Lluvia
Definición
La principal causa de la producción de lluvia es la humedad que se mueve a lo largo de las zonas tridimensionales de temperatura y contrastes de humedad conocidos como frentes meteorológicos. Si hay suficiente humedad y movimiento ascendente, la precipitación cae desde las nubes convectivas (aquellas con un fuerte movimiento vertical ascendente) como los cumulonimbus (nubes de trueno) que pueden organizarse en estrechas bandas de lluvia. En áreas montañosas, es posible que ocurra una fuerte precipitación donde el flujo ascendente se maximiza dentro de los lados de barlovento del terreno a la elevación, lo que obliga a que el aire húmedo se condense y caiga como lluvia a los lados de las montañas. En el lado de sotavento de las montañas, los climas desérticos pueden existir debido al aire seco causado por el flujo descendente que provoca el calentamiento y el secado de la masa de aire. El movimiento del canal del monzón, o zona de convergencia intertropical, trae temporadas de lluvia a los climas de sabana.La lluvia es agua líquida en forma de gotitas que se han condensado del vapor de agua atmosférico y luego se vuelve lo suficientemente pesada para caer bajo la gravedad. La lluvia es un componente principal del ciclo del agua y es responsable de depositar la mayor parte del agua dulce en la Tierra. Proporciona las condiciones adecuadas para muchos tipos de ecosistemas, así como el agua para las centrales hidroeléctricas y el riego de cultivos.
El efecto de isla de calor urbano provoca un aumento de las precipitaciones, tanto en cantidad como en intensidad, a sotavento de las ciudades. El calentamiento global también está causando cambios en el patrón de precipitación a nivel mundial, incluidas las condiciones más húmedas en el este de América del Norte y las condiciones más secas en los trópicos. La Antártida es el continente más seco. La precipitación anual promedio global sobre la tierra es de 715 mm (28.1 in), pero en toda la Tierra es mucho más alta a 990 mm (39 in). Los sistemas de clasificación climática, como el sistema de clasificación de Köppen, utilizan la precipitación media anual para ayudar a diferenciar entre diferentes regímenes climáticos. La lluvia se mide con pluviómetros. Las cantidades de lluvia pueden ser estimadas por radar meteorológico.
También se sabe o se sospecha que hay lluvia en otros planetas, donde puede estar compuesta de metano, neón, ácido sulfúrico o incluso hierro en lugar de agua.
Formación
Aire saturado de agua
El aire contiene vapor de agua y la cantidad de agua en una masa dada de aire seco, conocida como proporción de mezcla, se mide en gramos de agua por kilogramo de aire seco (g / kg). La cantidad de humedad en el aire también se informa comúnmente como humedad relativa; que es el porcentaje del vapor de agua total que el aire puede contener a una temperatura de aire particular. La cantidad de vapor de agua que una parcela de aire puede contener antes de saturarse (100% de humedad relativa) y formarse en una nube (un grupo de pequeñas partículas de agua y hielo suspendidas sobre la superficie de la Tierra) depende de su temperatura. El aire más caliente puede contener más vapor de agua que el aire más frío antes de saturarse. Por lo tanto, una forma de saturar un paquete de aire es enfriarlo. El punto de rocío es la temperatura a la cual un paquete debe enfriarse para saturarse.
Existen cuatro mecanismos principales para enfriar el aire a su punto de rocío: enfriamiento adiabático, enfriamiento conductivo, enfriamiento por radiación y enfriamiento por evaporación. El enfriamiento adiabático ocurre cuando el aire se eleva y se expande. El aire puede subir debido a convección, movimientos atmosféricos a gran escala o una barrera física como una montaña (elevación orográfica). El enfriamiento conductivo ocurre cuando el aire entra en contacto con una superficie más fría, generalmente al ser soplado de una superficie a otra, por ejemplo desde una superficie de agua líquida a tierra más fría. El enfriamiento radiacional ocurre debido a la emisión de radiación infrarroja, ya sea por el aire o por la superficie debajo. El enfriamiento evaporativo ocurre cuando la humedad se agrega al aire por evaporación, lo que obliga a que la temperatura del aire se enfríe a su temperatura de bulbo húmedo o hasta que alcance la saturación.
Las principales formas en que se agrega vapor de agua al aire son: convergencia del viento en áreas de movimiento ascendente, precipitación o virga cayendo desde arriba, calentamiento diurno que evapora el agua de la superficie de los océanos, cuerpos de agua o tierra húmeda, transpiración de las plantas, frío o seco el aire se mueve sobre aguas más cálidas y levanta el aire sobre las montañas. El vapor de agua normalmente comienza a condensarse en núcleos de condensación como polvo, hielo y sal para formar nubes. Las partes elevadas de los frentes meteorológicos (que son de naturaleza tridimensional) fuerzan amplias áreas de movimiento ascendente dentro de la atmósfera de la Tierra que forman cubiertas de nubes como altoestratos o cirrostratos. Estrato es una cubierta nubosa estable que tiende a formarse cuando un aire frío y estable la masa queda atrapada debajo de una masa de aire caliente. También se puede formar debido a la elevación de la niebla de advección en condiciones ventosas.
Coalescencia y fragmentación
La coalescencia ocurre cuando las gotas de agua se fusionan para crear gotas de agua más grandes. La resistencia del aire generalmente hace que las gotas de agua en una nube permanezcan estacionarias. Cuando se produce la turbulencia del aire, las gotas de agua chocan, produciendo gotas más grandes.
A medida que estas gotas de agua más grandes descienden, la coalescencia continúa, de modo que las gotas se vuelven lo suficientemente pesadas como para superar la resistencia al aire y caer como lluvia. La coalescencia generalmente ocurre con mayor frecuencia en las nubes por encima del punto de congelación, y también se conoce como el proceso de lluvia cálida. En las nubes bajo cero, cuando los cristales de hielo ganan suficiente masa, comienzan a caer. Esto generalmente requiere más masa que la coalescencia cuando ocurre entre el cristal y las gotas de agua vecinas. Este proceso depende de la temperatura, ya que las gotas de agua superenfriadas solo existen en una nube que está por debajo del punto de congelación. Además, debido a la gran diferencia de temperatura entre la nube y el nivel del suelo, estos cristales de hielo pueden derretirse a medida que caen y se convierten en lluvia.
