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TORMENTAS

Una tormenta es un fenómeno caracterizado por la coexistencia próxima de dos o más masas de aire de diferentes temperaturas. Este contraste asociado a los efectos físicos implicados desemboca en una inestabilidad caracterizada por lluvias, vientos, relámpagos, truenos y ocasionalmente granizos entre otros fenómenos meteorológicos.

Aunque científicamente se define como tormenta a aquella nube capaz de producir un trueno audible, también se denominan tormentas en general a los fenómenos atmosféricos violentos que, en la superficie de la tierra están asociados a lluvia, hielo, granizo, electricidad, nieve o vientos fuertes -que pueden transportar partículas en suspensión como la tormenta de arena o incluso pequeños objetos o seres vivos-.

Formación de las tormentas

Las tormentas se crean cuando un centro de baja presión se desarrolla con un sistema de alta presión que lo rodean. Esta combinación de fuerzas opuestas puede crear vientos y resultar en la formación de nubes de tormenta, como el cumulonimbo.

El contraste térmico y otras propiedades de las masas de aire húmedo dan origen al desarrollo de fuertes movimientos ascendentes y descendentes (convección) produciendo una serie de efectos característicos, como fuertes lluvias y vientos en la superficie e intensas descargas eléctricas. Esta actividad eléctrica se pone de manifiesto cuando se alcanza la tensión de ruptura del aire, momento en el que se genera el rayo que da origen a los fenómenos característicos de relámpago y trueno. La aparición de relámpagos depende de factores tales como el grado de ionización atmosférico, además del tipo y la concentración de la precipitación.

Las tormentas obtienen su energía de la liberación de calor latente que se produce en la condensación del vapor del agua en las parcelas ascendentes de la tormenta.

Características

Las tormentas producen nubes de desarrollo vertical -Cumulonimbus - Cúmulus- que pueden llegar hasta la tropopausa en torno a 10 km de altura. El ciclo de actividad de una tormenta típica presenta una fase inicial de formación, intermedia de madurez y final de decaimiento que dura en torno a una o dos horas.

Por regla general una célula convectiva de tormenta posee una extensión horizontal de unos diez kilómetros cuadrados. Sin embargo, frecuentemente se producen simultánea o casi simultáneamente varias células convectivas que desencadenan fuertes precipitaciones durante un periodo de tiempo más largo. En ocasiones, cuando las condiciones del viento son adecuadas, una tormenta puede evolucionar hasta el estado de supercélula originando series de corrientes ascendentes y descendentes y abundante precipitación durante varias horas.

Las tormentas pueden contener vórtices de aire, es decir, viento girando en torno a un centro (como los huracanes). Las tormentas que contienen estos vórtices (supercélulas) son muy intensas y como característica es probable que puedan producir trombas marinas y tornados, suelen originarse en zonas muy cerradas, donde el viento no tiene suficiente escape.

Una tormenta tropical hace referencia a una tormenta de mayores dimensiones en latitudes subtropicales alternando regiones ascendentes y descendentes y capaz de evolucionar potencialmente hasta el estado de huracán.

Después de describir muy generalmente lo que es una Tormenta, ahora hay que hablar sobre los cumulonimbus.

CUMULONIMBUS

Los Cumulonimbus o cumulonimbos son nubes de gran desarrollo vertical, que internamente están formadas por una columna de aire cálido y húmedo que se eleva en forma de espiral rotatoria que tiene un sentido antihorario en el hemisferio norte y horario en el hemisferio sur. Su base suele encontrarse a menos de 2 km de altura mientras que la cima puede alcanzar unos 15 a 20 km de altitud.

Estas nubes suelen producir lluvias intensas y tormentas eléctricas, especialmente cuando ya están plenamente desarrolladas. Se abrevia: Cb

El Cumulonimbus (Cb) es un tipo de nube de desarrollo alto, denso, con tormenta y mal tiempo. Se pueden formar aisladamente, en grupos, o a lo largo de un frente frío en una línea de inestabilidad. Los cumulonimbus se forman de nubes del tipo cúmulus.

