XI. LAS PRECIPITACIONES ATMOSFÉRICAS Y EL CICLO DEL AGUA
EL AIRE atmosférico nunca está completamente seco, sino que presenta cierta proporción de agua en forma de vapor que proviene, principalmente, del agua de los océanos, tan abundante en la superficie del planeta.
La humedad del aire es muy variable de un punto a otro de la Tierra. Alcanza el máximo sobre la porción ecuatorial de los océanos, y el mínimo sobre los desiertos, en donde el agua falta casi por completo. Los vientos que remueven la masa atmosférica mezclan las capas secas con las húmedas llevando este vapor lejos de los lugares de origen y formando las masas de aire.
El agua sube a la atmósfera debido al fenómeno de la evaporación, que es más intensa mientras más lo sea la temperatura y la agitación del aire. Así, las regiones ecuatoriales de los océanos evaporan al año una masa de agua de unos dos metros de espesor. En el Mediterráneo, que está sometido a una intensa radiación, se evapora un metro y medio en el mismo tiempo. En cambio, en las latitudes altas la cantidad decrece mucho hasta alcanzar un índice muy pequeño de evaporación en las aguas frías próximas a los polos.
También existen grandes variaciones de evaporación de este a oeste, a lo ancho del océano; por ejemplo, la evaporación sobre la cálida Corriente del Golfo en la parte occidental del Océano Atlántico, frente a las costas de Norteamérica, es casi el doble de la que se presenta sobre la parte oriental del mismo océano, frente a las costas de Europa, a la misma latitud. El promedio anual de evaporación en todos los océanos es de 97.3 centímetros de espesor.
Se ha calculado que un promedio de 10 billones de toneladas de vapor de agua se mueve en la atmósfera por acción del viento; un billón cae a la Tierra todos los días, y del océano se evapora por acción del Sol otro billón diariamente, el cual pasa a la atmósfera. Por lo tanto, la atmósfera es un gran depósito de vapor de agua y su periodo de renovación es cada 10 días.
La evaporación disminuye la temperatura de la superficie del agua ya que absorbe gran cantidad de la energía del Sol, esto regula el equilibrio térmico de los océanos. Asimismo, la evaporación tiene un efecto importante sobre la salinidad de los mares, ya que tiende a concentrar las sales que en ellos existen, es decir, incrementa la salinidad, contrarrestando la acción de las precipitaciones pluviales que diluyen las sales del agua próximas a la superficie del mar, disminuyendo la salinidad. Por tanto, se va a establecer un equilibrio entre la temperatura, la evaporación y la precipitación que permite que la salinidad aumente o disminuya según las condiciones existentes en la atmósfera y el océano.
También la evaporación es importante, por ser la fuente de la mayor cantidad del agua dulce de la Tierra, ya que el agua regresa a la superficie del planeta y a los océanos al precipitarse el vapor en forma de lluvia.
La cantidad de evaporación del agua de la superficie de los mares está determinada por los siguientes factores: temperatura, contenido de vapor de agua en la atmósfera, velocidad del viento, salinidad del agua y área de agua expuesta al Sol.
La evaporación es directamente proporcional a la temperatura y a la velocidad del viento, ya que al aumentar estos factores también se incrementa ella, y es inversamente proporcional al contenido de vapor de agua y a la salinidad de ella, debido a que cuando éstos son altos la evaporación disminuye.
Si en su movimiento ascendente las masas de aire cargadas de vapor de agua se encuentran con otras sólo de aire, el vapor se condensa y forma nubes, haciéndose visible, como ocurre al borde del mar, en donde las masas de aire marítimo, saturadas de humedad, chocan con las de origen continental, secas y frías. La evaporación de la superficie del mar es la fuente de las nubes, y el aire marítimo el portador de ellas. Las nubes que se encuentran sobre los continentes tienen origen marino, ya que el aire continental presentaría el cielo despejado.
Al originarse las nubes, se van uniendo hasta formar un manto con un espesor de aproximadamente un kilómetro, que ha sido llamado el mar de nubes al ser observado por los que viajan en avión o por los alpinistas que escalan altas montañas, por el aspecto que presentan. Al principio, este manto de nubes parece inmóvil, surcado únicamente por suaves ondulaciones, pero a menudo los cambios en sus condiciones y en sus movimientos pueden hacer que se presenten los factores adecuados para que se originen los violentos torbellinos.
