1-TORMENTAS:

Formación de las tormentas.

Las tormentas son unos de los fenómenos atmosféricos más espectaculares, y a veces pueden llegar a ser muy virulentos. Las tormentas se producen por los cumulunimbus, nubes que se desarrollan cuando la atmósfera está inestable. Se entiende por atmósfera inestable aquella situación en la que se producen importantes movimientos del aire en sentido vertical. Esto pasa cuando el aire es más frío de lo habitual en la parte más alta de la troposfera, lo que suele ocurrir cuando pasa un frente frío o bien en situaciones de bajas presiones.

La formación de la tormenta se desarrolla según el siguiente proceso:

-El calentamiento de la tierra origina una corriente de aire ascendente. Este aire se enfría progresivamente hasta condensarse con la consiguiente formación de pequeños cumulus.

- A diferencia de las situaciones de buen tiempo, la corriente ascendente no se para y la nube crece rápidamente en sentido vertical.

-El cumulus continúa creciendo en sentido vertical y está a punto de convertirse en una nube de tormenta. Cuando alcanza la isoterma de los ºC, las cargas eléctricas que se han ido generando comienzan a ordenarse dentro de la nube. La parte superior será positiva y la inferior negativa. Además se comienzan a formar dentro de la nube grandes gotas o partículas de granizo. La fuerte corriente ascendente los mantiene en suspensión.

-El cumulus se ha transformado ya en un cumulunimbus que puede llegar a tener hasta 10 Km. de altura. En su parte superior la temperatura puede ser muy baja (-20ºC o -30ºC). Esto favorece una intensa sobresaturación del aire que origina una gran cantidad de gotas de lluvia o de granizo, algunas de las cuales caerán en forma de precipitación.

-La nube de tormenta se desgasta al desaparecer la corriente ascendente que la alimentaba. La tierra ya se ha enfriado y fuertes corrientes descendentes de viento provocan chubascos de gran intensidad  que acaban por deshacer la nube. La tormenta ha acabado y algunas capas de cirrus o cirroestratus serán los únicos restos de este extraordinario fenómeno de la naturaleza.

Las tormentas formadas por convección o por un frente frío suelen tener una duración corta ya que, como hemos visto, cuando la tierra se enfría la tormenta se acaba.

Las depresiones también pueden formar tormentas cuya duración suele ser más larga ya que se acostumbran a formar numerosos cumulunimbus.

En las zonas del litoral también se producen formaciones de tormentas que pueden llegar a ser muy virulentas ya que las corrientes ascendentes tardan mucho en pararse porque el agua del mar se enfría muy lentamente. Y eso hace que se formen nubes de tormenta durante varias horas.

2- RAYOS, RELAMPAGOS Y TRUENOS.

Uno de los hechos más característicos de las tormentas es el acompañamiento a las mismas de fenómenos eléctricos: rayos, relámpagos y truenos.

La atmósfera contiene iones, pero durante una tormenta se favorecen  la formación de los mismos que tienden a ordenarse. Los iones positivos en la parte alta y los negativos en la parte baja de la nube. Además la tierra también se carga de iones positivos. Todo ello genera una diferencia de potencial de millones de voltios que acaban originando fuertes descargas eléctricas entre distintos puntos de una misma nube, entre nubes distintas o entre la nube y la tierra: a dicha descarga eléctrica la denominamos rayo. El relámpago es el fenómeno luminoso asociado a un rayo, aunque también suele darse este nombre a las descargas eléctricas producidas entre las nubes.