Las gotas de lluvia tienen tamaños que van desde 0.1 a 9 mm (0.0039 a 0.3543 in) de diámetro medio, por encima de los cuales tienden a romperse. Las gotas más pequeñas se llaman gotas de nubes y su forma es esférica. A medida que la gota de lluvia aumenta de tamaño, su forma se vuelve más achatada, con su sección transversal más grande frente al flujo de aire que se aproxima. Grandes gotas de lluvia se aplastan cada vez más en el fondo, como bollos de hamburguesas; los muy grandes tienen forma de paracaídas. Contrariamente a la creencia popular, su forma no se parece a una lágrima. Las mayores gotas de lluvia en la Tierra se registraron en Braziland, las Islas Marshall en 2004, algunas de ellas tan grandes como 10 mm (0.39 in). El gran tamaño se explica por la condensación en grandes partículas de humo o por colisiones entre gotas en regiones pequeñas con un contenido particularmente alto de agua líquida.
Las gotas de lluvia asociadas con el granizo de fusión tienden a ser más grandes que otras gotas de lluvia.
La intensidad y la duración de la lluvia suelen estar inversamente relacionadas, es decir, es probable que las tormentas de alta intensidad sean de corta duración y las de baja intensidad puedan tener una duración prolongada.
Distribución del tamaño de la gota
La distribución final del tamaño de gota es una distribución exponencial. La cantidad de gotas con diámetro entre y por unidad de volumen de espacio es . Esto se conoce comúnmente como la ley Marshall-Palmer después de los investigadores que la caracterizaron por primera vez. Los parámetros son algo dependientes de la temperatura, y la pendiente también se escala con la tasa de lluvia (d en centímetros y R en milímetros por hora).
Las desviaciones pueden ocurrir por pequeñas gotas y durante diferentes condiciones de lluvia. La distribución tiende a ajustarse a la precipitación promedio, mientras que los espectros de tamaño instantáneo a menudo se desvían y se han modelado como distribuciones gamma. La distribución tiene un límite superior debido a la fragmentación de gotas.
Impactos de gota de lluvia
Las gotas de lluvia impactan a su velocidad terminal, que es mayor para las gotas más grandes debido a su mayor relación masa / fricción. Al nivel del mar y sin viento, la llovizna de 0.5 mm (0.020 in) impacta a 2 m / s (6.6 pies / s) o 7.2 km / h (4.5 mph), mientras que las grandes gotas de 5 mm (0.20 in) impactan alrededor de 9 m / s (30 pies / s) o 32 km / h (20 mph).
La lluvia que cae sobre un material suelto, como la ceniza recién caída, puede producir hoyuelos que pueden fosilizarse. La dependencia de la densidad del aire del diámetro máximo de la gota de lluvia junto con las huellas de gotas de lluvia fósiles se ha utilizado para restringir la densidad del aire hace 2.700 millones de años.
El sonido de las gotas de lluvia golpeando el agua es causado por burbujas de aire que oscilan bajo el agua.
El código METAR para lluvia es RA, mientras que la codificación para lluvias es SHRA.
Virga
En ciertas condiciones, la precipitación puede caer desde una nube pero luego evaporarse o sublimarse antes de llegar al suelo. Esto se denomina virga y se ve con más frecuencia en climas cálidos y secos.
Causas
Actividad frontal
Stratiform (un escudo amplio de precipitación con una intensidad relativamente similar) y precipitación dinámica (precipitación convectiva que es de naturaleza lluviosa con grandes cambios de intensidad en distancias cortas) ocurre como consecuencia del lento ascenso del aire en sistemas sinópticos (del orden de cm / s), como cerca de los frentes fríos y cerca y hacia los frentes cálidos de la superficie. Se observa un ascenso similar alrededor de los ciclones tropicales fuera de la pared del ojo y en los patrones de precipitación de las cabezas de comas alrededor de los ciclones de latitudes medias. Se puede encontrar una gran variedad de climas a lo largo de un frente ocluido, con tormentas eléctricas posibles, pero generalmente su paso se asocia con un secado de la masa de aire. Los frentes ocluidos generalmente se forman alrededor de áreas maduras de baja presión. Lo que separa las precipitaciones de otros tipos de precipitaciones, como pellets de hielo y nieve, es la presencia de una gruesa capa de aire en lo alto que está por encima del punto de fusión del agua, que funde bien la precipitación congelada antes de que llegue al suelo. Si hay una capa poco profunda cerca de la superficie que está debajo del punto de congelación, se producirá una lluvia helada (lluvia que se congela al contacto con superficies en ambientes bajo cero). El granizo se convierte en una ocurrencia cada vez más infrecuente cuando el nivel de congelación dentro de la atmósfera excede los 3,400 m (11,000 pies) sobre el nivel del suelo.
Convección
La lluvia convectiva, o precipitación lluviosa, se produce a partir de nubes convectivas (por ejemplo, cumulonimbus o cumulus congestus). Cae como lluvias con una intensidad que cambia rápidamente. La precipitación convectiva cae sobre un área determinada durante un tiempo relativamente corto, ya que las nubes convectivas tienen una extensión horizontal limitada. La mayoría de las precipitaciones en los trópicos parece ser convectiva; sin embargo, se ha sugerido que también ocurre precipitación estratiforme. La grava y el granizo indican convección. En latitudes medias, la precipitación convectiva es intermitente y a menudo se asocia con límites baroclínicos como frentes fríos, líneas de turbonada y frentes cálidos.
