Formación de los rayos

Las descargas eléctricas naturales pueden originarse de varias formas: en nubes de tormenta de forma habitual, o bien en nubes de ceniza volcánica o procedente de un gran incendio. En el último caso, los rayos originados por nubes de ceniza volcánica o de ceniza procedente de un incendio no son muy comunes y para que se produzcan deben darse una serie de condiciones especiales.

En el caso de las nubes de tormenta, es mucho más probable que se produzcan rayos cuando la nube es de crecimiento vertical. Las nubes de crecimiento vertical tienen siempre un aspecto de coliflor esponjosa cuando se desarrollan y su brillante color blanco las hace inconfundibles.

El nombre técnico de las nubes que producen descargas eléctricas se denomina cumulonimbus, aunque también es posible observar rayos a partir de un cumulus congestus. En nuestra entrada Meteorología para principiantes (III) encontrarás más información sobre este tipo de nubes. En particular, el cumulonimbus consiste en una nube de gran desarrollo vertical, capaz de producir, además de descargas eléctricas, grandes chaparrones con granizo y fuertes rachas de viento.

Cuando la nube se está desarrollando, en su seno atraviesa diferentes capas de aire a diferente temperatura y humedad. La arteria principal de estas nubes consiste en una corriente de aire ascendente, de manera que cuanto más se eleva dicha corriente, más se enfría, y así lo hacen también las gotitas de agua en su interior, las cuales van creciendo cada vez más, a medida que también se congelan.

Si las condiciones dentro de la nube lo permiten y ésta continúa desarrollándose, en su interior comienzan a generarse diversos procesos físicos en los que el agua, el hielo y las corrientes de aire en el interior de la nube interaccionan entre sí, provocando una ordenación de la carga eléctrica total de la nube. En este momento, todas las piezas están listas para que empiece el espectáculo luminoso…

Rayos nube-nube y nube-aire

Son los tipos de descargas más comunes en las nubes de tormenta, también conocidos como relámpagos. Suponen normalmente entre el 70 y el 90% de las descargas eléctricas totales en una nube de tormenta. El siguiente vídeo muestra un ejemplo claro de un rayo nube-nube. Este tipo de descarga se genera por diferencias de potencial eléctrico debido a la distribución de carga dentro de la nube de tormenta.

En cambio, los rayos nube aire, a pesar de haberlos incluido dentro de la categoría de rayos nube-nube, son un tipo de descargas algo menos comunes de encontrar.

Este tipo de descargas no supone ningún peligro, ya que se producen a mucha altura. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las tormentas son muy caprichosas, pueden tener una evolución en particular y es completamente imposible saber qué tipo de descarga se producirá en cada momento. Los rayos nube-tierra marcan la diferencia entre una tormenta inofensiva y una peligrosa. Veamos en qué consisten…

Rayos nube-tierra/mar

Son las descargas menos comunes, y a la vez, las más bellas y peligrosas, ya que la descarga eléctrica puede dañar o destruir órganos u ocasionar la muerte directa. Suponen entre el 10 y el 20% de las descargas totales dentro de una nube de tormenta (o fuera…).

Este tipo de rayos son mucho más peligrosos que los rayos nube-nube o nube-aire. La descarga eléctrica llega a tierra y puede afectar a bienes materiales y personales. El canal de descarga (el rayo en sí) es aire ionizado y calentado a miles de grados centígrados, de manera que dicho aire se convierte en plasma. Las variaciones abruptas de presión y temperatura provocan que el aire explote literalmente, produciendo una onda de choque que se traslada en todo el espacio. Dicha onda se conoce como trueno.

Los rayos nube-tierra o nube-mar tienen algunas peculiaridades, y tienen que ver con el tipo de carga eléctrica que transportan. Se pueden clasificar en dos tipos:

• Rayos negativos: la carga que transportan es negativa (-). Es el tipo de descarga nube-tierra/mar más común.
• Rayos positivos: la carga que transportan es positiva (+). Son mucho más masivos, peligrosos y menos comunes que los negativos ya que la carga transportada es mucho mayor.