2.1. EL RAYO

El rayo es uno de los espectáculos más extraordinarios y peligrosos de la atmósfera. Es impronosticable y tiene una vida de pocos segundos. Siempre se presenta brillante, resplandeciente, pero casi nunca sigue una línea recta, sino que describe un camino tortuoso para llegar al suelo, como si se trataran de las raíces de un extraño árbol. Pero otras veces se presenta como una lámina de fuego y, en raras ocasiones, como una esfera intensamente iluminada que queda suspendida en el aire. Generalmente, la chispa eléctrica que llega a tierra recibe el nombre de rayo, mientras que la chispa que va de una nube a otra nube, o de la parte alta a la parte baja de la misma nube, se llama relámpago, aunque en la vida cotidiana los dos son usados como sinónimos del mismo fenómeno. La aparición del rayo es sólo momentánea, seguida a los pocos momentos por un tremendo chasquido y el retumbar del trueno.

En realidad, el rayo es una enorme chispa o corriente eléctrica que circula entre dos nubes o entre una nube y la tierra. Es un efecto parecido al que observamos, en pequeña escala, cuando desenchufamos un artefacto eléctrico en funcionamiento. La diferencia más importante es que esa pequeña chispa sólo salta a través de una fracción de milímetro y que el rayo natural puede cruzar kilómetros de distancia. El rayo, como es de sobras conocido, se origina en los cumulonimbos o nubes de tormenta.

2.2. COMO SE PRODUCE EL RAYO

En general, no hay mucho acuerdo entre los científicos acerca de las causas que dan lugar a los rayos. Pero, de todos modos, es un hecho innegable que el rayo representa una descarga o arco entre dos centros de distinta carga eléctrica. Cuando el gradiente de potencial eléctrico entre dos regiones de una nube, o entre una nube y el suelo, excede el valor crítico de unos 10.000 voltios por centímetro (la corriente doméstica moderna posee un voltaje de 220 voltios), se produce una chispa eléctrica de descarga.

Para la comprensión de la electricidad de las tormentas es necesario tener un conocimiento completo del proceso o procesos por los cuales pueden generarse las grandes magnitudes de carga eléctrica que originan los rayos. Existen varias teorías para explicar ese singular fenómeno, pero ninguna ha sido aceptada universalmente.

En principio, se sabe que las partes superiores de las nubes de tormenta poseen carga positiva, mientras que en las partes centrales predominan las negativas. Algunas veces, un pequeño centro cargado positivamente aparece en la lluvia, en la parte inferior de la nube. La región de máxima intensidad de campo eléctrico se halla entre las dos zonas principales de distinta polaridad.

Las teorías que intentan explicar la electrificación de las tormentas pueden dividirse en dos grupos, según que para su tesis requieran la presencia de cristalitos de hielo y precipitación o no. La mayor parte de los meteorólogos opinan que la primera clase de hipótesis es la correcta, puesto que las descargas no se observan, en general, hasta que las nubes no alcanzan un desarrollo bastante notable, con hielo en las capas superiores.

En experimentos de laboratorio se ha demostrado claramente el papel que desempeñan las partículas de hielo en la electrificación de las nubes. Se ha comprobado que cuando se congelan soluciones diluidas de agua, se originan grandes diferencias de potencial eléctrico entre el agua y el hielo. Mientras el hielo adquiere carga eléctrica negativa el agua retiene carga positiva.

Se cree que la formación de los centros de carga en las nubes de tormenta tiene lugar cuando el granizo recoge más agua líquida de la que puede ser congelada al instante. Una vez que se inicia la solidificación, parte del agua que no pasa inmediatamente al estado sólido es arrastrada por la corriente vertical de aire. Las pequeñas gotitas de agua, llevadas hacia arriba, constituyen la porción de carga positiva que corona la nube, mientras que las partículas de hielo más grandes caen hacia alturas menores.

También se ha demostrado que la ruptura de una gota de agua en una fuerte corriente vertical de aire produce una separación de cargas eléctricas. En este proceso las grandes partículas de agua conservan el signo positivo, mientras que el aire adquiere signo negativo. Esta separación conduce a una polaridad opuesta a la que está asociada con los principales centros de carga de las tormentas, pero explica perfectamente el pequeño núcleo positivo cercano a la base de la nube.

