Las tormentas consisten en nubes llamadas cumulonimbus. Una serie de fenómenos (el aumento del aire húmedo, la condensación, la evaporación, la caída alrededor del aire frío) causan precipitaciones intensas, ráfagas de viento, rayos y truenos, que pueden impresionar con su violencia. Veamos más de cerca qué gobierna este fenómeno de la tormenta eléctrica y cuáles son sus consecuencias.
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Definición
Una tormenta consiste en una célula en la que se elevan los paquetes de aire (en el centro) y otros descienden (periferia), llamada célula convectiva. Esto da lugar a la formación de una nube llamada cumulonimbus , que se extiende verticalmente hasta la cima de la troposfera alrededor de 10-15 km (enlace a la envoltura gaseosa de la Tierra)) y tiene una forma de hongo.
El pie del hongo está constituido por la columna central donde se eleva el aire, y la tapa del hongo por una forma de yunque donde el aire se extiende lateralmente. Un cumulonimbus que consiste en una sola celda tiene dimensiones horizontales bastante moderadas, con un yunque de unos diez kilómetros.
Cumulonimbus también puede organizarse en grupos multicelulares con varias corrientes ascendentes y descendientes internos; en este caso, sus dimensiones horizontales pueden superar los cien kilómetros, pero la dinámica de este conjunto y su evolución siguen regidas por los mismos mecanismos.
Este es el caso, por ejemplo, de líneas de grano , formadas por varios núcleos convectivos alineados. Existen otros ejemplos de sistemas convectivos que también tienen organizaciones específicas. Este es particularmente el caso de los ciclones, cuya energía proviene de una superficie oceánica caliente y cuya estructura está controlada por una circulación de aire que obedece diferentes mecanismos. Sea como fuere, todos estos sistemas se hacen visibles por la condensación del agua en sus masas de nubes.
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¿Cómo Funciona Una Tormenta?
En las capas inferiores de la atmósfera, el aire se agita vigorosamente. Las parcelas aéreas suben y bajan con turbulencia. Las parcelas que se elevan en el cumulonimbus se relajan gradualmente a medida que la presión ambiental se reduce y disminuye. Dado que intercambian poco calor con su entorno, su relajación es adiabática, lo que los enfría. Entonces pueden estar en condiciones de temperatura y presión que causen condensación agua.
Sin embargo, este cambio de estado requiere que los brotes estén presentes (aerosoles o microgotas ya formadas), alrededor de las cuales las moléculas de agua se dispersaron inicialmente entre las moléculas de nitrógeno y oxígeno que son los principales constituyentes del aire seco, así es como se forma la nube, generalmente a partir de los primeros cientos de metros de ascendencia.
En altitudes más altas, cuando la temperatura cae por debajo de 0 ° C, la condensación se puede hacer directamente en forma de cristales de hielo. Sin embargo, las gotitas pueden permanecer en estado líquido, en el llamado estado de sobreenfriamiento, hasta temperaturas de -40 ° C. (Ver Articulo: Fenómenos Meteorológicos)
El condensación libera el calor latente (la inversa de la evaporación que resulta en enfriamiento). Así, mientras la temperatura desciende en la troposfera tiene un promedio de aproximadamente 6,5 ° C por kilómetro, en la ascendencia de cumulonimbus puede ser de solo 5 ° C por kilómetro.
Esto ayuda a que el aire ascendente sea más cálido y ligero que su entorno. Bajo la influencia de la flotabilidad de Arquímedes, este aire continúa aumentando, hasta la altitud donde se encuentran las parcelas de aire del cumulonimbus tan densas como su entorno. Esto explica la gran extensión vertical de cumulonimbus a altitudes de 10 o 15 km, es decir, hasta el límite superior de la troposfera.