Efectos orográficos
La precipitación orográfica ocurre en el lado de barlovento de las montañas y es causada por el movimiento ascendente del aire de un flujo a gran escala de aire húmedo a través de la cresta de la montaña, lo que resulta en enfriamiento y condensación adiabática. En las partes montañosas del mundo sometidas a vientos relativamente constantes (por ejemplo, los vientos alisios), generalmente prevalece un clima más húmedo en el lado de barlovento de una montaña que en el lado de sotavento o de sotavento. La humedad se elimina por elevación orográfica, dejando un aire más seco (ver viento katabático) en el lado de sotavento descendente y generalmente cálido, donde se observa una sombra de lluvia.
En Hawai, el Monte Wai'ale'ale, en la isla de Kauai, es notable por sus precipitaciones extremas, ya que tiene la segunda lluvia promedio anual más alta en la Tierra, con 12,000 mm (460 in). Los sistemas conocidos como tormentas Kona afectan el estado con fuertes lluvias entre octubre y abril. Los climas locales varían considerablemente en cada isla debido a su topografía, divisible en las regiones de barlovento ( Ko ' olau ) y sotavento ( Kona ) basadas en la ubicación relativa a las montañas más altas. Los lados de barlovento se enfrentan a los vientos alisios del este al noreste y reciben mucha más lluvia; los lados de sotavento son más secos y soleados, con menos lluvia y menos nubes.
En América del Sur, la cordillera de los Andes bloquea la humedad del Pacífico que llega a ese continente, lo que resulta en un clima desértico a sotavento en el oeste de Argentina. La cordillera de Sierra Nevada crea el mismo efecto en América del Norte formando los Desiertos de la Gran Cuenca y Mojave.
Dentro de los trópicos
La estación húmeda o lluviosa es la época del año, que cubre uno o más meses, cuando cae la mayor parte de la precipitación anual promedio en una región. El término temporada verde también se usa a veces como un eufemismo por las autoridades turísticas. Las áreas con temporadas húmedas están dispersas en porciones de los trópicos y subtrópicos. Los climas de la sabana y las áreas con regímenes monzónicos tienen veranos húmedos e inviernos secos. Los bosques pluviales tropicales técnicamente no tienen estaciones secas o húmedas, ya que sus precipitaciones se distribuyen por igual a lo largo del año. Algunas áreas con estaciones lluviosas pronunciadas verán una ruptura en las lluvias a mitad de temporada cuando la zona de convergencia intertropical o la depresión monzónica se muevan hacia el polo de su ubicación durante la mitad de la temporada cálida. Cuando la estación húmeda ocurre durante la estación cálida o el verano, la lluvia cae principalmente durante las últimas horas de la tarde y las primeras horas de la tarde. La estación húmeda es un momento en que la calidad del aire mejora, la calidad del agua dulce mejora y la vegetación crece significativamente.
Los ciclones tropicales, una fuente de lluvias muy fuertes, consisten en grandes masas de aire de varios cientos de millas de ancho con baja presión en el centro y con vientos hacia el centro, ya sea en el sentido de las agujas del reloj (hemisferio sur) o en el sentido contrario de las agujas del reloj (hemisferio norte). Aunque los ciclones pueden tener un enorme costo en vidas y propiedades personales, pueden ser factores importantes en los regímenes de precipitación de los lugares que impactan, ya que pueden traer precipitación muy necesaria a regiones que de otro modo serían secas. Las áreas en su camino pueden recibir un año de lluvia de un pasaje de ciclón tropical.
Influencia humana
La materia particulada fina producida por los gases de escape de los automóviles y otras fuentes de contaminación humana forma núcleos de condensación de nubes, conduce a la producción de nubes y aumenta la probabilidad de lluvia. Debido a que los pasajeros y el tráfico comercial causan contaminación a lo largo de la semana, la probabilidad de lluvia aumenta: alcanza su punto máximo el sábado, después de que se hayan acumulado cinco días de contaminación entre semana. En áreas densamente pobladas que se encuentran cerca de la costa, como el litoral este de los Estados Unidos, el efecto puede ser dramático: hay un 22% más de probabilidades de lluvia los sábados que los lunes. El efecto de isla de calor urbano calienta las ciudades de 0.6 a 5.6 ° C (1.1 a 10.1 ° F) por encima de los suburbios circundantes y las zonas rurales. Este calor extra conduce a un mayor movimiento hacia arriba, lo que puede inducir a la lluvia adicional y la actividad de tormentas eléctricas. Las tasas de lluvia a sotavento de las ciudades se incrementan entre 48% y 116%. En parte como resultado de este calentamiento, las precipitaciones mensuales son aproximadamente un 28% mayores entre 32 y 64 km (20 a 40 millas) a sotavento de las ciudades, en comparación con el viento en contra. Algunas ciudades inducen un aumento total de la precipitación del 51%.
El aumento de las temperaturas tiende a aumentar la evaporación, lo que puede provocar más precipitaciones. Las precipitaciones generalmente aumentaron en la tierra al norte de 30 ° N desde 1900 hasta 2005, pero ha disminuido en los trópicos desde la década de 1970. A nivel mundial, no ha habido una tendencia general estadísticamente significativa en las precipitaciones durante el siglo pasado, aunque las tendencias han variado ampliamente por región y en el tiempo. Las partes orientales de América del Norte y del Sur, el norte de Europa y el norte y centro de Asia se han vuelto más húmedas. El Sahel, el Mediterráneo, el sur de África y partes del sur de Asia se han vuelto más secos. Ha habido un aumento en el número de eventos de precipitación intensa en muchas áreas durante el siglo pasado, así como un aumento desde la década de 1970 en la prevalencia de las sequías, especialmente en los trópicos y subtrópicos. Los cambios en las precipitaciones y la evaporación en los océanos son sugeridos por la disminución de la salinidad de las aguas de latitudes medias y altas (lo que implica más precipitación), junto con una mayor salinidad en latitudes más bajas (lo que implica menos precipitación y / o más evaporación). En los Estados Unidos contiguos, la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio de 6.1 por ciento desde 1900, con los mayores incrementos dentro de la región climática del este norte central (11.6 por ciento por siglo) y del sur (11.1 por ciento). Hawai fue la única región en mostrar una disminución (-9.25 por ciento). la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio de 6.1 por ciento desde 1900, con los mayores incrementos dentro de la región climática del este norte central (11.6 por ciento por siglo) y del sur (11.1 por ciento). Hawaii fue la única región que mostró una disminución (-9.25 por ciento). la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio de 6.1 por ciento desde 1900, con los mayores incrementos dentro de la región climática del este norte central (11.6 por ciento por siglo) y del sur (11.1 por ciento). Hawaii fue la única región que mostró una disminución (-9.25 por ciento).