Otros físicos sostienen la idea de que la precipitación, y en particular los cristales de hielo, no es necesaria para la formación de los grandes centros de carga en las tormentas. Y aunque sus teorías difieren en principio, ninguna de ellas requiere la presencia de partículas de hielo. Todas están basadas en la captura de iones, diminutas cargas eléctricas en el aire, por parte de las gotitas de nube.

Las variaciones de estas teorías, llamadas de captura de iones, son muchas, y existen evidencias de laboratorio que confirman la efectividad de algunas de ellas. Uno de los más fuertes argumentos de sus defensores es que dicen haber observado relámpagos en pequeñas nubes convectivas en las que no existía hielo. Si esas observaciones pueden ser corroboradas, es evidente que las partículas de hielo no son necesarias y que las teorías de captura de iones se harán más sostenibles.

2.3. FORMAS Y CLASES DE RAYOS

Como ya hemos dicho, el rayo no se presenta casi nunca como una línea recta que une dos nubes o una nube y tierra. Describe un camino sinuoso, buscando siempre el de menor resistencia para llegar a tierra. Partes de la atmósfera conducen mejor porque poseen mayor cantidad de gotitas de agua, las cuales pueden estar cargadas de electricidad, es decir, ionizadas. En este tipo de aire es muy buen conductor eléctrico y constituye el camino de menor resistencia para el rayo. La chispa se forma en una serie de pasos consecutivos. Después de algunos de estos pasos puede subdividirse, tomando así el aspecto ramificado que le conocemos.

Normalmente, la electricidad no viaja a través del aire, el cual, muchas veces, es utilizado como aislante, para interrumpir el flujo de electricidad. Se requiere una gran presión eléctrica o voltaje para superar la resistencia eléctrica de un volumen de aire y enviar una chispa a través. Ya hemos señalado que para cruzar un centímetro se requieren más de 10.000 voltios, pero para atravesar una distancia de kilómetros, entre una nube y tierra, por ejemplo, el voltaje ha de ser de millones de voltios.

Cuando el potencial eléctrico entre nube y tierra alcanza el valor disruptivo, se produce una repentina descarga descendente de electricidad. Primero avanza unos 50 metros a una velocidad aproximada de un sexto de la luz. Después de este primer paso hacia abajo, hay una pausa de aproximadamente 100 microsegundos, y entonces se produce una segunda descarga. En una serie de pasos, el borde delantero de la región luminosa avanza hacia el suelo. Esta primera fase del rayo se denomina guía escalonada. Puede seguirse con tipos especiales de cámaras fotográficas y se ha comprobado que no transporta cantidades muy grandes de carga eléctrica. En consecuencia,  no es muy brillante.

Así que la guía escalonada llega a unos 15 ó 25 metros del suelo, hay una súbita irrupción de una enorme cantidad de energía que parece moverse hacia arriba, siguiendo el trazo de la guía. Se denomina descarga principal. En menos de 10 microsegundos, la corriente eléctrica puede alcanzar una intensidad máxima de 200.000 amperios. El resultado es un brillante relámpago que, en ciertas circunstancias, puede verse a más de 150 Km. de distancia.

En algunos casos puede haber muchas descargas principales que ascienden por el mismo camino. En lugar de la guía escalonada que precedió a la primera descarga principal, cada una de las descargas principales que la siguen es precedida de una descarga guía secundaria o guías saeta. Se ha descubierto que algunos rayos excepcionales comprenden hasta más de treinta descargas principales individuales, separadas sólo por unas pocas centésimas de segundo.

El ojo humano responde lentamente a acontecimientos tan rápidos. Por consiguiente, es imposible ver la secuencia constituida por la guía escalonada y la descarga principal, guía secundaria, descarga principal, y así sucesivamente. Cuando veamos un relámpago o rayo, el destello luminoso es casi enteramente el resultado de la descarga o descargas principales.

Algunas veces, las zonas inferiores de la nube de tormenta están ionizadas positivamente y la descarga se produce desde tierra. En este caso, las ramificaciones apuntan hacia la nube.

