Desarrollo de la precipitación

Diagrama esquemático del ciclo del agua y tipos de precipitación.

Existen dos teorías principales que explican la formación de las gotas de precipitación: la Teoría de Bergeron y el Proceso de Coalescencia.

Teoría de Bergeron (Proceso de Cristales de Hielo)

Este proceso es el mecanismo dominante para la formación de precipitación en latitudes medias y altas.

• Entorno: Ocurre en nubes mixtas que contienen tanto gotas de agua subenfriada como cristales de hielo (temperaturas por debajo de 0°C).
• Principio Físico: La presión de vapor de saturación sobre el agua líquida es mayor que sobre el hielo a la misma temperatura.
• Mecanismo:
  1. Existe un gradiente de vapor de agua desde las gotas hacia los cristales.
  2. El agua se evapora de las gotas líquidas y se deposita (sublimación inversa) sobre los cristales de hielo.
  3. Los cristales de hielo crecen a expensas de las gotas de agua.
  4. Al crecer, se vuelven lo suficientemente pesados para caer.
• Resultado: La precipitación comienza como nieve. Dependiendo de la temperatura de las capas inferiores, puede llegar al suelo como nieve o derretirse y caer como lluvia.

Proceso de Coalescencia (Colisión-Coalescencia)

Este proceso es típico de nubes cálidas (cimas más calientes que -15°C) y es el mecanismo principal en los trópicos.

• Mecanismo:
  1. Las gotas de nube tienen diferentes tamaños y, por tanto, diferentes velocidades de caída terminal.
  2. Las gotas más grandes caen más rápido, colisionando con gotas más pequeñas en su camino.
  3. Si la colisión vence la tensión superficial, las gotas se fusionan (coalescencia), formando una gota más grande.
• Resultado en Latitudes Medias: Generalmente produce solo llovizna (drizzle) o lluvia muy ligera, debido a que las nubes cálidas tienen menor extensión vertical y las corrientes convectivas rompen las gotas grandes.

Formación del Granizo (Hail)

El granizo está asociado exclusivamente a nubes Cumulonimbus (Cb) debido a sus fuertes corrientes verticales.

• Requisitos:
  • Fuertes corrientes ascendentes (updrafts) y descendentes (downdrafts).
  • Abundancia de agua subenfriada.
• Crecimiento:
  • Las partículas de hielo circulan dentro de la nube, subiendo y bajando repetidamente.
  • Crecen por agregación al chocar con gotas de agua subenfriada que se congelan al impacto (acreción), y también por sublimación.
  • Este ciclo crea una estructura en capas (como una cebolla).
• Caída: Caen al suelo cuando su peso supera la fuerza de la corriente ascendente. Se consideran granizo (hailstones) cuando superan los 5 mm de diámetro.