El análisis de 65 años de los registros de precipitaciones de los Estados Unidos de América muestra que los 48 estados más bajos tienen un aumento de fuertes aguaceros desde 1950. Los mayores aumentos se registran en el noreste y el medio oeste, que en la última década han visto un 31 y 16 por ciento más fuertes aguaceros en comparación con la década de 1950. Rhode Island es el estado con el mayor aumento, 104%. McAllen, Texas es la ciudad con el mayor aumento, 700%. Fuertes lluvias en el análisis son los días en que la precipitación total superó el 1 por ciento superior de todos los días de lluvia y nieve durante los años 1950-2014.
Los intentos más exitosos para influir en el clima incluyen la siembra de nubes, que incluye técnicas utilizadas para aumentar la precipitación invernal sobre las montañas y suprimir el granizo.
Características
Patrones
Las bandas de lluvia son áreas de nubes y precipitación que son significativamente alargadas. Las bandas de lluvia pueden ser estratiformes o convectivas, y se generan por diferencias de temperatura. Cuando se observa en las imágenes de radar meteorológico, este alargamiento de precipitación se denomina estructura de bandas. Las bandas de lluvia antes de frentes ocluidos calientes y frentes cálidos se asocian con un movimiento ascendente débil, y tienden a ser de naturaleza amplia y estratiforme.
Las bandas de lluvia engendradas cerca y delante de los frentes fríos pueden ser líneas de turbonada que pueden producir tornados. Las bandas de lluvia asociadas con los frentes fríos se pueden deformar mediante barreras de montaña perpendiculares a la orientación del frente debido a la formación de un chorro de barrera de bajo nivel. Se pueden formar bandas de tormentas con la brisa del mar y los límites de la brisa terrestre, si hay suficiente humedad. Si las bandas de lluvia de la brisa marina se activan lo suficiente justo antes de un frente frío, pueden enmascarar la ubicación del frente frío en sí.
Una vez que un ocluye ciclón, un tr ough o f w aire brazo alA menudo, o "trowal" para abreviar, será causada por fuertes vientos del sur en su periferia oriental que giran en altura alrededor de su noreste, y en última instancia noroeste, periferia (también conocida como la cinta transportadora caliente), forzando un canal de superficie para continuar en el frío sector en una curva similar al frente ocluido. El trowal crea la porción de un ciclón ocluido conocido como su cabeza de coma, debido a la forma de coma de la nubosidad de la troposfera media que acompaña a la característica. También puede ser el foco de precipitaciones locales intensas, con tormentas eléctricas posibles si la atmósfera a lo largo de la trowal es lo suficientemente inestable para la convección. Las bandas dentro del patrón de precipitación de la cabeza de coma de un ciclón extratropical pueden producir cantidades significativas de lluvia. Detrás de ciclones extratropicales durante el otoño y el invierno, las bandas de lluvia pueden formarse a sotavento de cuerpos relativamente cálidos de agua, como los Grandes Lagos. A sotavento de las islas, pueden desarrollarse bandas de chubascos y tormentas eléctricas debido a la baja convergencia del viento a sotavento de los bordes de la isla. Costa afuera de California, esto se ha observado a raíz de los frentes fríos.
Las bandas de lluvia dentro de los ciclones tropicales tienen una orientación curva. Las bandas de lluvia ciclónicas tropicales contienen chubascos y tormentas eléctricas que, junto con la pared del ojo y el ojo, constituyen un huracán o tormenta tropical. La extensión de las bandas de lluvia alrededor de un ciclón tropical puede ayudar a determinar la intensidad del ciclón.
Acidez
La frase lluvia ácida fue utilizada por primera vez por el químico escocés Robert Augus Smith en 1852. El pH de la lluvia varía, especialmente debido a su origen. En la costa este de los Estados Unidos, la lluvia derivada del océano Atlántico generalmente tiene un pH de 5.0-5.6; la lluvia que llega a través del continente desde el oeste tiene un pH de 3.8-4.8; y las tormentas locales pueden tener un pH tan bajo como 2.0. La lluvia se vuelve ácida principalmente debido a la presencia de dos ácidos fuertes, ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) y ácido nítrico (HNO 3 ). El ácido sulfúrico se deriva de fuentes naturales como los volcanes y los humedales (bacterias reductoras de sulfato); y fuentes antropogénicas como la combustión de combustibles fósiles y la minería en donde H 2S está presente. El ácido nítrico es producido por fuentes naturales como los rayos, las bacterias del suelo y los incendios naturales; mientras que también se produce antropogénicamente por la combustión de combustibles fósiles y de las centrales eléctricas. En los últimos 20 años, las concentraciones de ácido nítrico y sulfúrico han disminuido en presencia de agua de lluvia, lo que puede deberse al aumento significativo de amonio (muy probablemente como amoníaco de la producción ganadera), que actúa como amortiguador de la lluvia ácida y aumenta la pH.
Clasificación climática de Köppen
La clasificación de Köppen depende de los valores promedio mensuales de temperatura y precipitación. La forma más comúnmente utilizada de la clasificación de Köppen tiene cinco tipos principales etiquetados de A a E. Específicamente, los tipos primarios son A, tropical; B, seco; C, latitud media suave; D, frío a media latitud; y E, polar. Las cinco clasificaciones principales se pueden dividir en clasificaciones secundarias, como selva tropical, monzón, sabana tropical, subtropical húmedo, continental húmedo, clima oceánico, clima mediterráneo, estepa, clima subártico, tundra, capa de hielo polar y desierto.