Las tormentas eléctricas se producen con mayor frecuencia en las regiones ecuatoriales, donde las corrientes ascendentes son más numerosas y la humedad es mayor. Los rayos también pueden originarse durante tormentas de nieve, ya que las cargas eléctricas son separadas por la fricción entre los cristales de hielo, o en las regiones desérticas, por la fricción entre las partículas de polvo y arena.

Además de las descritas, existen otras formas de descargas eléctricas en la atmósfera, como las difusas, las laminares y las esferoidales.

2.4. LOS RAYOS DIFUSOS, LAMINARES  Y ESFEROIDALES

Los rayos difusos se presentan como un resplandor lejano que ilumina el cielo. A causa de ser muy frecuentes en verano, se les denomina relámpagos de calor. A pesar de ello, se ha comprobado que no son una forma especial del rayo, sino solamente los reflejos en el cielo de una tempestad muy lejana, localizada debajo del horizonte, cuyas chispas eléctricas no se ven y cuyo ruido no se oye.

En cuanto a los rayos laminares son aquellos resplandores que resultan de la descarga dentro de la nube, entre la cara positiva y la negativa.

Una forma muy curiosa y poco corriente de descarga eléctrica es el llamado rayo esferoidal, más conocido como rayo bola o rosario. Se presenta en forma de esfera luminosa, llegando a alcanzar el tamaño de una pelota de fútbol. En algunas ocasiones aparecen varios de ellos formando como un rosario o sarta de perlas.

Este fenómeno no es muy conocido, pero se cree que se produce cuando una zona del canal o guía se ioniza más que el resto, lo que la hace más brillante. Su origen parece estar originado con concentraciones de ozono o de nitrógeno.

Según testigos oculares, el rayo de bola se mueve lentamente en la atmósfera, como flotando. El soplo de aire más ligero basta para hacerlos oscilar. Unas veces desaparecen repentinamente, con un gran estallido, y otras se esfuman silenciosamente, sin dejar huellas de su paso. Si logran penetrar en un edificio recorren las diversas estancias hasta que, al tropezar con algún obstáculo, estallan con gran estruendo.

Otras veces suelen caer al suelo y botan, disminuyendo de volumen a cada contacto con el mismo. Por lo general no causan desgracias, pero a veces, han agujereado puertas y muros, o han matado a personas y animales que corrían, al ir tras ellos por la atracción sifónica de la corriente de aire.

Como curiosidad indicamos que en el pasado se denominaba rayo cuando la descarga formaba, en apariencia, una sola chispa. Cuando se ramificaba en dos o tres chispas se llamaba centella. De ahí la expresión, hoy en desuso, de "rayos y centellas", todavía en boca de mucha gente del campo.

2.5. GOLPE DE RETROCESO Y PIEDRAS DE RAYO

Hay una clase de descarga eléctrica que puede causar la muerte aunque la persona o animal se encuentre bastante alejado del punto de caída del rayo. Cuando la nube de tormenta se halla a cierta distancia de un ser viviente, influye sobre la electricidad de su cuerpo, de manera que atrae hacia la parte superior la de nombre o potencial contrario y rechaza hacia los pies la del mismo signo. Al llegar el momento crítico en la nube y producirse la chispa de descarga, cesa la gran diferencia de potencial y, por tanto, la influencia eléctrica de la nube sobre la persona o animal, que al reconstituir el estado neutro de su cuerpo, da lugar a una pequeña descarga o rayo interno que ocasiona la muerte. Este fenómeno se conoce como choque o golpe de retroceso.

Cuando el rayo cae en las rocas de las montañas funde las sustancias silíceas que encuentra a su paso y forma unos tubitos de pequeñas dimensiones, vitrificados, que se llaman fulguritas. Antiguamente también se las conocía como piedras de rayo, nombre que degeneró por completo al identificarse con piedras y hachas prehistóricas a las que se atribuían virtudes supersticiosas. Todavía hoy día, mucha gente vieja del campo sigue teniendo a esas piedras como causadas por el rayo, cosa completamente errónea.