Al llegar a la estratosfera, las partículas ascendentes alcanzan temperaturas más altas, por lo tanto aire más ligero, lo que genera una flotabilidad negativa y detiene el desarrollo vertical de la nube. Dado que el flujo en el bucle convectivo debe ser preservado. El aspecto oscuro del cumulonimbus se debe al hecho de que esta nube es menos transparente porque es más gruesa y está más cargada de gotas.
Al comienzo de la ascendencia convectiva, las microgotas pueden aumentar o permanecer en suspensión siempre que su velocidad de caída sea inferior a la velocidad de la corriente ascendente. Por otro lado, las gotas más grandes y más pesadas, formadas como resultado de colisiones y coalescencias de gotas más pequeñas, caen y forman la lluvia.
De manera similar, los cristales de hielo más desarrollados forman copos de nieve, que pueden volver al estado líquido durante su caída en altitudes donde la temperatura vuelve a los 0 ° C. En cuanto a los granizos, se forman por formación de hielo como resultado de colisiones repetidas entre las partículas de hielo y las gotas de agua sobreenfriadas.
También es notable que algunas granizadas circulan varias veces en el bucle convectivo, donde la temperatura desciende a -50 ° C en la parte superior de la troposfera, alternando fases de aglomeración de cristales, fases de congelación y engelamiento, así como rediseños parciales, que pueden llevar a una estructura interna en capas concéntricas similares a las cáscaras de cebolla. (Ver Articulo: Nubes)
El aire ambiente más seco de la troposfera media, en altitudes entre 4 y 8 km, interactúa con la precipitación que está presente en la periferia de esta masa de nubes. Esto produce una evaporación parcial de las gotas descendentes, que enfrían y aumentan el aire circundante, formando descensos insaturados, es decir, corrientes de aire descendentes frías y pesadas.
Al llegar al suelo, estas corrientes se propagan horizontalmente creando vientos llamados corrientes de densidad. Estos pueden causar ráfagas fuertes y repentinas, que son signos de advertencia de la tormenta, a su vez, estas masas de aire frío y pesado pueden elevar el aire inicialmente presente para formar nuevos ascensores.
Así es como una tormenta eléctrica se propaga, causando nuevos ascensos de aguas, abajo de las corrientes de densidad. Cuando la intensidad y la dirección del viento ambiental varía suficientemente con la altitud, el tráfico de tormentas puede adquirir una característica marcada de remolinos, lo que lleva a la producción de tornados
Condiciones Propicias Para Las Tormentas
Una vez que se comprende el funcionamiento de la tormenta, podemos deducir las condiciones propicias para su desarrollo. En las capas inferiores, los procesos que contribuyen al levantamiento de las parcelas de aire, como la turbulencia, las ráfagas de viento en las corrientes de densidad o las brisas marinas y las montañas, son propicias para el inicio de tormentas eléctricas.
Una vez que se levanta una parcela de aire, aún es necesario que la atmósfera sea lo suficientemente inestable para que pueda continuar aumentando. Esta inestabilidad se debe al hecho de que la parcela de aire ascendente es más cálida y, por lo tanto, menos densa que su entorno.
Concretamente, la atmósfera es tanto más inestable como el aire ubicado cerca de la superficie del suelo que se calienta, en particular por la luz solar. Por eso, en los continentes, los días soleados del verano son favorables al desarrollo de las tormentas. Por otro lado, para que el aire ascendente forme una nube, debe contener suficiente humedad.
Tormenta Eléctrica y Truenos
La firma luminosa más conocida de una tormenta eléctrica es el relámpago. Es el resultado de la ionización del aire en un escenario que puede resumirse como sigue. Las colisiones entre diferentes partículas de hielo están acompañadas por intercambios de cargas eléctricas cuya polaridad depende de la temperatura. Si esto es menos de -15 ° C, la partícula más pequeña (un cristal de hielo) tiene una carga positiva, mientras que la más grande (agregado helado o gránulos de hielo) tiene una carga negativa.
