¿Qué provoca las precipitaciones?

Dos extremos del planeta

Arica, en el norte de Chile, recibe de media menos de un milímetro de precipitación al año. Mawsynram, en el estado indio de Meghalaya, recibe cerca de 11.900 mm, uno de los valores más altos registrados en el mundo. Un milímetro de precipitación equivale a un litro de agua por metro cuadrado, de modo que la diferencia entre ambos lugares es de más de diez mil veces.

Detrás de esa diferencia hay los mismos procesos físicos, que en un caso se dan casi todo el año y en el otro apenas se producen. Para entenderlos hay que ver primero qué es la precipitación, cómo se forma una nube y qué hace falta para que esa nube descargue.

Qué es la precipitación

La precipitación es cualquier forma de agua, líquida o sólida, que cae de la atmósfera y llega a la superficie. No toda el agua de una nube precipita, y no toda la que cae llega al suelo, porque parte se evapora durante el descenso.

Cómo se forma una nube

Todo empieza con el ascenso del aire. Al subir, el aire encuentra una presión menor, se expande y, al expandirse, se enfría sin necesidad de ceder calor a su entorno. Es lo que se conoce como enfriamiento adiabático. El aire no saturado se enfría unos 9,8 °C por cada kilómetro de ascenso.

A medida que se enfría, la cantidad de vapor que admite el aire disminuye, hasta que llega un punto en el que se satura. A partir de ahí, el vapor empieza a condensarse. Pero el vapor no se condensa fácilmente por sí solo. Necesita una superficie sobre la que hacerlo, y la encuentra en los aerosoles, partículas microscópicas de sal marina, polvo, sulfatos o restos de combustión. Son los núcleos de condensación, y miden en torno a una décima de micra.

Así se forman las gotas de nube, que tienen un diámetro de unas 10 a 20 micras. Son tan pequeñas que las corrientes de aire las mantienen suspendidas, y si caen se evaporan antes de llegar al suelo. Una gota de lluvia típica mide unos 2 milímetros, de modo que contiene el agua de alrededor de un millón de gotas de nube. La pregunta clave es cómo se produce ese crecimiento.

De la gota de nube a la gota de lluvia

Existen dos mecanismos principales.

En las nubes cálidas, cuya temperatura está por encima de 0 °C, las gotas crecen por colisión y coalescencia. Las gotas de distinto tamaño caen a velocidades diferentes, chocan entre sí y se fusionan. Las más grandes caen más rápido, barren a las pequeñas y crecen cada vez más deprisa. Es el mecanismo dominante en muchas lluvias tropicales.

En las nubes frías, que en latitudes medias son la mayoría, conviven gotas de agua subfundida, líquidas por debajo de 0 °C, y cristales de hielo. Como la presión de vapor de saturación es menor sobre el hielo que sobre el agua líquida, el vapor se deposita sobre los cristales, que crecen a costa de las gotas. Es el proceso de Bergeron-Findeisen. Los cristales acaban cayendo como nieve y, si atraviesan una capa de aire por encima de 0 °C, se funden y llegan al suelo como lluvia. Buena parte de la lluvia de latitudes medias empieza, por tanto, como nieve dentro de la nube.

Qué obliga al aire a ascender

Como sin ascenso no hay nube, la precipitación se clasifica según el mecanismo que eleva el aire.

Precipitación convectiva. El sol calienta el suelo y el aire en contacto con él, que se vuelve menos denso que el de su alrededor y asciende. Si es lo bastante húmedo, forma cúmulos que pueden desarrollarse hasta cumulonimbos. Da lugar a chubascos intensos, localizados y breves, a veces con granizo y tormenta. Es típica de las tardes de verano y de las regiones ecuatoriales.

Precipitación frontal. Se produce cuando se encuentran dos masas de aire de temperatura y densidad distintas. El aire frío, más denso, queda por debajo y el cálido se ve forzado a subir sobre él. En un frente frío, el aire frío empuja al cálido y lo eleva de forma brusca, con precipitaciones intensas y cortas. En un frente cálido, el aire cálido asciende lentamente sobre el frío y produce lluvias más débiles, extensas y persistentes. Es la precipitación más habitual en las borrascas de latitudes medias.

Precipitación orográfica. El viento choca contra una cordillera y el aire se ve obligado a remontarla. En la ladera de barlovento, la que recibe el viento, se enfría, se satura y descarga. Al descender por la ladera de sotavento, el aire ya ha perdido buena parte de su humedad y se calienta, de modo que llueve mucho menos. Esa zona seca se llama sombra pluviométrica.

Los dos extremos del principio se explican así. En Mawsynram, los vientos del monzón llegan cargados de humedad desde el golfo de Bengala y chocan de frente con las colinas Khasi, lo que produce una precipitación orográfica casi continua durante meses. En Arica, en cambio, coinciden el anticiclón del Pacífico Sur, que hace descender el aire e impide su ascenso, la corriente fría de Humboldt, que enfría el aire en superficie y lo estabiliza, y la cordillera de los Andes, que bloquea la humedad procedente del Amazonas.

Factores que influyen en la cantidad de precipitación

Además del mecanismo de ascenso, la cantidad e intensidad de la precipitación dependen de varios factores:

• La humedad disponible, es decir, la cantidad de vapor que transporta el aire.
• La temperatura. El aire cálido puede contener más vapor, alrededor de un 7 % más por cada grado, de modo que los episodios de precipitación pueden ser más intensos en un clima más cálido.
• La estabilidad atmosférica. Un aire inestable favorece el ascenso y el desarrollo vertical de las nubes, mientras que un aire estable lo frena.
• El relieve, que fuerza el ascenso y crea contrastes muy marcados a pocos kilómetros de distancia.
• Los sistemas de circulación, como las borrascas, los anticiclones, los monzones o la zona de convergencia intertropical, que determinan dónde y cuándo se dan las condiciones anteriores.