2.6. LOS DAÑOS QUE CAUSA EL RAYO

Como no todas las descargas eléctricas tienen la misma potencia, los "caprichos" del rayo son realmente extraordinarios. Alguna vez ha caído en una cama ocupada por dos personas, y sólo ha muerto una. Otra vez se ha abatido en el centro de un grupo de personas sin causar daño. Y más de una vez ha caído sobre una reunión de individuos matando a 15 y 20 personas a la vez. Y en algunas ocasiones, estas cifras han sido superadas por el número de animales muertos, ya sean caballos, mulos o cabezas de ganado. A veces no produce más que una parálisis pasajera, y hasta hay personas que se han curado de dolencias de años después de haber sufrido los efectos de una violenta sacudida eléctrica.

Si se considera que la intensidad media durante cada descarga principal llega hasta 20.000 amperios, no debe extrañar que el rayo sea tan poderoso y atemorice tanto. No obstante, la cantidad real de electricidad transferida desde la nube a tierra es muy pequeña, pues esa enorme corriente circula solamente durante una fracción de segundo. Con todo, es sumamente peligrosa, ya que quema lo que toca y electrocuta a los seres vivos.

El daño que causa el rayo se debe en gran parte al calor que engendra. Los incendios que las chispas eléctricas provocan todos los años calcinan miles de kilómetros cuadrados de bosques, con los consiguientes incendios de casas y haciendas. Muchas veces los árboles y los edificios resultan perjudicados debido a que la onda repentina de calor provoca la vaporización del agua y la acumulación de una presión suficiente para hacer estallar la corteza o saltar los ladrillos. Por otro lado, cada año mueren fulminados por el rayo miles de personas.

2.7. EL PARARRAYOS

Ya hemos dicho que las nubes de tormenta llegan a cargarse, algunas veces, positivamente en su base. Sin embargo, generalmente son las cargas negativas las que se acumulan en esa zona de la nube. Esa carga negativa de la nube significa que se halla a una tensión negativa (presión eléctrica) con relación a la Tierra, que tiene carga positiva. La presión eléctrica tiende a impulsar las cargas hacia tierra, pero el aire que se interpone normalmente es un mal conductor de la electricidad. De ahí las grandes tensiones necesarias que hemos señalado para que pase una chispa o descarga entre una nube y el suelo.

El paso de la chispa eléctrica es facilitado por la circunstancia de que la tierra que se halla debajo de la nube llega a cargarse con cargas contrarias durante una tormenta. Así, lo hace positivamente si la nube lo está negativamente. Este proceso se denomina inducción electrostática.

Las cargas eléctricas negativas se repelen entre sí, de manera que la nube rechaza las de este signo (electrones) existentes en la superficie del suelo, en la zona ubicada debajo de ella misma. El movimiento de electrones puede ser muy escaso, porque la Tierra se compone, en su mayor parte, de material aislante, pero siempre queda una carga positiva inducida sobre el suelo situado bajo la nube de tormenta, de la misma magnitud que la negativa de la nube. Como ambas se atraen, a medida que esta última avanza, descendiendo, también lo hace la zona de carga positiva del suelo, ascendiendo.

El pararrayos corriente es una varilla puntiaguda de metal buen conductor, instalada en la parte más elevada de un edificio y unida por un grueso cable de cobre a una plancha del mismo metal introducida profundamente en la tierra. Los electrones pueden trasladarse fácilmente por el pararrayos, ir desde la carga negativa de la nube que está encima y dejar cargas positivas en la punta del pararrayos, las cuales adquieren tal fuerza y cohesión que ionizan el aire que las rodea. A diferencia de las cargas de la punta, las del aire ionizado pueden ascender hacia la nube, rechazadas por las cargas positivas que quedan detrás del pararrayos y atraídas por las negativas de la nube. Por lo tanto, si el rayo se produce entonces, recorrerá el camino más corto y fácil, que es el que conduce al pararrayos. Y como éste está conectado al suelo, el rayo, al tocar la punta metálica, se descarga a tierra sin causar daños.