Las selvas tropicales se caracterizan por una gran cantidad de precipitaciones, con definiciones que establecen una precipitación mínima anual normal entre 1.750 y 2.000 mm (69 y 79 pulgadas). Una sabana tropical es un bioma de pastizal ubicado en regiones de clima semiárido a semihúmedo de latitudes subtropicales y tropicales, con precipitaciones entre 750 y 1.270 mm (30 y 50 pulgadas) al año. Están muy extendidos en África, y también se encuentran en la India, el norte de América del Sur, Malasia y Australia. La zona de clima subtropical húmedo es donde la lluvia invernal se asocia con grandes tormentas que los vientos del oeste se dirigen de oeste a este. La mayoría de las precipitaciones de verano se producen durante tormentas eléctricas y ocasionales ciclones tropicales. Los climas subtropicales húmedos se encuentran en los continentes del lado este, aproximadamente entre las latitudes 20 ° y 40 ° grados del ecuador.
Un clima oceánico (o marítimo) se encuentra típicamente a lo largo de las costas occidentales en las latitudes medias de todos los continentes del mundo, bordeando los océanos fríos, así como en el sureste de Australia, y está acompañado por precipitaciones abundantes durante todo el año. El régimen climático mediterráneo se asemeja al clima de las tierras en la Cuenca del Mediterráneo, partes del oeste de América del Norte, partes de Australia Occidental y del Sur, en el sudoeste de Sudáfrica y en partes del centro de Chile. El clima se caracteriza por veranos calurosos y secos e inviernos fríos y húmedos. Una estepa es un pastizal seco. Los climas subárticos son fríos con permafrost continuo y poca precipitación.
Medición
Calibradores
La lluvia se mide en unidades de longitud por unidad de tiempo, generalmente en milímetros por hora, o en países donde las unidades imperiales son más comunes, pulgadas por hora. La "longitud", o más exactamente, la "profundidad" que se mide es la profundidad del agua de lluvia que se acumularía en una superficie plana, horizontal e impermeable durante una cantidad de tiempo dada, generalmente una hora. Un milímetro de lluvia es el equivalente a un litro de agua por metro cuadrado.
La forma estándar de medir la lluvia o las nevadas es el pluviómetro estándar, que se puede encontrar en plástico de 100 mm (4 pulgadas) y en variedades de metal de 200 mm (8 pulgadas). El cilindro interno se llena con 25 mm (0,98). in) de lluvia, con desbordamiento que fluye hacia el cilindro exterior. Los medidores de plástico tienen marcas en el cilindro interno con una resolución de hasta 0.25 mm (0.0098 in), mientras que los medidores de metal requieren el uso de una barra diseñada con las marcas apropiadas de 0.25 mm (0.0098 in). Después de que se llena el cilindro interior, la cantidad que contiene se desecha y luego se llena con la lluvia restante en el cilindro exterior hasta que todo el fluido en el cilindro exterior se haya ido, sumando el total general hasta que el cilindro exterior esté vacío. Otros tipos de medidores incluyen el popular calibrador de cuña (el pluviómetro más barato y el más frágil), el pluviómetro de la cubeta basculante y el pluviómetro de pesaje. Para aquellos que buscan medir la lluvia de la manera más barata, una lata que es cilíndrica con lados rectos actuará como un pluviómetro si se deja al descubierto, pero su precisión dependerá de qué regla se use para medir la lluvia. Cualquiera de los pluviómetros anteriores se puede hacer en casa, con suficiente conocimiento técnico.
Cuando se realiza una medición de precipitación, existen varias redes en los Estados Unidos y en otros lugares donde las mediciones de lluvia pueden enviarse a través de Internet, como CoCoRAHS o GLOBE. Si una red no está disponible en el área donde vive, el clima local más cercano o la oficina con la que se reunió probablemente estarán interesados en la medición.
Teledetección
Uno de los usos principales del radar meteorológico es poder evaluar la cantidad de precipitaciones caídas sobre grandes cuencas con fines hidrológicos. Por ejemplo, el control de inundaciones fluviales, el manejo de alcantarillas y la construcción de presas son todas áreas donde los planificadores usan datos de acumulación de precipitaciones. Las estimaciones de lluvia derivadas del radar complementan los datos de la estación de superficie que pueden usarse para la calibración. Para producir acumulaciones de radar, las tasas de lluvia sobre un punto se estiman utilizando el valor de los datos de reflectividad en los puntos de la grilla individuales. Luego se usa una ecuación de radar, que es
- ,
donde Z representa la reflectividad del radar, R representa la tasa de lluvia, y A y b son constantes. Las estimaciones de precipitaciones derivadas de satélites utilizan instrumentos de microondas pasivos a bordo de órbitas polares y satélites meteorológicos geoestacionarios para medir indirectamente las tasas de precipitación. Si uno quiere una lluvia acumulada durante un período de tiempo, uno tiene que sumar todas las acumulaciones de cada cuadro de cuadrícula dentro de las imágenes durante ese tiempo.
Intensidad
La intensidad de la precipitación se clasifica de acuerdo con la tasa de precipitación, que depende del tiempo considerado:- Lluvia ligera - cuando la tasa de precipitación es <2.5 mm (0.098 in) por hora
- Lluvia moderada: cuando la tasa de precipitación está entre 2.5 mm (0.098 in), 7.6 mm (0.30 in) o 10 mm (0.39 in) por hora
- Lluvia intensa - cuando la tasa de precipitación es> 7.6 mm (0.30 in) por hora, o entre 10 mm (0.39 in) y 50 mm (2.0 in) por hora
- Lluvia violenta: cuando la tasa de precipitación es> 50 mm (2.0 in) por hora
Los eufemismos para una lluvia violenta o pesada incluyen la arandela de barranco, el motor de la basura y el estrangulador del sapo. La intensidad también puede expresarse mediante el factor R deerosividad pluviométrica o en términos del índice n de la estructura temporal de la precipitación .