Si la temperatura es superior a -15 ° C, la polaridad se invierte: el cristal pequeño tiene una carga negativa, por lo que la partícula grande tiene una carga positiva. A medida que los pequeños cristales son transportados hacia arriba por las corrientes ascendentes, mientras que los más grandes caen hacia la superficie, aparece progresivamente una sedimentación de las cargas.
La estructura eléctrica general que resulta es esencialmente bipolar, con una carga negativa en la parte central de la tormenta donde la temperatura está entre -15 y -40 ° C, y una carga positiva en la cumbre donde la temperatura está por debajo de -40 ° C. La estructura también puede ser tripolar, con una carga positiva secundaria a la base de la nube donde la temperatura es superior a -15 ° C.
La separación gradual de las cargas eléctricas produce en la nube un campo eléctrico de intensidad creciente, hasta valores superiores a 100 kilovoltios por metro (100 kV / m). El campo eléctrico no penetra casi en el agua, pasa por alto los hidrometeoros presentes en el aire (gotas de agua líquida o partículas de hielo) y se refuerza cerca de ellos, un poco como un obstáculo en un carril como una acumulación de vehículos.
Cuando la intensidad del campo eléctrico supera algunos cientos de kV / m, el aire se vuelve localmente conductor y pequeñas chispas que transportan cargas eléctricas se desarrollan espontáneamente desde los extremos de los hidrometeoros. Este es el efecto Corona o efecto pico, que también se manifiesta por los fuegos de San Elmo, pequeñas descargas eléctricas que aparecen en los extremos de los mástiles de barcos o alas de aviones en tiempo tormentoso.
Estas pequeñas chispas se agrupan en precursores, de unos pocos metros de largo, que se desarrollan en la nube en saltos de cien metros, atravesados en unos pocos microsegundos. Al progresar esporádicamente, trazan la forma característica del rayo con múltiples ramas.
Cuando los precursores que transportan cargas de polaridades opuestas se encuentran, la neutralización repentina resultante produce una potente corriente eléctrica que fluye a través del canal ionizado y la lleva a temperaturas superiores a los 10,000 ° C. (Ver Articulo: Elementos del Clima)
El canal luego se ilumina con una luz muy brillante y también emite una poderosa radiación en la banda de las ondas de radio. Este fuerte calentamiento hace que el aire se expanda más rápidamente que la velocidad del sonido, creando una onda de choque.Como el estallido de un avión que cruza la pared del sonido.
Esta energía se propaga como una onda de sonido, es un trueno . Dado que la velocidad del sonido a 340 m / s es aproximadamente un millón de veces más lenta que la de la luz, la diferencia entre la observación visual de un relámpago y la audición de un trueno permite estimar la distancia D con D (km) ≈ T (s) / 3.
Algunos precursores suficientemente energéticos continúan su propagación brusca fuera de la nube, provocando en su extremo frontal un aumento del campo eléctrico por efecto pico. En la superficie, el campo reforzado puede inducir el mismo tipo de chispas y precursores que se desarrollan hacia arriba a partir de varias estructuras de picos (copas de árboles o edificios, picos de montañas, incluso sombrillas, palos de golf o piolets).
Cuando el precursor de la nube se encuentra con un precursor que se eleva desde la superficie, la neutralización de la carga eléctrica tormentosa en el suelo provoca un destello de nube a tierra, como los que a menudo se ven en la punta de la Torre Eiffel o en las cruces colocadas en las cimas de las altas montañas.
La neutralización de las cargas eléctricas, dentro de la nube o entre la nube y la Tierra, rara vez se completa. Las nuevas neutralizaciones se pueden repetir hasta diez veces seguidas dentro del canal ionizado que se ha formado. Estos son los arcos a cambio cuya duración total es menor que la segunda, y que uno puede identificar visualmente por la naturaleza palpitante de muchos esclaves.
Un flash puede representarse como un canal de conducción de cien metros a diez kilómetros, de unos pocos milímetros de ancho. La diferencia de potencial entre sus extremidades es de unas pocas decenas de millones de voltios, y la intensidad de la corriente eléctrica que circula allí excede los mil amperios.