Los rayos nos provocan siempre una cierta impresión, pero nunca debemos bajar la guardia cuando estamos bajo el radio de influencia de una tormenta. Puede parecer que no haya peligro aunque estemos lejos de las descargas, pero lo cierto es que existe un tipo de rayo poco común y, sin embargo, el más peligroso de todos. Se trata del rayo salido de la nada, en inglés conocido como bolt out of the blue. Consiste en una descarga que sale del tope de la nube de tormenta e impacta lejos de ésta, hasta un radio de 30 a 50 km de distancia.

Estos fenómenos de la naturaleza son apasionantes y guardan muchos misterios. El mayor de todos ellos tiene que ver con un tipo de descarga ascendente a la vez que se produce el rayo. Se trata de los sprites, una descarga en la alta atmósfera que descubriremos próximamente en el blog.

Referencias

• Meteorología para principitantes (III). Blog Meteoclim
• Atlas Internacional de Nubes: cumulus congestus
• Observatori Fabra: Alfons Puertas
• Meteoglosario de AEMET: rayo nube-tierra
• David Mancebo fotografía

La rutina del observador meteorológico aficionado

Condensar la cantidad de información meteorológica que se observa diariamente es, en la práctica, imposible de conseguir. La atmósfera sigue su propia rutina y como todas las rutinas, hay patrones que se van repitiendo. Creemos que la mejor manera de coger práctica en la observación meteorológica es seguir una serie de pasos en un orden determinado para poder entender cómo funciona la ‘rutina’ de la atmósfera.

En los siguientes puntos os resumimos una manera de observar el tiempo de forma rutinaria. No importa el momento en que se sigan estos pasos, cualquier momento es bueno para observar el tiempo:

1. Observa el cielo en una zona lo más despejada posible. Si esto no es posible, consulta las últimas imágenes de satélite. ¿Hay muchas nubes o pocas nubes? ¿De qué tipo son?
2. Consulta la red de estaciones disponible en tu región para ver la distribución de temperatura, humedad, viento y precipitación tanto para el momento actual como en las últimas horas para averiguar tendencias: ¿ha subido o ha bajado la temperatura? ¿Ha llovido? ¿Cómo ha variado la presión? ¿Ha hecho mucho o poco viento?
3. Analiza el mapa de frentes para el momento actual (análisis en superficie). La distribución de anticiclones, frentes y borrascas ayuda a entender la atmósfera actual.

Nota: las observaciones vía satélite ofrecen una gran variedad de productos. Te recomendamos que, además de observar con la vista, observes con satélite los denominados canales VIS (visible) durante el día e infrarrojo (IR) por la noche.

Probablemente surjan algunas dudas sobre los puntos anteriores. Observar el cielo siempre es necesario pero, ¿qué tipos de nubes hay? ¿Cómo se identifican? Os explicamos los tipos de nubes más comunes a continuación.

Tipos de nubes

Las nubes son la manifestación visual del aire que está saturado de humedad (100%) y por tanto, se condensa. Las condiciones ambientales de viento, humedad, temperatura y presión harán que las nubes evolucionen de una manera u otra. Por ejemplo, si el viento es fuerte, las nubes viajarán rápido y viceversa. Si hay mucha humedad ambiental, la tendencia de las nubes será a crecer o expandirse.

La primera persona en clasificar las nubes fue Luke Howard, gran observador y curioso del cielo. Gracias a él conocemos la estructura de los diferentes géneros nubosos.

Cualquier formación nubosa se manifestará en los primeros kilómetros de la atmósfera, la capa gaseosa que envuelve la Tierra. Las nubes se forman en la troposfera, la cual tiene una altura media de unos 10 a 14 km, en función de la latitud terrestre y tiene unas propiedades físicas (temperatura, presión, viento, humedad) que van variando con la altura. Estos son los principales tipos de nubes:

Nubes del piso bajo

Este tipo de nubes se forman en los primeros 2 km de la troposfera. Pueden tener una forma alargada, estriada u ondulada. Algunos ejemplos son: stratocumulus, stratus, nimbostratus. Suelen indicar humedad alta en superficie o en niveles bajos y son comunes en zonas de montaña.

