¿Cómo se forma la lluvia?

La lluvia se forma a partir de algunos tipos de nubes que tienen suficiente humedad y han desarrollado una cantidad suficiente de gotas de agua. Normalmente se forman por la condensación del vapor de agua en pequeñas partículas conocidas como “Núcleos de condensación de nubes, CCN”. A medida que caen las gotas, podrían acumular más agua y crecer o colisionar con otras gotas y crecer. Este crecimiento normalmente se limita a un cierto tamaño, cercano a 5 mm en el llamado “diámetro equivalente”, es decir, el diámetro de una esfera que contiene el mismo volumen de agua. Incluso a medida que se acerca a este diámetro, podría romperse en pequeñas gotas, ya sea en colisión con otras gotas o simplemente debido a las fuerzas aerodinámicas sobre él. Más allá de aproximadamente 5 o 6 mm de diámetro equivalente, cambian de forma rápidamente, se vuelven más planos en esferoides achatados y luego en formas muy planas. Si esto continúa, entonces pueden separarse así como caen. El tamaño de la gota de lluvia generalmente depende del tipo de lluvia, la lluvia más fuerte generalmente tiene gotas más grandes, aunque esto no se puede tomar como una regla.

A veces, si las condiciones son correctas, el vapor de agua se condensa sobre los núcleos de hielo para formar cristales de hielo. Si estos crecen lo suficiente, se mueven gradualmente hacia abajo y usted obtiene nevadas o granizo.

Espero que esto haga que el proceso sea razonablemente claro.

Finalmente, lo que causa la lluvia en nuestra atmósfera es el ascenso del aire que contiene vapor de agua. Durante el ascenso, la presión disminuye (como resultado de la gravedad), por lo que el aire ascendente se expande y se enfría al hacerlo. Cuando el aire comienza con una humedad relativa inferior al 100%, este enfriamiento por expansión hace que aumente la humedad relativa, hasta el punto de saturación. En el punto de saturación, comienza la condensación del agua (generalmente comienza un poco antes de alcanzar el 100%, en realidad, como resultado de pequeñas cantidades de núcleos de condensación higroscópicos en el aire) y el aire permanece saturado a medida que asciende más, lo que resulta en Condensación continua. La condensación inicialmente forma pequeñas gotas de nubes que son numerosas pero que son demasiado pequeñas para caer al suelo como lluvia. Hay procesos que pueden continuar en las nubes (esto se vuelve bastante técnico) que hacen que las gotas de nubes (y partículas de hielo, para nubes lo suficientemente altas como para que una parte de la nube esté por encima del nivel de 0 ° C en la atmósfera), crezcan de tamaño y eventualmente se vuelven lo suficientemente grandes como para caer como lluvia. Consulte los siguientes sitios para obtener más información:

Colisión / coalescencia; El proceso de Bergeron
Física de la nube
Página en washington.edu

Lluvia frontal

La lluvia frontal ocurre cuando dos masas de aire se encuentran. Cuando una masa de aire caliente se encuentra con una masa de aire frío, no se mezclan ya que tienen diferentes densidades (un poco como el aceite y el agua). En cambio, el aire cálido menos denso se empuja hacia arriba sobre el aire frío y denso creando el “frente”. Como resultado, al igual que cuando el aire se eleva hacia las montañas, el aire cálido menos denso se enfría y el vapor de agua se condensa en agua y cae como gotas de lluvia. Este tipo de lluvia puede ocurrir en cualquier parte del Reino Unido.

Lluvia orográfica

La lluvia orográfica es la lluvia producida como resultado de las nubes formadas a partir de la topografía, o forma, de la tierra. Donde hay tierra alta, el aire húmedo se ve forzado hacia arriba produciendo nubes y, potencialmente, precipitaciones.

Las áreas montañosas cercanas a los vientos predominantes del oeste tienen más probabilidades de experimentar este tipo de lluvia. La geografía del Reino Unido significa que este tipo de lluvia es más común en el norte y el oeste del Reino Unido, donde el aire cálido y húmedo del Atlántico se enfría cuando es forzado hacia arriba a gran altura.

Lluvia convectiva

La lluvia convectiva es producida por una nube convectiva. La nube convectiva se forma en movimientos verticales que resultan de la inestabilidad de la atmósfera. Una forma en que la atmósfera puede volverse inestable es calentando el sol. El suelo se calienta, haciendo que la humedad en el suelo se evapore y se eleve, y el suelo caliente también calienta el aire sobre él. A medida que el vapor de agua sube, se enfría y se condensa en nubes y eventualmente llueve.

Cuando calienta el aire desde abajo de esta manera, al igual que en un hervidor de agua hirviendo, tiende a obtener “burbujas” de aire ascendente, conocidas como corrientes ascendentes. Estos son mucho más pequeños que el levantamiento de aire a gran escala que ocurre en los frentes y sobre las cadenas montañosas. Esto tiende a darnos áreas de lluvia más pequeñas, con claros períodos intermedios, comúnmente conocidos en el Reino Unido como “sol y lluvia”.