Período de devolución
La probabilidad o probabilidad de un evento con una intensidad y duración especificadas se denomina período de retorno o frecuencia. La intensidad de una tormenta puede predecirse para cualquier período de retorno y duración de la tormenta, a partir de gráficos basados en datos históricos de la ubicación. El término tormenta de 1 en 10 años describe un evento de lluvia que es inusual y tiene un 50% de probabilidad de ocurrir en cualquier período de 10 años. El término tormenta de 1 en 100 años describe un evento de lluvia que es raro y que ocurrirá con un 50% de probabilidad en cualquier período de 100 años. Al igual que con todos los eventos de probabilidad, es posible, aunque improbable, tener múltiples "tormentas de 1 en 100 años" en un solo año.
Previsión
El pronóstico de precipitación cuantitativa (QPF abreviado) es la cantidad esperada de precipitación líquida acumulada durante un período de tiempo específico en un área específica. Se especificará un QPF cuando se pronostique un tipo de precipitación mensurable que alcance un umbral mínimo durante cualquier hora durante un período válido de QPF. Los pronósticos de precipitación tienden a estar limitados por horas sinópticas como 0000, 0600, 1200 y 1800 GMT. El terreno se considera en QPF por el uso de la topografía o en base a los patrones de precipitación climatológica de observaciones con detalles finos. Desde mediados hasta finales de la década de 1990, se usaron QPF en modelos de pronóstico hidrológico para simular el impacto en los ríos de todo Estados Unidos. Los modelos de pronóstico muestran una sensibilidad significativa a los niveles de humedad dentro de la capa límite planetaria, o en los niveles más bajos de la atmósfera, que disminuye con la altura QPF se puede generar en cantidades cuantitativas, de previsión, o cualitativas, pronosticando la probabilidad de una cantidad específica, base. Las técnicas de pronóstico de imágenes de radar muestran una mayor habilidad que las predicciones del modelo dentro de las 6 a 7 horas del momento de la imagen del radar. Los pronósticos pueden verificarse mediante el uso de medidas de pluviómetros, estimaciones de radar meteorológico o una combinación de ambos. Se pueden determinar varios puntajes de habilidad para medir el valor del pronóstico de lluvia. estimaciones del radar meteorológico, o una combinación de ambos. Se pueden determinar varios puntajes de habilidad para medir el valor del pronóstico de lluvia. estimaciones del radar meteorológico, o una combinación de ambos. Se pueden determinar varios puntajes de habilidad para medir el valor del pronóstico de lluvia.
Impacto
Efecto en la agricultura
La precipitación, especialmente la lluvia, tiene un efecto dramático en la agricultura. Todas las plantas necesitan al menos algo de agua para sobrevivir, por lo tanto, la lluvia (que es el medio más eficaz de riego) es importante para la agricultura. Mientras que un patrón regular de lluvia es generalmente vital para las plantas sanas, demasiada o muy poca lluvia puede ser dañina, incluso devastadora para los cultivos. La sequía puede matar cosechas y aumentar la erosión, mientras que el clima excesivamente húmedo puede causar hongos y crecimiento fungoso. Las plantas necesitan cantidades variables de lluvia para sobrevivir. Por ejemplo, ciertos cactus requieren pequeñas cantidades de agua, mientras que las plantas tropicales pueden necesitar hasta cientos de pulgadas de lluvia por año para sobrevivir.
En áreas con estaciones húmedas y secas, los nutrientes del suelo disminuyen y la erosión aumenta durante la estación húmeda. Los animales tienen estrategias de adaptación y supervivencia para el régimen más húmedo. La temporada seca anterior conduce a la escasez de alimentos en la estación húmeda, ya que los cultivos aún no han madurado. Los países en desarrollo han notado que sus poblaciones muestran fluctuaciones de peso estacionales debido a la escasez de alimentos observada antes de la primera cosecha, que ocurre a fines de la estación húmeda. La lluvia puede cosecharse mediante el uso de tanques de agua de lluvia; tratados para uso potable o para uso no potable en interiores o para riego. La lluvia excesiva durante períodos cortos de tiempo puede causar inundaciones repentinas.
En cultura y religión
Las actitudes culturales hacia la lluvia son diferentes en todo el mundo. En climas templados, las personas tienden a estar más estresadas cuando el clima es inestable o nublado, y su impacto es mayor en los hombres que en las mujeres. La lluvia también puede traer alegría, ya que algunos la consideran relajante o disfrutan del atractivo estético de la misma. En lugares secos, como India, o durante períodos de sequía, la lluvia levanta el ánimo de las personas. En Botswana, la palabra setswana para lluvia, pula, se utiliza como el nombre de la moneda nacional, en reconocimiento de la importancia económica de la lluvia en su país, ya que tiene un clima desértico. Varias culturas han desarrollado medios para lidiar con la lluvia y han desarrollado numerosos dispositivos de protección, como paraguas e impermeables, y dispositivos de desviación, como canales y desagües pluviales que llevan las lluvias a las alcantarillas. Para muchas personas, el aroma durante e inmediatamente después de la lluvia es agradable o distintivo. La fuente de este olor es petrichor, un aceite producido por las plantas, luego es absorbido por las rocas y el suelo, y luego se libera en el aire durante la lluvia.
