Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente

Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente
Teoría de Bergeron y Findeisen
La teoría más plausible es la Bergeron. Su fundamento es que la humedad
relativa del aire es mayor con respecto a una superficie de hielo que con respecto a
una superficie de agua. Afirma que en toda nube la parte superior está por debajo
de los cero grados. Entre los -5 ºC y los -25 ºC la diferencia entre la presión de
vapor de agua entre una superficie de hielo y otra de agua es de 0,2 mb. En estas
condiciones coexisten cristales de hielo y vapor de agua subenfriado. En el aire
puro el vapor de agua puede estar subenfriado hasta -40 ºC antes de que se
congele espontáneamente.
Una vez formados los cristales de hielo estos crecen rápidamente. El vapor de
agua subenfriado se congela por sublimación en torno a los cristales de hielo.
Además, estos cristales adquieren las formas hexagonales dentadas típicas que
aparecen con la congelación del agua. A través de las irregularidades de la
superficie de los cristales de hielo estos se van engarzando y creciendo. Se forman,
así, copos de nieve. La temperatura óptima para la formación de copos de nieve es
entre los 0 y los -5 ºC. Cuando el tamaño de los copos de nieve es suficientemente
grande como para vencer la gravedad terrestre comienzan a caer. Si en su
descenso alcanzan temperaturas superiores a los 0 ºC se convierte en gotas de
agua.
Al igual que en la teoría de la coalescencia es necesario que existan núcleos de
condensación en la de Bergeron es necesario que existan núcleos de congelación.
Los núcleos de congelación son menos numerosos que los de congelación. A -30 ºC
apenas existen los 10 por litro. No obstante, a temperaturas más elevadas son más
abundantes. La caolinita, procedente del polvo de arcilla, es núcleo de congelación
entre los -9 y -4 ºC. El origen de los núcleos de congelación en la atmósfera no está
claro. Normalmente se atribuyen a polvo en suspensión pero también a las
emisiones volcánicas. Otras hipótesis, como la desintegración de meteoritos no
están tan claras, ya que no existe relación entre una mayor caída de meteoritos y
el aumento de las precipitaciones.
Esta teoría explica la mayor parte de los hechos observados en las
precipitaciones, pero no todos. Se ha comprobado que en cúmulos existentes sobre
las masas de agua tropicales dan lluvia aun cuando su potencia es tan sólo de
2.000 metros de espesor y la temperatura de la parte superior de la nube supera
los 5 ºC. A este tipo de nubes se llaman nubes cálidas. Estas nubes cálidas pueden
aparecer incluso en las tormentas de verano de las latitudes medias, aunque son
excepcionales.
Siguiendo la teoría de Bergeron se ha intentado, con éxito, provocar lluvias
«sembrando» una nube con núcleos de congelación, lo que quiere decir que el
mecanismo funciona, y que la teoría, al menos en sus puntos básicos, es correcta.
No obstante, si se desencadena prematuramente el mecanismo de congelación las
corrientes de aire ascendente se para y la nube se dispersa, por lo que no siempre
es posible desencadenar la precipitación.
Esta teoría explica porqué en invierno vemos que en el valle llueve y en las
cumbres de las montañas nieva; y de la formación del granizo. Cuando en todo el
recorrido desde la nube al suelo no se superan los 0 ºC la precipitación es en forma
de nieve. Normalmente entre el punto de fusión y la conversión de la nieve en agua
hay unos 300 metros de diferencia. Cuando la temperatura en la superficie está
entre 1,5 y 4 ºC aparece el aguanieve.
El granizo se forma cuando la gota de agua, ya líquida, vuelve a ascender por la
potencia de las corrientes de aire ascendente. En este proceso atrapa burbujas de
aire, lo que le da su característico color blanco. Cuando el contenido de agua líquida
de la nube es escaso se produce granizo blando, muy común en invierno y
primavera. El granizo duro se produce cuando el contenido de agua líquida es muy
abundante. Para ello es necesario que el copo de nieve se licúe en algún momento.
El granizo blando es más raro; se produce cuando el copo de nieve se licúa, se
vuelve a congelar y precipita. Con este proceso de ascenso y descenso, de licuación
y congelación el granizo presenta una estructura en capas concéntricas de hielo
transparente y opaco. El embrión es una gota de lluvia que ha sido arrastrada hacia
arriba volviéndose a congelar. Las capas de hielo opaco es producto de la
sublimación del vapor de agua sobre el hielo, y las capas de hielo transparente de
la congelación del agua líquida gracias a una película mojada en la capa más
externa de la bola de granizo.
La dificultad de esta teoría para explicar las primeras lluvias en la Tierra es que
exigen una atmósfera fría, en la que pueda desencadenarse el mecanismo de
Bergeron. ¿Existió en toda la historia de la Tierra una atmósfera lo suficientemente
fría
como
para
permitir
éste
mecanismo?
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