La potencia liberada en un instante es en promedio de 10 a 100 billones de vatios (Gigawatts – GW), más que la producida por un reactor nuclear. Pero la corta duración de los rellenos sanitarios (unas décimas de segundo) y la naturaleza esporádica de los rayos, tanto en el espacio como en el tiempo, hacen ilusorio el sueño de resolver nuestros problemas energéticos mediante la producción eléctrica de tormentas.
La tormenta eléctrica también genera fenómenos luminosos menos conocidos, impresionantes pero efímeros. Ocurren por encima de las nubes y, por lo tanto, son difíciles de ver desde el suelo. Estos fenómenos luminosos transitorios, que aparecen en la estratosfera y la mesosfera, entre 20 y 100 km de altitud, solo se han estudiado realmente durante unos veinte años, aunque se han observado más observaciones.
Pilotos de aviones y astronautas hacen mención de ello. Respondiendo a los nombres poéticos de elfos, silfos , duendes o chorros azules., con hermosos colores rojo-naranja, azul-verde o índigo y formas en disco, halo, medusa o rayo, que resultan de la ionización de la atmósfera superior muy tenue por descargas positivas que emanan de la parte superior de cierta Tormentas eléctricas potentes, y se propagan hacia arriba de una manera cada vez más difusa.
La futura misión espacial Taranis del CNES, cuyo lanzamiento está actualmente previsto para 2018, tendrá como objetivo observar detalladamente, bajo varias longitudes de onda, estos fenómenos luminosos que aún se comprenden de manera imperfecta.
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Tormenta Eléctrica Dispersa
La tormenta es un evento de clima severo. Se caracteriza por fuertes vientos, a menudo acompañados de precipitaciones intensas. La tormenta se distribuye en un área de varios cientos de kilómetros de diámetro.
No hay características específicas para definir la tormenta en la tierra. En el mar, sin embargo, es una tormenta cuando los vientos promedio exceden los 90 km / h, incluso si no se mezclan sistemáticamente con la lluvia. Tenga en cuenta que los vientos a veces pueden traer partículas, dando lugar a tormentas de arena o nieve.
Hay dos tipos de tormentas:
- depresiones de latitudes medias, llamadas ciclones extratropicales
- ciclones tropicales.
Los ciclones extratropicales suelen nacer sobre los océanos , como resultado del aire caliente en el borde del océano y el aire más frío en la tierra, lo que lleva a una circulación en sentido contrario a las agujas del reloj. nivel del hemisferio norte, y el reverso en el hemisferio sur. Los movimientos en altitud favorecen la condensación del agua y la formación de importantes precipitaciones. La formación de un fuerte gradiente de presión atmosférica genera vientos, a veces causando daños importantes.
A nivel tropical, los huracanes, también conocidos como tifones, se forman en los océanos cálidos de las regiones intertropicales. Debido a la importancia de la condensación y la liberación de calor, las tormentas tropicales generan condiciones climáticas muy violentas, con vientos devastadores y, a veces, incluso tornados, así como aguaceros torrenciales que favorecen las inundaciones y los deslaves.
En el Mar
La marea de tormenta provoca una afluencia de agua marina, una elevación del nivel del mar que inunda todo a su paso, destruye todo en la costa. Proviene de los fuertes vientos que soplan en la superficie del mar alrededor del núcleo ciclónico, y tienden a crear una corriente muy fuerte por fricción, normalmente compensada en profundidad, más allá de 50 a 60 m. Fondo, por una contracorriente de sentido contrario.