La lluvia tiene un importante significado religioso en muchas culturas. Los antiguos sumerios creían que la lluvia era el semen del dios del cielo, que descendió de los cielos para inseminar a su consorte, la diosa de la tierra Ki, lo que la hizo dar a luz a todas las plantas de la tierra. Los acadios creían que las nubes eran los pechos de la consorte de Anu Antu y que la lluvia era leche de sus pechos. Según la tradición judía, en el siglo I aC, el milagro judío Honi ha-M'agel puso fin a una sequía de tres años. en Judea, dibujando un círculo en la arena y rezando por la lluvia, negándose a abandonar el círculo hasta que se haya concedido su oración. En sus Meditaciones, el emperador romano Marcus Aurelius conserva una oración por la lluvia hecha por los atenienses al dios del cielo griego Zeus. Varias tribus nativas americanas son conocidas por haber conducido históricamente bailes de lluvia en un esfuerzo por alentar la lluvia. Los rituales de fabricación de objetos rituales también son importantes en muchas culturas africanas. En los Estados Unidos actuales, varios gobernadores estatales han celebrado Días de oración por lluvia, incluidos los Días de oración por la lluvia en el estado de Texas en 2011.
Climatología global
Aproximadamente 505,000 km (121,000 pies cúbicos) de agua caen en forma de precipitación cada año en todo el mundo, con 398,000 km (95,000 cu) de ella sobre los océanos. Dado el área de superficie de la Tierra, eso significa que la precipitación anual promediada globalmente es de 990 mm (39 pulgadas). Los desiertos se definen como las áreas con una precipitación anual promedio de menos de 250 mm (10 pulgadas) por año, o como áreas donde la evapotranspiración pierde más agua que la precipitación.
Desiertos
La mitad norte de África está ocupada por la región más cálida y seca del mundo, el desierto del Sahara. Algunos desiertos también ocupan gran parte del sur de África: el Namib y el Kalahari. En toda Asia, un gran mínimo anual de precipitaciones, compuesto principalmente de desiertos, se extiende desde el desierto de Gobi en Mongolia al oeste-suroeste pasando por el oeste de Pakistán (Baluchistán) e Irán hasta el desierto árabe en Arabia Saudita. La mayor parte de Australia es semiárida o desértica, por lo que es el continente habitado más seco del mundo. En América del Sur, la cordillera de Andes bloquea la humedad del Pacífico que llega a ese continente, lo que resulta en un clima desértico a sotavento en el oeste de Argentina. Las áreas más secas de los Estados Unidos son regiones donde el desierto de Sonora se extiende por el desierto del suroeste, la Gran Cuenca y el centro de Wyoming.
Desierto polar
Como la lluvia solo cae como líquido, en temperaturas congeladas, la lluvia no puede caer. Como resultado, los climas muy fríos ven muy poca lluvia y a menudo se conocen como desiertos polares. Un bioma común en esta área es la tundra, que tiene un corto deshielo durante el verano y un largo invierno congelado. Los casquetes de hielo no ven lluvia en absoluto, lo que convierte a la Antártida en el continente más seco del mundo.
Bosques lluviosos
Los bosques lluviosos son áreas del mundo con precipitaciones muy altas. Ambas selvas tropicales y templadas existen. Las selvas tropicales ocupan una gran franja del planeta principalmente a lo largo del ecuador. La mayoría de los bosques tropicales templados se encuentran en las costas montañosas al oeste entre 45 y 55 grados de latitud, pero a menudo se encuentran en otras áreas.
Alrededor del 40-75% de toda la vida biótica se encuentra en las selvas tropicales. Las selvas tropicales también son responsables del 28% del recambio de oxígeno del mundo.
Monzones
La región ecuatorial cerca de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), o canal monzónico, es la porción más húmeda de los continentes del mundo. Anualmente, el cinturón de lluvia dentro de los trópicos avanza hacia el norte hacia agosto, luego regresa hacia el sur en el hemisferio sur en febrero y marzo. Dentro de Asia, las precipitaciones son favorables en su porción sur desde la India al este y noreste a través de las Filipinas y el sur de China hacia Japón debido al monzón que transmite humedad principalmente desde el Océano Índico a la región. El canal del monzón puede llegar al norte hasta el paralelo 40 en el este de Asia durante agosto antes de moverse hacia el sur a partir de entonces. Su progresión hacia los polos se acelera con el inicio del monzón de verano, que se caracteriza por el desarrollo de una presión de aire más baja (un nivel térmico bajo) en la parte más cálida de Asia. Similar, pero más débil, las circulaciones monzónicas están presentes en América del Norte y Australia. Durante el verano, el monzón del suroeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México moviéndose alrededor de la cresta subtropical en el Océano Atlántico traen la promesa de tormentas eléctricas vespertinas y vespertinas al sur de los Estados Unidos, así como a las Grandes Llanuras. La mitad este de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con precipitaciones promedio que superan los 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales mejoran precipitación en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana. Durante el verano, el monzón del suroeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México moviéndose alrededor de la cresta subtropical en el Océano Atlántico traen la promesa de tormentas eléctricas vespertinas y vespertinas al sur de los Estados Unidos, así como a las Grandes Llanuras. La mitad este de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con precipitaciones promedio que superan los 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales mejoran precipitación en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana. Durante el verano, el monzón del suroeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México moviéndose alrededor de la cresta subtropical en el Océano Atlántico traen la promesa de tormentas eléctricas vespertinas y vespertinas al sur de los Estados Unidos, así como a las Grandes Llanuras. La mitad este de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con precipitaciones promedio que superan los 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales mejoran precipitación en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana. el monzón del suroeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México que se mueve alrededor de la cresta subtropical en el Océano Atlántico traen la promesa de tormentas eléctricas vespertinas y vespertinas al nivel meridional de los Estados Unidos, así como a las Grandes Llanuras. La mitad este de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con precipitaciones promedio que superan los 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales mejoran precipitación en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana. el monzón del suroeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México que se mueve alrededor de la cresta subtropical en el Océano Atlántico traen la promesa de tormentas eléctricas vespertinas y vespertinas al nivel meridional de los Estados Unidos, así como a las Grandes Llanuras. La mitad este de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con precipitaciones promedio que superan los 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales mejoran precipitación en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana.