Este tipo de lluvia es más común en el sur y el este del Reino Unido, donde generalmente es más cálido. Esta área también es propensa a lluvias muy fuertes y tormentas eléctricas, esto se debe a que el aire más cálido puede retener más agua.

A veces, puede recibir los tres tipos de lluvia a la vez, y esto puede provocar graves inundaciones.

Cuando el aire cálido y húmedo sube, se enfría y el vapor de agua se condensa para formar nubes. Una nube está compuesta de pequeñas gotas de agua o cristales de hielo, dependiendo de su altura y del frío que tenga el aire circundante. La altura y la temperatura también determinan si cualquier “precipitación” resultante (del latín “caer de”) será lluvia o granizo asociado con tormentas eléctricas, o la nieve, aguanieve y lluvia helada que asociamos con el clima invernal.

Para formar lluvia, el vapor de agua necesita lo que se llama un “núcleo de condensación”, que puede ser pequeñas partículas de polvo o polen, arrastradas a la atmósfera. Cuando las gotas de condensación que forman la nube se hacen lo suficientemente grandes y pesadas como para superar la presión ascendente de la convección, comienzan a caer. Si la temperatura hasta el suelo está por encima de cero, entonces está lloviendo. Cuando se forman cristales de hielo en lo alto de la nube, y está debajo del punto de congelación del agua, entonces se neva. Pero cuando hay capas alternas de aire por encima y por debajo del punto de congelación, se obtienen otros tipos de precipitación.

Si sabe que la mayoría de las nubes se forman en la troposfera (capa más baja de la atmósfera terrestre). Podemos ver fácilmente que la temperatura disminuye con la altura en la troposfera. El aire justo por encima de la superficie terrestre se calienta debido a la alta temperatura y comienza a elevarse por encima de la atmósfera después de la fuerza de flotabilidad (el fluido menos denso flota sobre un fluido más denso). el vapor se enfrenta continuamente a una disminución de la temperatura a medida que aumenta y, por lo tanto, el vapor de agua presente en el aire se condensa. que solíamos llamar precipitación.

Cuando era niño, le hice la misma pregunta a mi madre y ella me dijo que cuando el agua se calienta lo suficiente, se evapora como vapor en el aire. Cuando una masa de aire se enfría rápidamente a su punto de saturación, el vapor de agua se condensa en grupos de pequeñas gotas de agua y cristales de agua congelados. Llamamos a estos grupos de nubes. Con el tiempo, las gotas y los cristales que forman una nube pueden atraer más agua hacia ellos. Cuando las gotas de agua crecen lo suficiente, la gravedad las empuja hacia abajo como gotas de lluvia. Si el aire es lo suficientemente frío, los cristales de hielo pueden permanecer congelados y crecer lo suficiente como para caer como nieve, aguanieve, lluvia helada o granizo.

¡Gracias!

Soy candidato a doctorado en Matemática Aplicada y estudio microfísica en la nube. Mi área de investigación es la colisión y la fusión en nubes cálidas. Así que hablaré de nubes cálidas.

Las nubes contienen agua líquida en gotas que son lo suficientemente pequeñas como para permanecer suspendidas en el aire. Las pequeñas gotas permanecerán suspendidas porque su velocidad máxima hacia abajo bajo la fuerza de la gravedad es menor que la fuerza hacia arriba debido a las corrientes ascendentes típicas de las nubes.

Las gotas de nubes crecen inicialmente debido a la condensación, luego crecen debido a la colisión y la fusión, y finalmente crecen bajo la fuerza de la gravedad. El crecimiento por condensación no creará gotas lo suficientemente grandes como para superar las corrientes ascendentes de nubes típicas. Sin embargo, la colisión y la fusión crearán llovizna. Luego, a medida que la llovizna cae bajo la fuerza de la gravedad, gotas de llovizna más grandes caerán más rápido y tomarán gotas de llovizna más pequeñas para crear gotas de lluvia.

La condensación de los vapores de agua de las nubes causa lluvia y las nubes se forman por evaporación de los cuerpos de agua por acción del calor de la energía solar. Incluso la evapotranspiración libera vapor de agua en la atmósfera, que es la evaporación de las plantas.

Cuando el aire caliente se eleva debido a su densidad, la atmósfera a gran altitud se enfría debido a que la atmósfera se calienta desde el suelo. Muy bien, el aire ascendente tiene su vapor de agua. Cuando las temperaturas atmosféricas disminuyen, el vapor de agua dentro de nuestro aire ascendente comienza a enfriarse y finalmente se convierte en hielo. Los hielos se están derrumbando en las nubes, por lo que su peso se está volviendo más pesado. Cuando la velocidad del viento ya no puede levantarlos, caen. De la temperatura es lo suficientemente alta como para derretir el hielo, lo llamamos lluvia, si la temperatura del suelo es inferior a 5 grados centígrados o más baja, como nieve. Todo lo que necesitas es subir el aire con vapor de agua.

En primer lugar, hay dos tipos de lluvia, a saber, lluvia por convección y lluvia de alivio.