Formación de Cumulonimbus

Para su creación se necesita la concurrencia de tres factores.

1. Mucha humedad ambiente.
2. Una masa inestable de aire caliente.
3. Una fuente de energía para subir esa masa caliente y húmeda, rápidamente. Este movimiento ascendente es provocado por el aire frío que, al ser más pesado se introduce como una cuña girando en sentido horario y levantando al aire caliente y húmedo que se convierte rápidamente en un tobogán nuboso ascendente que gira en sentido antihorario y se va extendiendo en forma de Yunque.

Los lugares típicos de gran formación de estas nubes se encuentran, en las zonas templadas, alrededor de una línea de frente frío, cerca de los océanos (donde la brisa marina puede proveer energía a la tormenta, o en montañas en las laderas de barlovento donde el viento se ve forzado a elevarse ocasionando que el aire más caliente (menos denso) ascienda dando origen a fuertes precipitaciones y tormentas. Los cumulonimbos sirven para equilibrar, dentro de la zona intertropical, las pequeñas áreas de inestabilidad que se originan por la insolación. Siempre generan su propia energía por la acumulación de calor en un área mucho más extendida que la propia base del cumulonimbo.

Cuando el aire caliente se encuentra por encima de las masas más frías (que están por debajo), comienza el enfriamiento y concomitante condensación del vapor de agua en gotitas de agua. Y, esta condensación calienta el aire circundante por el calor latente, haciendo avanzar el ascenso de las masas de aire. Continuando con la subida de la masa de aire, las gotas de agua se enfrían tanto que comienza el proceso de formación de cristales de hielo. La gravedad causa que esas gotas y/o granos de hielo comiencen a caer, causando un movimiento descendente que debe competir con el otro ascendente.

La inestabilidad entre las ráfagas en ascenso (con humedad y nubes) y las ráfagas en descenso (aire frío y seco) produce cargas de electricidad estática que se van acumulando en el cumulonimbus. La descarga de esta electricidad causa el relámpago y el trueno.

Desde fines de primavera hasta comienzos del otoño, el cumulonimbus tiene más oportunidades de formarse, y más aún al atardecer, debido al calor acumulado en el suelo por la radiación solar. Por supuesto, que hará falta un frente frío para que el aire caliente ascendente sea aún más empujado por la irrupción rápida de las masas inferiores de aire frío. Hasta un momento llamado "Prefrente", donde parecería que el aire caliente (en demasía) es "cortado como una navaja" por el aire frío. Esto puede ocurrir en cualquier época del año, como lo demuestran las tormentas que pueden ocurrir en conjunto con tormentas de nieve en invierno.

Apariencia de un Cumulonimbus

La base de un cumulonimbus puede tener más de 10 km horizontales, y estar ocupando medias y bajas altitudes: desde una altitud de alrededor de 3 a 4 km, y el pico llegar a 23 km en casos extremos. Normalmente, llegan a altitudes mucho más bajas.

El cumulonimbus suele caracterizarse por una zona chata, y otra tipo yunque (el domo de yunque), causada por líneas de viento débil que se quedan atrás de la nube por su menor velocidad, tanto como por la inversión de temperatura causada por el aumento de temperaturas arriba de la tropopausa. Esta forma de yunque precede la estructura principal de la nube por mucha distancia.

Esta foto la saqué en febrero de este año (2010) en la zona de Alta Gracia-Córdoba

Efectos

Las células de tormenta de cumulonimbus pueden producir lluvias fuertes (particularmente de naturaleza convectiva) e inundación, así como intensos vientos en el frente según el sentido de su desplazamiento. Muchas células de tormenta cesan en no más de 20 min, cuando la precipitación causa más descensos que ascensos, haciendo cesar su energía que se disipa. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la duración de una tormenta generada por un cumulonimbus está en relación directa al diámetro del mismo, de la misma forma que sucede con cualquier depresión ciclónica: un tornado, que tiene un diámetro reducido dura apenas unos minutos mientras que un huracán puede durar varios días y hasta semanas. Si hay suficiente energía solar en la atmósfera (un día de intenso calor en verano), la humedad de la célula de tormenta puede evaporarse rápidamente— resultando en una nueva célula formándose a pocos km del núcleo original. Esto puede causar tormentas que duren muchas horas.