Las nubes están formadas por la concentración de gotas de agua o de cristales de hielo que se encuentran suspendidos en la atmósfera como consecuencia de la condensación del vapor de agua contenido en el aire, debido al enfriamiento de este último.
Las nubes presentan gran variedad en sus formas y características y los meteorólogos han establecido varias clasificaciones formando la llamada "escala del cielo"; la clasificación más aceptada es la que distingue cuatro categorías principales:
Cirros: nubes aisladas de contorno filamentoso; se mantienen a gran altura —8 000 a 9 000 m— y suelen estar formados por cristales de hielo; nunca dan origen a precipitaciones en forma de lluvia o nieve, y forman al combinarse con otros tipos de nubes los cirrocúmulos o cirroestratos.
Estratos: son las masas de nubes extendidas en una forma especial y definida. Según su origen y modo de formación, los de poco espesor se sitúan en los 1 500 metros de latitud. Tampoco originan lluvia, pero al combinarse se convierten en nimboestratos, que producen los chubascos o aguaceros finos y persistentes, y se encuentran muy bajos, a 1 000 metros.
Cúmulos: son nubes redondas, de un blanco inmaculado. Se desarrollan verticalmente, o sea que su base está a los 1 500 metros o más de altitud. Al convertirse en cúmulo-nimbos, que llegan hasta los 12 000 metros de altura, provocan los chubascos, tormentas o granizo.
En estas nubes se originan los movimientos violentos producidos por los torbellinos
y las fuertes descargas eléctricas que se forman por una diferencia grande de
potencial eléctrico entre una nube y el suelo, entre dos nubes, o entre dos
partes de una misma nube. Estos cúmulo-nimbos acumulan enormes cargas de energía
eléctrica, de 3 000 voltios por centímetro, que al llegar al suelo provocan
descargas de cientos de miles de amperios.
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OCÉANO/ CORRIENTE
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Millones de m³ / segundo
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| ANTÁRTICO | |
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Corriente circumpolar antártica
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100
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| ÁRTICO | |
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Corriente de Groenlandia
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6
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Corriente del Mar de Noruega
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1
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| ATLÁNTICO | |
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Corriente del Golfo
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70 — 90
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Corriente de Florida
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40
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Corriente de Brasil
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10 — 20
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| ÍNDICO | |
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Corriente de Agulhas
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20
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| PACÍFICO | |
| Corriente del Perú |
15 — 20
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| Corriente Kuro-Shivo |
20 — 70
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NÚMERO
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TIPO |
ALTURA APROXIMADA (metros) |
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1
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Cirros |
8 000 — 9 000
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2
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Estratos |
1 500
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3
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Cirrocúmulos |
------------
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4
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Altocúmulos |
------------
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5
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Altoestratos |
------------
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6
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Estratocúmulus |
------------
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7
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Nimbocúmulus |
------------
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8
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Cúmulus |
2 000
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9
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Cumulonimbos |
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10
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Nimbos |
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NÚMERO
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VISIBILIDAD
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NIEBLA
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0
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50 metros
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Densa
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1
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200 metros
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Delgada
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2
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400 metros
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Moderada
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3
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1 000 metros
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Tenue
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4
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1 milla náutica
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Calimo
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5
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2 millas náuticas
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Mala visibilidad
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6
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5 millas náuticas
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Buena visibilidad
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7
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10 millas náuticas
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Buena visibilidad
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8
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30 millas náuticas
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Buena visibilidad
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9
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Más de 30 millas náuticas
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Excelente visibilidad
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Nimbos: son nubes negras, de forma irregular, que siempre generan lluvias. Su forma más corriente es la asociada, algunas veces como nimboestratos, y otras, como cúmulo-nimbos.
Cuando la luz del Sol o de la Luna incide sobre las nubes formadas por cristales de hielo, como en el caso de los cirro-estratos, se origina una serie de bellos anillos luminosos denominados halos, a los que es más fácil observar con la luz de la Luna, debido a que la del Sol es muy intensa.
