miércoles, junio 07, 2006

Tormentas!!!

Una Tormenta en pleno Crecimiento!!

Hace bien poquito pude disfrutar de una interesantísima conversación con una niña lindísima en la que surgieron preguntas y respuestas a la velocidad de rayo, lo que me hizo pensar en chispas, en la electricidad y en particular en una de las maravillas de la naturaleza: Las Tormentas!! Esos fantásticos fenómenos atmosféricos que o bien odiamos o bien nos fascinan… Para mí son intrigantes, peculiares y tan rodeadas de misterio que atraen mi atención desde que era un enano. Para más INRI, vivo en una zona de convección térmica, junto a uno de los ríos más grandes de España por lo que se eleva una gran cantidad de humedad a la atmósfera. Además es un valle rodeado en el Oeste por montañas que traen aire frío y por el Este de una llanura que lanza la humedad ambiental hacia esas pequeñas elevaciones. Un campo de cultivo ideal para generar tormentas!!

Cúmulos Verticales!!Cuando se elevan las temperaturas (en especial en medio del verano y principios del otoño) y se acercan vientos del Oeste, se cruzan estas dos corrientes, aire caliente procedente de la meseta, cargado de agua que se eleva hacia las cumbres y aire frío procedente del atlántico. Al chocar la humedad del ambiente se condensa en pequeñas gotas de agua que forman nubes (en mi zona las nieblas son frecuentes y tan densas que se pueden cortar con cuchillo!!), una peculiaridad es que no se forman cualquier tipo de nubes, se forman Cúmulos, esas nubes altas y gruesas, que van cargadas de lluvia y que se mueven despacio por el cielo. Cuando esos vientos son algo más fuertes (cuando hay bajas presiones) las nubes crecen rápidamente en vertical y se extienden por el cielo como leche derramada, ese tipo de nubes se les llama Cumulunimbus donde se forman en un equilibrio inestable gotitas de agua cada vez más grandes y que en algunas situaciones (dependiendo sobre todo de la altitud) pueden llegar a generar cristales de hielo que se mantienen en suspensión dentro de la nube gracias al viento y a su pequeño peso, una situación que se puede dar durante muy poco tiempo ya que o bien llega una corriente cálida que revierte el proceso y arrastra las nubes lejos o bien las gotas crecen hasta precipitarse.

Estos cambios son tan bruscos que son los culpables de las tormentas, cuando provocan que las nubes enteras descarguen en muy poco tiempo y espacio todo su agua. Una vez libres de agua solo quedan los restos de las tormentas, nubes finas y alargadas por los vientos (muy comunes cerca de las zonas costeras) que se llaman cirrus. Las tormentas que se forman en la costa y sobre el mar son incluso más violentas porque el aire calido asciende más alto y el agua de mar contiene sales que les permiten retener más tiempo el calor, así cuando se enfrían lo suficiente para caer lo hacen en masa, esas corrientes de aire marino suelen ser las culpables de las violentas tormentas llamadas de “gota fria”. También sufren la Fuerza de Coriolis, un potenciador de tormentas que nace de la rotación de la tierra y que provoca una aceleración transversal que es causante de vientos, corrientes marinas, el giro de algunas manchas solares y hasta la desviación de algunos satélites!!

Pero todo esto solo describe la formación de las tormentas y realmente dentro de ellas ocurren mil cosas. De hecho resulta sorprendente que no es ni siquiera necesaria la presencia de agua para generarlas, existen Tormentas de Polvo que pueden llegar a ser terribles, un buen ejemplo es la superficie de Marte que durante su verano suele sufrirlas hasta el punto de que a veces la superficie completa del planeta queda oculta por semanas. Y no son tan raras fuera de nuestro planeta. En Saturno se han detectado tormentas que han durado 4 años, Venus es un infierno de CO2 y en Júpiter es común observar huracanes que fácilmente podrían absorber planetas del tamaño de la tierra, estos procesos de convección hasta dan lugar a algunas manchas solares y tormentas de hidrógeno cuyos efectos llegan incluso a la tierra.

Pero hablando de Tormentas seguro que una de las primeras cosas que habréis pensado son los fulminantes rayos!! Otra de las maravillas más destructivas que impactan cada vez que las vemos. Cada minuto se forman alrededor de 1800 tormentas con actividad eléctrica donde se generan unos 6000 rayos de los que sólo unos 100 tocan tierra. A parte de espectacular, los rayos son complejos y vistos de cerca se pueden describir como arcos eléctricos que saltan entre dos polos de una batería. Toda la materia esta formada de átomos, los cuales tienen en su exterior electrones orbitando de forma continua, así el roce y la fricción entre dos de ellos puede generar que algunos de ellos se desprendan y carguen una con exceso de electrones (carga negativa) y la otra con carencia de ellos (carga positiva). En particular hay algunas moléculas que son particularmente dadas a que esto ocurra, y el agua, por sus propiedades polares, es una de ellas. Así dentro de una tormenta, el choque de miles de gotitas de agua termina por crear tantas moléculas cargadas como un descomunal generador eléctrico. La tierra, al contener gran cantidad de silicatos donadores de electrones, esta ligeramente cargada en positivo, por lo que atrae a la parte baja de la nube a los electrones mientras que en la parte superior se acumulan las moléculas positivas, esto convierte a la nube en una pila gigante que s carga por segundos y que está siempre a punto de saturarse.