La lluvia por convección se forma cuando los cuerpos de agua en la tierra ganan calor y se evaporan, formando vapor de agua caliente que se eleva hasta llegar al punto de rocío a medida que sube el aire caliente. Una vez que alcanza el punto de rocío, se condensa para formar nubes de cumulonimbos. Cuando las nubes cumulonimbus se saturan con agua, se vuelven pesadas y el agua cae a la tierra como lluvia.

La lluvia de alivio ocurre cuando el viento en movimiento sobre el mar recoge vapor de agua y se convierte en viento húmedo. El viento húmedo en movimiento se encuentra con una zona costera montañosa y se ve obligado a subir por el lado de barlovento de la montaña. Cuando el viento húmedo alcanza el punto de rocío, se enfría y forma nubes. Cuando las nubes se saturan de agua, se vuelven pesadas y el agua cae a la tierra como lluvia en el lado de sotavento de la montaña.

La lluvia por convección generalmente ocurre en lugares que tienen una mayor densidad de cuerpos de agua, mientras que la lluvia de alivio ocurre en las zonas costeras montañosas.

Imagina que eres un copo de nieve dejando una nube. ¡Es emocionante, tu primer paracaidismo! Hace buen frío y estás vestido solo para la ocasión. Usted y sus amigos están todos juntos, algunos pesan un poco más y otros un poco menos. Entonces, de repente, notas que algo no está bien. Sigue calentándose a medida que te caes y algunos de tus brazos, o tal vez piernas … puntos, vamos con puntos. Algunos de sus puntos en su hermosa estructura de copo de nieve comienzan a derretirse. Finalmente golpeas el suelo, pero ya no como un copo de nieve, sino como un copo de nieve con agua para los brazos. Tus amigos más grandes apenas se derritieron, mientras que tus amigos más pequeños son completamente agua. Cuanto más alto sobre el suelo esté el nivel de congelación, más probabilidades hay de que llueva, pero cuando está muy cerca del suelo, en algún lugar hay copos de nieve con esa sensación de derretimiento.

Los océanos son la principal fuente de lluvia , pero los lagos y ríos también contribuyen a ello. El calor del sol evapora el agua. Permanece en la atmósfera como un vapor invisible hasta que se condensa, primero en nubes y luego en gotas de lluvia. La condensación ocurre cuando el aire se enfría.

¿No aprendiste esto en la escuela primaria? El calor del sol provoca la evaporación que forma nubes. Finalmente, estas nubes disminuyen su humedad como lluvia (o nieve si la temperatura es lo suficientemente baja)

Cuando la humedad relativa alcanza el 100%, el agua se condensa en gotas, que aún no caen. No hasta que se hagan más grandes y el aire ya no pueda soportarlos.

Básicamente, cuando un frente más cálido y húmedo golpea un frente más frío, la humedad relativa supera el 100%.

Pero, una nube lenticular se forma cuando el aire se mueve sobre una montaña. Este es aire de mayor velocidad, como sobre un ala, donde la presión cae y se forma niebla.

Los bosques afectan las precipitaciones en cierta medida, debido a su aire más frío y húmedo y la resistencia que ofrecen al movimiento de los vientos. El aire del bosque, cuando está suficientemente húmedo y suficientemente frío, precipitará su humedad como lluvia, o al entrar en contacto con vientos más cálidos y cargados de humedad hará que esta humedad caiga como lluvia. El efecto de un bosque en el control de los vientos cargados de humedad es similar al de las cadenas montañosas, aunque, en el caso de las cadenas montañosas, hay un elemento adicional. Los vientos cálidos y húmedos que golpean una montaña se ven obligados a subir por la pendiente y, debido al hecho de que el aire se expande a medida que se eleva, se enfrían y causan lluvias.

Al levantarse! Esto es lo que a menudo olvidamos; La lluvia comienza primero hacia arriba.

A medida que el aire húmedo y cálido se eleva porque es menos denso que el que lo rodea, se enfría por el efecto adiabático de una menor presión en el aire. Una vez que alcanza el punto de rocío, comienza a formar pequeñas gotas de agua sobre cualquier cosa con una masa, lo que llamamos núcleos de condensación.

¡Pero el agua se evapora todo el tiempo! Incluso la nieve y el hielo se evaporan, pero luego lo llamamos sublimación.

Para formar gotas más grandes, el aire debe elevarse aún más y cuando son lo suficientemente grandes como para superar el aumento por gravedad, es cuando llueve.

A veces, el aumento es tan fuerte que las gotas se vuelven enormes y siguen aumentando hasta que se congelan en gránulos de hielo. Cuando finalmente bajan es como granizo.

El aire cálido y húmedo se eleva desde la superficie de la Tierra. (Convección)

A medida que sube, el aire se enfría. La humedad en el aire se enfría a su temperatura de punto de rocío y el vapor de agua se convierte en líquido. Se forma una nube. Finalmente, las nubes se vuelven demasiado pesadas y el agua vuelve a caer a la Tierra como lluvia.