Esas moléculas cargadas que ascienden hacia la nube forman un "viento eléctrico" que si alcanza la nube neutraliza su carga negativa e impide que descienda la chispa eléctrica. Por eso la principal ventaja del pararrayos consiste en evitar la producción de la tan temida descarga eléctrica, por lo que su utilidad es doble.

2.8. EL TRUENO

El calor producido por la descarga eléctrica calienta el aire y lo expande bruscamente y después se contrae al enfriarse, dando lugar a ondas de presión que se propagan como ondas sonoras. Estas ondas sonoras que se propagan a la velocidad del sonido (300 m/s) son el denominado trueno.

Puede determinarse de una forma aproximada la distancia en metros a la que se produce la descarga eléctrica, para ello se multiplica por 300 los segundos transcurridos entre el momento de producirse el rayo y el momento que oímos el trueno.

3.¿QUÉ SON LOS CICLONES TROPICALES?

Los ciclones tropicales son fenómenos naturales que se originan y desarrollan en los mares de aguas cálidas y templadas, con nubes tempestuosas, fuertes vientos y lluvias abundantes. 

3.1. DEFINICIÓN:

Es el nombre genérico que se le da al viento huracanado que se traslada girando a gran velocidad, donde la presión disminuye en su interior y adquiere una circulación rotacional organizada en el sentido contrario a las manecillas del reloj en el hemisferio norte, y en el sentido opuesto en el hemisferio sur.

3.2. ORIGEN Y EVOLUCION DE UN CICLON TROPICAL:

Como las temperaturas del mar tienen que estar a más de 80 F, los ciclones tropicales se van a formar en diferentes lugares en diferentes meses del año, por lo general en la época más calurosa.

Según la velocidad de los vientos, este FENOMENO se clasifica en:

• DEPRESION TROPICAL, cuando sus vientos alcanzan 62 Km. /h.

• TORMENTA TROPICAL, cuando sus vientos máximos constantes se encuentran entre 62 y 118 Km. /h.

• HURACAN, cuando sus vientos exceden de 118 Km. /h.

Los huracanes ocurren en todas las áreas oceánicas tropicales excepto el Atlántico Sur y el Pacífico Sur.

Recuerden que el huracán necesita mucho océano para cobrar fuerza y para nutrirse, y se mueve con la rotación de la tierra hacia el oeste. Eso implica que se va a formar en donde puedan correr sin ser interrumpido y debilitado por tierra firme.

La temporada de huracanes generalmente principia en mayo y termina en octubre.

3.3. LOS HURACANES:

El término "huracán" tiene su origen en el nombre que los indios mayas y caribes daban al dios de las tormentas, pero este mismo fenómeno meteorológico es conocido en la India con el nombre de "ciclón", en las Filipinas se le denomina "baguio", en el oeste del Pacífico norte se le llama "tifón", y en Australia "Willy-Willy". Estos términos identifican un mismo fenómeno meteorológico.

El huracán es un tipo de ciclón tropical,  término genérico que se usa para cualquier fenómeno meteorológico que tiene vientos en forma de espiral y que se desplaza sobre la superficie terrestre.

Generalmente corresponde a un centro de baja presión atmosférica y de temperatura más alta que la que hay inmediatamente alrededor. Tiene una circulación cerrada alrededor de un punto central.

En forma sencilla, un huracán es un viento muy fuerte que se origina en el mar, remolino que se desplaza sobre la superficie terrestre girando en forma de espiral o acarreando humedad en enormes cantidades, y que al tocar áreas pobladas, generalmente causa daños importantes o incluso desastres.

Los cuadrantes del huracán

Tiene que haber ciertos elementos presentes para que se forme un huracán:

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