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No es sorprendente, por lo tanto, que el granizo y la lluvia intensa sean comunes a estas nubes. Ambos elementos requieren para su formación la existencia previa de grandes masas nubosas con elevados contenidos de vapor y fuertes corrientes verticales.

Cuando medimos la intensidad de la precipitación que llega al suelo, medimos la cantidad de agua que cae por unidad de tiempo, ya sea en una hora o en un día. La intensidad es una medida de la masa de cada una de las gotas y de la velocidad con que se aproximan al suelo.

Existen varios procesos que explican el crecimiento de la pequeñas gotitas o cristales de hielo de las nubes, pero una vez que han alcanzado diámetros de unos 0.1 mm el más importante mecanismo de crecimiento es, sin lugar a dudas, la colisión y la coalescencia.

Las gotas grandes y separadas ( a razón de 140 por metro cúbico) que caen rápidamente chocan y se unen con otras gotitas mucho más pequeñas que constituyen las nubes (a razón de 100 por centímetro cúbico).

Las grandes gotas caen y crecen ahora más rápidamente aún. Por este proceso puede formarse gotas del orden de 1 mm de diámetro en breve tiempo, si permanecen dentro de la nube durante un lapso suficiente. Una gota de este tamaño tiene una velocidad final de caída en aire calmo de unos 210 metros por minuto. Para que la gota pueda permanecer mucho tiempo dentro de la nube es necesario que la corriente dentro de ésta ascienda con mayor velocidad. Mientras las gotas permanezcan dentro de la nube continuarán creciendo.

Una vez formadas las grandes gotas pueden contribuir a la formación de lluvias fuertes, de gran intensidad, al precipitarse hacia el suelo con rapidez. Esto sucede cuando las gotas son arrastradas hacia la superficie por las corrientes descendentes. Las mediciones efectuadas desde aeroplanos muestran que el aire puede descender a razón de varios cientos de metros por minuto. Cuando se suma este factor y la velocidad de caída de las gotas en aire calmo, éstas puede alcanzar velocidades de caída en relación al suelo superiores a 1600 metros por minuto. En este caso, el número de grandes gotas que golpean contra el suelo por unidad de tiempo es muy elevado, y las lluvias son torrenciales.

El granizo siempre ha sido de gran interés por la dobre razón de los daños que ocasiona y por no ser demasiado frecuente. El mecanismo exacto de su formación aún no ha sido completamente individualizado, pero existen muchos puntos coincidentes entre las opiniones de los expertos. Al examinar un granizo grande podemos apreciar su composición en capas superpuestas de hielo más transparente y más opaco. Toda teoría sobre la formación del granizo debe explicar esta laminación tanto como los tamaños extremos.

Un item de información pertinente, que se conoce desde hace mucho tiempo, es que cuando una nube convectiva se eleva hasta alturas donde la temperatura es inferior al punto de congelación, las gotitas de las nubes no se congelan hasta que se alcanza una temperatura muy baja.

Entre -10ºC y -20ºC, las gotitas de las nubes están aún, en general, en estado líquido. Es también posible encontrar gotitas líquidas a temperaturas extremas de casi -40ºC.

En este estado se dicen que las gotas están sobreenfriadas o subenfriadas. Estas gotitas permanecerán en estado líquido hasta que tomen contacto con los cristales de hielo, o partículas especiales, conocidas como núcleos de congelación. Cuando esto ocurre, se congelan.

Si un cristal de hielo o gota congelada grande de la nube cae a través de una región de la misma nube constituída por pequeñas gotitas sobreenfriadas, puede crecer originando una partícula grande de hielo a medida que las pequeñas gotitas interceptadas se congelan. Si las corrientes ascendentes tienen poca velocidad, la partícula de hielo pronto saldrá de la nube, derritiéndose cuando llega a temperatura más elevadas y alcanzando el suelo en forma de lluvia.

Así, las grandes gotas de lluvia de una nube de tormenta son, en general, partículas de hielo derretidas. Si, en cambio, las velocidades ascensionales son grandes, la partícula congelada será mantenida dentro de la nube y puede continuar creciendo con un ritmo cada vez mayor hasta convertirse en un completo granizo.

¿Qué se sabe de las capas de hielo claro y de hielo blanco del granizo?.

En un tiempo se pensaba que las laminaciones eran producidas por incursiones sobre y debajo del nivel de congelación. Se creía que la única forma de obtener el hielo claro y transparente era permitiendo a la partícula de hielo iniciar su fusión que originara uan película de agua líquida, la cual se congelaría nuevamente cuando una nueva corriente de ascenso llevara al incipiente granizo a regiones más frías.

Se sabe ahora que el hielo transparente puede originarse en la parte sobreenfriada de la nube, siempre que la cantidad de agua líquida interceptada sea lo suficientemente abundante.

Supóngase que el granizo en su caída chocara con un gran número de gotas sobreenfriadas. Para que éstas se congelasen casi de inmediato y por lo tanto generasen hielo opaco, el calor de congelación debería ser disipado rápidamente.

Un cubito de hielo en un vaso de agua toma largo tiempo en derretirse puesto que el calor necesario es suministrado lentamente. El problema inverso, el de la congelación, es en gran parte similar. Como el agua sobreenfriada no se congela instántaneamente, se acumula en forma paulatina. De este modo se forma una capa de hielo transparente.

Si el granizo atraviesa ahora una capa de la nube con bajo contenido de agua serán pocas las gotas interceptadas, y como los requisitos de disipación del calor pueden cumplirse, las gotitas sobrenfriadas se congelan sin desparramarse sobre el granizo.

En el hielo quedan atrapadas burbujas de aire, dando origen a la opacidad observada.

Un solo viaje hasta el tope de una nube de tormenta bien desarrollada y el subsiguiente descenso permitirán la acumulación de suficiente agua sobreenfriada como para formar un granizo de poco más de un centímetro, pero para aquellos cuyo diámetro es de casi 8 cms un solo recorrido no es suficiente. Como la velocidad de caída de un granizo de 2.5 cm es de unos 1200 metros por segundo, una piedra de este tamaño caería rápidamente fuera de la nube y no tendría oportunidad de crecer hasta alcanzar los tamaños extremos, que algunas veces es dado observar,a menos que existan fuertes corrientes verticales capaces de mantener el granizo en la parte fría de la nube.

F.H.Ludlam expuso un mecanismo capaz de explicar la permanencia del granizo en las partes sobreenfriadas de la nube por períodos suficientemente largo como para que puedan alcanzar tamaños de casi 8 cms, y al mismo tiempo presentar laminaciones.

Este autor supone que si la corriente de ascenso que lleva el granizo es desviada por los fuertes vientos de altura, éste podrá caer a través de una capa con bajo contenido de agua líquida antes de entrar en otra corriente ascendente cuya velocidad vertical es no solo suficiente como para soportar al granizo, sino también como para obligarlo a ascender una ciertas distancia antes de que el proceso se repita.

Como el contenido de agua líquida en la corriente ascendente es mayor que en la región en que el granizo cae, se explica la estructura laminar que presenta el granizo. Como la velocidad de caída de un granizo de 8 cms de diámetro se estima en unos 1800 metros por minuto, es evidente que las nubes que originan granizos grandes deben poseer intensas corrientes verticales.

Del libro: " La naturaleza de las tormentas" de Louis J. Battan.Editorial Universitaria de Buenos Aires, 1964.