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Rayos: el cielo desestabilizadoOrigen de un tormenta eléctrica
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Cuando se produce una tormenta eléctrica, siempre se generan rayos, y también, en general, lluvias fuertes y ráfagas de vientos y hasta a veces granizo y tornados. Una tormenta eléctrica independiente se denomina una célula, que dura hasta una hora. Un grupo de células se denomina supercélula. Mientras que lascélulas individuales mueren y se forman nuevas, una supercélula puede durar horas y generar una cierta cantidad de tornados.
La receta para las tormentas eléctricas incluye cuatro ingredientes, que son todos necesarios y están interrelacionados:
Elevación: para que las nubes se formen, el aire húmedo debe subir, enfriarse y condensarse. La elevación es el mecanismo que hace que el aire suba, y existenmuchas maneras para que esto suceda. Cuando el sol calienta la tierra y la tierra calienta el aire sobre ésta, ese aire se eleva y un aire más frío ocupa su lugar. Cuando una masa de aire cálido se incorpora a una masa de aire frío, el aire cálido más liviano se eleva y se coloca por encima del aire frío. Un frente frío ascendente hace lo contrario: se desliza por debajo de la masa de aire cálidoy lo obliga a elevarse.
A medida que el aire cálido asciende, se va enfriando y entonces desciende: éste es un proceso llamado convección. Las corrientes de convección dispersan la energía termal (calor), en este caso el aire calentado. El término técnico para una tormenta eléctrica compleja es sistema convectivo de mesoescala.
Humedad: éste es un ingrediente esencial en todos los sistemasclimáticos. El aire ascendente no formará nubes si es seco. Las nubes cumulonimbos (popularmente llamadas nubes de lluvia, de tormenta o tormentosas) están cargadas de humedad en forma de vapor de agua. Se forman a medida que el aire cálido se eleva y luego se enfría hasta llegar al punto de condensación. El punto de condensación es la temperatura a la cual una nube se satura (no puede retener máshumedad) y el vapor de agua comienza a condensarse en forma de lluvia. Las tormentas eléctricas son más comunes en climas cálidos porque el punto de condensación es alto; las nubes pueden cargar más humedad antes de llegar al punto de saturación y liberar el torrente de lluvia.
Aire inestable: el aire húmedo y ascendente no siempre genera tormentas eléctricas. El aire debe ser inestable. Si el aire esestable, el aire ascendente se enfría más que el aire a su alrededor y vuelve a descender, y se evita así la tormenta eléctrica. Las masas de aire inestable ascienden y se enfrían pero se mantienen más calientes que el aire a su alrededor y, por lo tanto, continúan elevándose. El mecanismo de trasfondo es el calor liberado por la condensación en una nube. Debido a esto, la masa de aire ascendentese mantiene más cálida que el aire a su alrededor y continúa elevándose. El aire que asciende forma una corriente ascendente, mientras que el aire que desciende forma una corriente descendente.
No debe haber topes a aproximadamente 3.000 m (10.000 pies): un tope es la parte superior de una nube de convección, en donde el aire se estabiliza. Si no hay topes a alrededor de 3.000 m, el aire inestablecontinúa elevándose y esto permite que se desarrollen tormentas eléctricas. En este escenario de una masa de aire cálido ascendente, los tormentas eléctricas se forman en la masa de aire frío, inestable y húmedo que hay debajo de ésta. Con un frente frío ascendente, las tormentas eléctricas se forman a lo largo de la línea frontal y justo en frente de ésta.
Estos cuatro ingredientes se combinanpara formar una tormenta. Una corriente ascendente hace que se desarrollen nubes altísimas. Cuando comienza a caer lluvia, la corriente descendente desarrolla y forma ráfagas de viento cerca de la tierra. Finalmente, la corriente ascendente se rompe y la tormenta se termina. La fuerza de la corriente ascendente y descendente determina la fuerza de la tormenta.
Ahora, averigüemos qué hace que...