Cuando el ciclón llega a la plataforma continental o cerca de la tierra, esta contracorriente ya no existe, solo la corriente de superficie permanece fuertemente establecida. Por lo tanto, hay un empuje mecánico natural del agua de la superficie y su acumulación hacia las orillas, tanto más importante como la plataforma continental está marcada. No descuides tampoco
La “oleada” es máxima en la parte donde se conjugan todos los efectos, es decir, para los ciclones habituales de nuestras regiones que se mueven hacia el oeste, en la zona noreste del ojo. Algunos llaman a esto “pico” la ola tormenta, que dura unas pocas decenas de minutos más a menudo, dos horas como máximo.
En áreas donde hay una gran plataforma continental, es decir, donde el mar es poco profundo a kilómetros de la costa, los ciclones intensos pueden causar una marejada ciclónica de 5, 6 o incluso 7 metros. Y las víctimas son contadas por miles.
Este fue el caso en China en 1881, en Bangladesh en 1970, cuando tifones o ciclones mataron a más de 300,000 personas sorprendidas por la oleada de agua del océano, sus casas devastadas y arrasadas. En el delta del Mississippi en los Estados Unidos, CAMILLE, en 1969, permanece grabado en los recuerdos, y el agua se elevó abruptamente en casi 8 metros.
En nuestras islas de las Antillas Menores , afortunadamente el fondo del mar rápidamente importante, la marea de huracanes es baja, apenas superior a 2 a 3 metros en huracán intenso pasa, excepto en zonas de lagunas y ” callejones sin salida “marinos más expuestos. Así, el ciclón de 1928 en Guadalupe ha generado un aumento en el agua estimado entre 3 y 4 metros en los islotes de la bahía de Point-Pitre. (Ver Articulo: Tsunami)
En cuanto a las olas , pueden ser monstruosas, a veces sobrepasar los 15 a 20 metros alrededor de huracanes intensos. Y este oleaje generado por los ciclones suele ser muy energético y causa enormes rollos en las costas expuestas hasta una distancia significativa del sistema.
En 1995, LUIS tuvo repercusiones en el estado del mar hasta Martinica, mientras que pasó más de 300 km al norte, el oleaje proveniente del noroeste o del oeste se sintió fuertemente en todo la costa caribeña. Y que hay de lenny en 1999, la inusual trayectoria de oeste a este en el Mar Caribe, que lastimó todas las orillas generalmente protegidas, expuesta al oeste! ¡Todas las islas de las Indias Occidentales, a las Granadinas, sufrieron particularmente, mientras que el ciclón pasó significativamente más al norte!
¿Qué Hacer Durante una Tormenta Eléctrica?
Hay alrededor de 32 millones de rayos cada año en la Tierra. En promedio, el número de relámpagos belgas solo se eleva a unas treinta víctimas por año. Sin embargo, desde la primavera pasada, la incidencia de tormenta(s) eléctrica(s) ha asustado a todos los barómetros belgas. Aquí hay algunos consejos fáciles de seguir, tanto dentro como fuera de la casa, cuando el trueno ruge. Para evitar ser golpeado.
La Regla de los Diez Segundos
El IRM (Real Instituto de Meteorología) explica que si cuenta menos de diez segundos entre los rayos y los truenos, significa que la tormenta está cerca y que tiene que encontrar un lugar para refugiarse. Por otro lado, si el lapso de tiempo entre un rayo y el trueno es inferior a tres segundos, es necesario refugiarse inmediatamente.
Afuera, ¿Dónde Debería Refugiarse?
- En un edificio en construcción dura
- En un automóvil cuyo cuerpo, pero también el techo, es de metal (no un convertible). Un automóvil funciona como una jaula de Faraday (ya sea estacionario o rodante, ¡pero con puertas y ventanas cerradas!);
- Si está en medio de la naturaleza, no corra, no se pare ni se acueste en el suelo. Agáchese sobre los dedos de los pies, los brazos sobre las rodillas, la cabeza lo más baja posible, las manos sobre las orejas y los pies juntos.