Los cumulonimbus tienen fuertes corrientes de convección, con fortísimos e impredecibles vientos, particularmente en los planos de ascensos y descensos verticales. Esto puede ser extremadamente peligroso para las aeronaves. Naves pequeñas a hélice no deben atravesarlas, sino circundarlas; jets más grandes que vuelan más alto que aquéllas también deben tratar de circundarlas. Como suelen contar con radar meteorológico y medidor de viento, las detectan y les da una guía para pasar por el costado, y aún si debieran sortearlas, por ej. en el proceso de comienzo de aterrizar.

La convección de masas de aire pueden formar mesociclones, causando granizadas y tornados. Estas nubes, curiosamente, pueden adquirir la forma de una nube de explosión nuclear. (como se puede observar en la foto propia de arriba)

Tipos de Cumulonimbus (Cb)

Cb Calvus

Una cumulonimbus calvus (del latín calvus, "descubierto" es una nube Cumulonimbus moderadamente alta con capacidad de precipitación, pero sin posibilidad de llegar a una altura para formar una Cumulonimbus incus. Ya es en condiciones de marcada inestabilidad y a mitad de tarde si son tormentas de calor (las típicas del verano)pasan a ser incus.

Cb Capillatus

Es la nube de tormenta por excelencia. Es la única que ocupa todos los niveles de la troposfera. La base puede estar situada cerca del suelo, a 600 o 1.000 metros, y la cima, la parte superior puede alcanzar los 8.000, 10.000 e incluso 12.000 metros en nuestras latitudes. Cuando vean una nube así, debajo hay un amplio repertorio de fenómenos meteorológicos: viento, lluvia, granizo o pedrisco, rayos y truenos.

Cb Incus

Una cumulonimbus incus (del latín incus, "yunque" es una nube cumulonimbus que llega hasta la tropopausa (estabilidad estratosférica) y de forma característica de yunque. Si el ascenso atmosférico es aún fuerte, puede ser vía de paso a movimientos estratosféricos y convertirse en una nube pileus.

Cb Praecipitatio

Cumulonimbus praecipitatio es cuando es visible la cortina de lluvia que acarrea consigo.

Cb Virga

Cortinas de precipitación que a veces alcanzan el suelo.

Cb Pannus

Nubes en tiras o jirones que aparecen por debajo del Cb. Suelen indicar que se trata de una tormenta especialmente potente.

Cb Mammatus

Posee protuberancias en forma de ubre que aparecen bajo el yunque de algunos Cb. En los EEUU son interpretados como de alto riesgo de formación de tornados. En nuestro país no son muy comunes y, cuando los vemos, hay una alta posibilidad de que no veamos llover, si los vemos como avanzadilla de la tormenta principal.

Cb Pileus

Copete o sombrero que aparece encima de las coliflores más vigorosas, indicando precisamente, la existencia de corrientes ascendentes muy intensas dentro del Cb.

Cb Velum

No se dispone de información hasta el momento. El término significa “vela de barco”.

Cb Arcus

Se trata de Cb cuya base muestra una forma de arco muy característica. Suelen llevar asociados ecos de radar también en forma de arco, y son capaces de producir fenómenos severos (intensos chubascos acompañados de granizo y fuertes vendavales).

Cb Tuba

Se aplica este nombre a los apéndices nubosos que cuelgan de la nube (alcancen el suelo o no), ya sean originados por tormentas tornádicas (supercélulas) o por tormentas no tornádicas (de célula simple o multicélulas).

fuente1
fuente2

Y al último, unos videos de tormentas

Un Cb-Arcus bastante expectacular