Nubes del piso medio

Este tipo de nubes se forman entre 2 y 6 km de altura. Algunos ejemplos son altocumulus, altostratus, cumulus. Los altostratus son muy comunes con la llegada de frentes cálidos, mientras que los cumulus pueden indicar la llegada de chubascos y tormentas asociados a frentes fríos.

Nubes del piso alto

Son las nubes que aparecen a más de 6 km de altura. Algunos ejemplos son cirrocumulus, cirrostratus, cirrus o el cumulonimbus, este último la nube reina, que provoca aguaceros y tormentas y viene casi siempre asociada al paso de un frente frío.

El cumulonimbus es la nube que cuesta un poco más de clasificar, ya que su origen procede del cumulus, que tras pasar por diversas fases (humilis, mediocris, congestus) crece verticalmente desde niveles bajos (2-3 km) hasta alcanzar su fase final en el límite de la troposfera (10-12 km). El tope de esta nube, en su fase de madurez, acaba expandiéndose, formando el característico yunque.

Nota: en las descripciones anteriores intentamos dar una visión general de las nubes, su tipología más habitual y algunas pistas que pueden dar sobre el tiempo que va a hacer. Existen varios subgéneros y variantes para cada tipo de nube que no hemos mostrado aquí. Además, la meteorología está plagada de excepciones y los signos de ‘cambio de tiempo’ que muestran algunos tipos de nubes no siempre se cumplen.

Características de los anticiclones y borrascas

Por último, queremos descifrar la estructura de estos sistemas meteorológicos a través de las nubes que generan. De manera sencilla, se pueden enumerar las siguientes características:

Anticiclones

• Generan viento flojo y éste siempre circula en sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte, y viceversa en el hemisferio sur.
• En su interior gobiernan las altas presiones, es decir, presiones por encima del valor normal (1013 hPa).
• En función del valor máximo de la presión, se clasifican en anticiclones débiles (a) o anticiclones fuertes (A), caracterizados respectivamente por una alta presión relativa o por una alta presión.
• En invierno, las nubes asociadas son las típicas nieblas invernales (stratus) o los stratocumulus, además de las típicas temperaturas bajas que provocan heladas. También es posible encontrar nubes cumuliformes en su seno o cumulus de buen tiempo. En verano, averiguar la presencia de un anticiclón es tarea muy fácil, ya que provoca la ausencia prácticamente total de nubosidad y temperaturas elevadas.
• Raramente llevan asociados frentes.

Borrascas

• Generan siempre viento que circula en sentido contrario de las agujas del reloj en el hemisferio norte y viceversa en el hemisferio sur. Son los sistemas meteorológicos que pueden generar rachas de viento fuertes.
• En su ciclo de vida estándar tienen asociado uno o varios frentes cálidos, fríos u ocluidos.
• La intensidad del viento depende de lo profunda que sea la borrasca, es decir, depende de la presión mínima en su centro. También es importante su posición con respecto a otras borrascas o anticiclones.
• Al acercarse el frente cálido, predominan las nubes de tipo medio. Con el paso del frente cálido predominan precipitaciones de carácter débil a moderado y de forma continua.
• Al acercarse el frente frío, predominan las nubes de tipo cumuliforme, así como otras nubes de tipo alto, como los cirrus. Con el paso del frente frío se pueden producir precipitaciones irregulares pero intensas y acompañadas de tormenta, provocadas por cumulonimbus.

En la próxima entrada de nuestro seguiremos comentando más claves de Meteorología para principiantes y os desvelaremos algunas claves básicas de la predicción meteorológica. ¡Hasta pronto!

Referencias

• Observación en superficie y vía satélite: AEMET y EUMETSAT (sat24)
• Conoce más sobre los tipos de nubes y sus variantes: whatsthiscloud
• La Rioja Meteo
• Luke Howard
• Meteorología para principiantes (I)
• Meteorología para principiantes (II)