No Hacer
- Busque refugio en lugares abiertos y sin obstrucciones (un campo deportivo, un campo, un claro, etc.), en un cobertizo de jardín, una cabaña construida en un árbol, debajo de una veranda, en un bosque, en una parada de autobús, debajo de un árbol aislado, en un bote, debajo de una tienda de campaña;
- Para estar cerca de un estanque, un punto de agua, una piscina, la playa;
- Conductores eléctricos que escapan: grúa, antena eléctrica, farola, linterna, cerca de malla de alambre, línea eléctrica, bicicleta, etc
- Sube a la cima de una montaña, una colina o un mástil;
- Abrir el paraguas es un reflejo … peligroso. Los marcos de metal atraen rayos.
Mejor Estar solo que en Grupo
- Corremos el riesgo de ser golpeados cuando estamos en un grupo. Es mejor separarse, buscar refugio y agacharse de manera dispersa con al menos dos o tres metros de distancia. El rayo de una persona puede propagarse a otros por un rayo lateral.
En el Interior, El Rayo Nos Espera
- Envolvamos nuestros cuellos con una idea aceptada de que, en caso de una tormenta, ¡no arriesgarás nada dentro de tu casa! Algunas precauciones son necesarias: cierre las puertas y ventanas, retire de los tomacorrientes todos los enchufes de los aparatos eléctricos;
- No te bañes! Evite estar cerca de tuberías de gas u objetos metálicos (grifo) o cerca de una chimenea o un fuego abierto. No llame desde un teléfono fijo.
- Desconecte los dispositivos de suministro de energía (microondas, computadora, lavadora) o apáguelos (especialmente el televisor).
Más Fuerte del Mundo
Una cuarta parte de los hogares se quedaron sin electricidad en abril del año 2018 en Auckland, después del paso de la noche de una tormenta violenta con vientos que soplaron más de 200 km / h. Los árboles y los techos fueron derribados, y los servicios de emergencia en la primera ciudad de Nueva Zelanda, poblada por 1,5 millones de personas, fueron “inundados” de llamadas.
El Aeropuerto Internacional de Auckland se cerró temporalmente debido a las ráfagas, y Air New Zealand lamentó “importantes” interrupciones en sus vuelos. La oficina meteorológica de Metservice reportó ráfagas de hasta 213 km / h.
El alcalde de Auckland, Phil Goff, dijo que a la altura de la tormenta, 200,000 hogares habían sido aislados de la electricidad, una cifra sin precedentes en la ciudad. “Alrededor de una cuarta parte de las casas en el área de Auckland, o 120,000 casas, todavía están sin electricidad”, dijo. Philip Duncan, predictor de weatherwatch.com.nz, dijo que se esperaba un vendaval, pero que se había subestimado su gravedad. Se espera que el mal tiempo continúe hasta el viernes en el área de Auckland.
Madrid
La tormenta Bruno diciembre del 2017, causó la muerte de dos personas en España el miércoles 27 de diciembre, informaron los servicios de emergencia locales. Una buena parte del país todavía está en alerta, plagada de fuertes ráfagas de viento causadas por la tormenta.
Debido a la fuerza del viento , un hombre murió después de caer desde el balcón de su casa en la localidad costera catalana de Segur de Calafel.
En la isla mediterránea de Mallorca, un hombre de 47 años se ahogó mientras practicaba windsurf. El área en la que se encontraba estaba en alerta naranja, dijo el servicio de rescate de las Islas Baleares. Según la prensa local, el hombre no logró llegar a la costa debido al fuerte oleaje.
Emergencias catalanas recibieron más de 1.000 llamadas. El miércoles, once provincias del norte y este de España estaban en alerta máxima, según los servicios meteorológicos. En estas zonas se registraron vientos de hasta 120 km / hy olas de diez metros.
Estos fuertes vientos causaron varias caídas de mobiliario urbano, señales de tráfico, adornos navideños y ramas de árboles. El servicio de emergencia de Cataluña ha recibido más de mil llamadas en relación con la tormenta, principalmente en las provincias costeras de Barcelona y Tarragona.