Impacto de los Westerlies
El flujo del oeste del Atlántico norte suave conduce a la humedad en Europa occidental, en particular Irlanda y el Reino Unido, donde las costas occidentales pueden recibir entre 1.000 mm (39 pulgadas), a nivel del mar y 2.500 mm (98 pulgadas), en el montañas de lluvia por año. Bergen, Noruega es una de las ciudades de lluvia europeas más famosas con una precipitación anual de 2.250 mm (89 in) en promedio. Durante el otoño, el invierno y la primavera, los sistemas de tormentas del Pacífico traen gran parte de su precipitación a la mayor parte de Hawái y el oeste de los Estados Unidos. Sobre la cima de la cresta, la corriente en chorro trae un máximo de precipitación de verano a los Grandes Lagos. Grandes áreas de tormentas conocidas como complejos convectivos de mesoescala se mueven a través de las llanuras, el medio oeste y los Grandes Lagos durante la temporada cálida, y contribuyen hasta un 10% de la precipitación anual a la región.
El Niño-Oscilación del Sur afecta la distribución de la precipitación, al alterar los patrones de precipitación en el oeste de los Estados Unidos, el medio oeste, el sureste y en todos los trópicos. También hay evidencia de que el calentamiento global está conduciendo a un aumento de la precipitación en las porciones orientales de América del Norte, mientras que las sequías son cada vez más frecuentes en los trópicos y subtrópicos.
Ubicaciones conocidas más húmedas
Cherrapunji, situado en la ladera sur del Himalaya oriental en Shillong, India, es el lugar más húmedo confirmado en la Tierra, con una precipitación media anual de 11.430 mm (450 in). La precipitación registrada más alta en un solo año fue de 22,987 mm (905,0 in) en 1861. El promedio de 38 años en la cercana Mawsynram, Meghalaya, India es de 11,873 mm (467,4 in). El lugar más húmedo en Australia es Mount Bellenden Ker, en el noreste del país, que registra un promedio de 8,000 mm (310 in) por año, con más de 12,200 mm (480,3 in) de lluvia registrados durante 2000. Monte Wai'ale'ale en la isla de Kaua'i en las Islas Hawaianas promedia más de 12,000 mm (460 in) de lluvia por año en los últimos 32 años, con un récord de 17,340 mm (683 in) en 1982. Su cumbre es considerada uno de los lugares más lluviosos del mundo. Se ha promovido en la literatura turística durante muchos años como el lugar más húmedo del mundo. Lloró, una ciudad situada en Chocó, Colombia, es probablemente el lugar con la mayor cantidad de lluvia en el mundo, con un promedio de 13.300 mm (523,6 pulgadas) por año. El departamento de Chocó es extraordinariamente húmedo. Tutunendaó, un pequeño pueblo situado en el mismo departamento, es uno de los lugares más húmedos estimados en la Tierra, con un promedio de 11,394 mm (448,6 in) por año; en 1974, la ciudad recibió 26,303 mm (86 pies 3.6 pulgadas), la precipitación anual más grande medida en Colombia. A diferencia de Cherrapunji, que recibe la mayor parte de su precipitación entre abril y septiembre, Tutunendaó recibe lluvia distribuida casi uniformemente durante todo el año. Quibdó, la capital del Chocó, recibe la mayor cantidad de lluvia en el mundo entre las ciudades con más de 100.000 habitantes: 9,000 mm (354 in) por año. Las tormentas en Chocó pueden arrojar 500 mm (20 in) de lluvia en un día. Esta cantidad es más de lo que cae en muchas ciudades en un año.
| Continente | Promedio más alto | Lugar | Elevación | Años de registro | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| en | mm | pie | metro | |||
| Sudamerica | 523.6 | 13,299 | Lloró, Colombia (estimado) | 520 | 158 | 29 |
| Asia | 467.4 | 11,872 | Mawsynram, India | 4,597 | 1,401 | 39 |
| Oceanía | 460.0 | 11,684 | Mount Wai'ale'ale, Kauai, Hawaii (EE. UU.) | 5,148 | 1,569 | 30 |
| África | 405.0 | 10,287 | Debundscha, Camerún | 30 | 9.1 | 32 |
| Sudamerica | 354.0 | 8,992 | Quibdo, Colombia | 120 | 36.6 | dieciséis |
| Australia | 340.0 | 8,636 | Mount Bellenden Ker, Queensland | 5,102 | 1,555 | 9 |
| Norteamérica | 256.0 | 6,502 | Henderson Lake, Columbia Británica | 12 | 3.66 | 14 |
| Europa | 183.0 | 4,648 | Crkvice, Montenegro | 3,337 | 1,017 | 22 |
| Fuente (sin conversiones): Global Measured Extremes of Temperature and Precipitation , National Climatic Data Center. 9 de agosto de 2004. | ||||||
| Continente | Lugar | La lluvia más alta | ||
|---|---|---|---|---|
| en | mm | |||
| Mayor precipitación promedio anual | Asia | Mawsynram, India | 467.4 | 11,870 |
| Mayor en un año | Asia | Cherrapunji, India | 1,042 | 26,470 |
| Más alto en un mes calendario | Asia | Cherrapunji, India | 366 | 9,296 |
| Mayor en 24 horas | océano Indio | Foc Foc, La Reunion Island | 71.8 | 1,820 |
| Lo más alto en 12 horas | océano Indio | Foc Foc, La Reunion Island | 45.0 | 1.140 |
| Lo más alto en un minuto | Norteamérica | Unionville, Maryland, EE. UU. | 1.23 | 31.2 |
Fuera de la Tierra
Se han sugerido precipitaciones de diamantes en los planetas gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno, así como en los planetas gigantes de hielo, Urano y Neptuno. Es probable que llueva varias composiciones en las atmósferas superiores de los gigantes gaseosos, así como la precipitación de neón líquido en las atmósferas profundas. En Titán, el satélite natural más grande de Saturno, la lluvia infrecuente de metano se cree que esculpe los numerosos canales superficiales de la luna. En Venus, el ácido sulfúrico virga se evapora a 25 km (16 millas) de la superficie. El planeta extrasolar OGLE-TR-56b en la constelación de Sagitario tiene la hipótesis de tener lluvia de hierro.