, formado en el aire libre o en la superficie de la tierra, y de las condiciones locales, siendo las ms comunes las que se detallan a continuacin:

1.3.1.1 Llovizna

En algunas regiones es ms conocida como gara, consiste en pequeas gotas de agua lquida cuyo dimetro flucta entre 0.1 y 0.5 mm; debido a su pequeo tamao tienen un asentamiento lento y en ocasiones parecen que flotaran en el aire. La llovizna usualmente cae de estratos bajos y rara vez excede de 1 mm/h.

1.3.1.2 Lluvia

Es la forma de precipitacin ms conocida. Consiste de gotas de agua lquida comnmente mayores a los 5 mm de dimetro. En algunos pases suelen clasificarla segn su intensidad segn su intensidad como ligera, moderada o fuerte

1.3.1.3 Escarcha

Es un depsito blanco opaco de grnulos de hielo ms o menos separados por el aire atrapado y formada por una rpida congelacin efectuada sobre gotas de agua sobrecongeladas en objetos expuestos, por lo que generalmente muestran la direccin predominante del viento. Su gravedad especfica puede ser tan baja como 0.2 0.3.

1.3.1.4 Nieve

Est compuesta de cristales de hielo, de forma hexagonal ramificada, y a menudo aglomerada en copos de nieve, los cuales pueden alcanzar varios centmetros de dimetro. Aparece cuando las masas de aire cargadas de vapor de agua se encuentran con otras cuya temperatura es inferior a 0C. La densidad relativa de la nieve recin cada vara sustancialmente, pero en promedio se asume como 0.1.

2.3.1.5 Granizo

Es la precipitacin en forma de bolas de hielo, producida por nubes convectivas. El granizo se forma a partir de partculas de hielo que, en sus desplazamientos por la nube, van "atrapando" gotas de agua. Las gotas se depositan alrededor de la partcula de hielo y Figura 2.2 Escarcha sobre Figura 2.3 Cristales de nieve un poste de madera se congelan formando capas, como una cebolla. Los granizos pueden ser esferoidales, cnicos o irregulares en forma, y su tamao vara desde 5 hasta 125 mm de dimetro, pudiendo llegar a destrozar cosechas.

2.3.2 De acuerdo al mecanismo de formacin

La precipitacin puede clasificarse teniendo en cuenta el factor principalmente responsable, ya que lo ms frecuente es que sea generada por varios factores, del elevamiento de la masa de aire que la genera. Con base en ello se pueden distinguir tres tipos de precipitacin, a saber:

2.3.2.1 Precipitacin Ciclnica

Resulta del levantamiento del aire que converge en un rea de baja presin o cicln. Cuando se encuentran dos masas de aire, una caliente y una fra, en lugar de mezclarse, aparece una superficie de discontinuidad definida entre ellas, llamada frente (ver Figura 2.4). El aire fro al ser ms pesado, se extiende debajo del aire caliente por lo que el aire caliente se eleva y su vapor de agua se puede condensar y producir precipitacin. Si el aire caliente avanza hacia el aire fro, el borde es un frente caliente, el cual tiene una pendiente baja entre 1/100 y 1/300, y el aire caliente fluye hacia arriba lentamente y por encima del aire fro. Las reas de lluvia asociadas con estos frentes pueden ser muy grandes y la precipitacin es generalmente ligera a moderada y casi continua hasta el paso del frente. Si el aire fro avanza hacia el aire caliente, el borde de la masa de aire fro es un frente fro el cual tiene una pendiente casi vertical, con lo cual el aire caliente es forzado hacia arriba ms rpidamente que en el frente caliente.

2.3.2.2 Precipitacin Convectiva

Es el tipo de precipitacin que predomina en la zona de costa del departamento de Piura por accin de los anticiclones norte y sur del atlntico. Se presenta cuando una masa de aire clido tiende a elevarse, por ser menos pesado que el aire de la atmsfera circundante. La diferencia en temperatura puede ser resultado de un calentamiento diferencial en la superficie (Figura 2.5), enfriamiento diferencial en la parte superior de una capa de aire, o por la elevacin mecnica cuando el aire se fuerza a pasar sobre una masa de un aire ms denso (ciclones), o sobre una barrera montaosa. A medida que la masa se eleva, el aire se enfra pues cae su punto de precipitacin. Esto genera la condensacin de parte del vapor de agua dentro de la masa de aire, formando nubes. Estas nubes descargan lluvia con incremento en el calor latente a travs del proceso de precipitacin. Un claro ejemplo de este tipo de precipitacin son las tormentas elctricas al atardecer que se desarrollan en das calurosos de aire hmedo, precipitacin desde el interior de encumbradas nubes en forma de yunque. La precipitacin convectiva es puntual y su intensidad puede variar entre aquellas que corresponden a lloviznas y agu