Reparto de Cargas en las nubes!!

La acumulación de estas partículas permite que a través de ellas los electrones puedan “correr” con mucha facilidad, como si fuera un circuito eléctrico y al llegar al punto de saturación, la tensión generada entre los dos polos se libera lanzando un torrente de electrones de una punta a otra de la nube. Estos chorros de electrones son los rayos, los que liberan la presión aunque no siempre descargan hacia arriba de la nube, los electrones son muy vagos y van a ir por el camino más corto, lo que a veces implica ir hacia tierra en vez de hacia arriba y es entonces cuando estas increíbles fuerzas se hacen presentes en la superficie. Es normal observar dentro de la tormenta los “fuegos de San Telmo” que son las pequeñas descargas que iluminan el centro de la tormenta. Los rayos en sí son brutales descargas que llegan a tierra lo más rápido posible, y quizás os preguntéis: Si son tan vagos los electrones… ¿Por qué no van en línea recta hasta el suelo? Eso se debe a que los electrones no van más rápido en línea recta si no por el camino que menos impedimentos tengan, así es normal ver rayos con mil esquinas, incluso con ramificaciones. Esto se debe a que si por una zona hay más humedad, los electrones aprovecharán que van más rápido por el agua que por el aire para ir por ese “camino”. Ese es el fundamento de los pararrayos, s basan en simples bolas cargadas que facilitan el camino de los rayos y por eso mismo los atraen, evitando que impacten en lugares peligrosos.

Rayos caidos sobre la Ciudad de Toronto, Canada.!!

Pero aquí no acaban las curiosidades. Los rayos son terriblemente energéticos (si pudiéramos acumular su fuerza podríamos cerrar algunas centrales nucleares) y en su descarga calientan todo el aire a su alrededor, hasta puntos muchos más altos del que nosotros podemos poner el hierro, más que al hierro al rojo vivo, y de la misma forma que el hierro emite el color rojo a algunas temperaturas, el aire emite luz de color blanco cuando la alcanza un rayo, eso es lo que llamamos relámpago. De la misma forma, un hierro caliente ocupa más volumen que frío, se dilata, el aire hace lo mismo pero también de forma bestial, se expande a tal velocidad que genera ondas de sonido que se pueden oír hasta a varios kilómetros de distancia, eso es lo que llamamos trueno. Gracias a esto efectos podemos calcular la distancia a la que cayó el rayo muy fácilmente, la luz viaja de forma instantánea desde el rayo hasta nuestros ojos y el sonido a una velocidad de 300 m/s, así si contamos los segundos que pasan desde que vemos el relámpago hasta que oímos el trueno y lo multiplicamos por 300 nos dará la distancia en metros de donde cayó el rayo.

Pero los rayos son fuerzas tan grandes que hasta generan sus propios campos magnéticos. En este aspecto soy afortunado porque al vivir en mi ciudad he podido comprobarlo con cierta facilidad, no hace falta un aparato complicado, si no una simple brújula con la que se puede observar las perturbaciones de una gran tormenta eléctrica. Los rayos en sí son toda una fuente de sorpresas, desde cómo se crean hasta la dirección que toman y la forma que tienen, pues generalmente son descienden en espiral, aunque tan rápidas y tan pequeñas que solo se aprecian de cerca. Si a esto le unimos las posibilidades de las tormentas, su capacidad para convertirse en huracanes, ciclones, la influencia de vientos y corrientes marinas, el efecto del niño… mil detalles que dan mucho juego, quizás por eso nos resulten tan atractivas, su poder y su misterio siempre nos impedirá permanecer indiferentes ante ellas!!

~ Enlaces:
Tormenta en Wikipedia
Espectaculares fotos de Tormentas!!
Trabajo sobre Tormentas Eléctricas
El Simbolismo de la Tormentas!!
100 Curiosidades Sobre la Tierra!!
Cómo se forman los huracanes!!
Fuerza de Coriolis
Comprobación de la Teoría de la Relatividad General mediante la Fuerza de Coriolis
Fenómenos de la naturaleza!!
Fotos de Fenómenos Meteorológicos
Extreme Inestability
Tormentas de Polvo
Nubes de Tormenta