En sus estudios sobre el clima y el tiempo, los meteorólogos toman en cuenta, entre otros datos, los diferentes tipos de nubes y su extensión en el cielo, a esto lo llaman nubosidad.
Otro tipo de condensación de las masas de aire saturadas de vapor de agua se presenta en la niebla, que se forma cuando estas masas hacen contacto con el suelo o con la superficie del mar, generalmente en los días cálidos de verano donde al llegar la noche, el enfriamiento de la atmósfera produce la niebla. En ciertas regiones es más frecuente este fenómeno, y a veces la niebla es tan intensa que se pierde la visibilidad a centímetros de distancia. Las nieblas son muy comunes en el mar.
Al aumentar el vapor su volumen en la atmósfera, las gotas de agua incrementan su peso, provocando lluvia; cuando este peso se hace mayor aumenta la velocidad de caída, con lo que la lluvia se intensifica y puede transformarse en una tormenta. La frecuencia e intensidad de las lluvias son variables en las diferentes regiones de la Tierra y cambian de acuerdo con la evaporación y con la latitud; pero se ha calculado que se produce una precipitación promedio de 89.7 centímetros por año.
El diámetro de las gotas de agua oscila entre una décima de milímetro y 5 milímetros, siendo el término medio de 2 milímetros. La duración de la lluvia es más breve si es mayor el tamaño de las gotas, como ocurre en los chaparrones o aguaceros.
El relieve topográfico desempeña importante papel en la frecuencia de las lluvias. Las montañas obligan a elevarse a las masas de aire, lo que provoca la rápida condensación del agua y su precipitación como lluvia o nieve.
Sin embargo, existen regiones en las que la nubosidad es bastante elevada, y la pluviosidad, es decir, la cantidad de lluvia, escasa, por lo que las nubes sólo en raras ocasiones provocan la precipitación. En estas regiones, el problema grave es la sequía.
En los océanos la precipitación anual varía de acuerdo con su extensión superficial, por lo que es mayor en el Océano Pacífico, después en el Índico y menor en el Atlántico; también cambia por la latitud, y es mayor en las zonas subecuatoriales de ambos hemisferios en los tres océanos y menor conforme aumenta la latitud tanto al norte como al sur en el Atlántico y Pacífico; pero en el Índico se localizan los cambios principalmente en la latitud sur.
El vapor de agua atmosférico condensado cae en diferentes formas, ya sea nieve o granizo, dependiendo de las condiciones locales. La nieve aparece cuando las masas de aire cargadas de vapor de agua se encuentran con otras cuya temperatura es inferior a 0°C, entonces, el agua cristaliza y forma las "estrellitas de la nieve", durante su caída pueden aglomerarse y formar los copos de nieve, con diverso grado de dureza y tamaño.
La forma de granizo puede destrozar las cosechas ya que a veces el tamaño de los cristales llega a ser hasta de 5 a 10 centímetros pesando varios gramos.
Cuando los rayos solares inciden sobre las gotas de agua que se encuentran en la atmósfera, la luz se refleja y se descompone formando el espectro normal de la luz, que se observa en forma de un arco de siete colores, llamado arco iris.
Otro fenómeno atmosférico que se presenta en el océano es el fuego de San Telmo, que se origina cuando existe una diferencia de potencial eléctrico muy grande, que hace que de los objetos terminados en punta se desprendan electrones que chocan con la molécula de aire y producen chispas. Esto es muy común observarlo en el mástil de los barcos.
Con todo lo anterior, se puede apreciar que los océanos ceden a la atmósfera enormes cantidades de vapor de agua gracias al fenómeno de la evaporación que se origina en su superficie, sobre todo en las regiones ecuatoriales y tropicales, en donde la elevada temperatura lo favorece.
Las masas de aire caliente de estas regiones, cargadas de vapor de agua formando la humedad, se elevan en la atmósfera y se dirigen hacia los continentes debido a los vientos procedentes del océano, y al hacer contacto con las montañas se elevan hacia las zonas frías. Por la acción del choque con las masas en forma de nubes que, arrastradas por el viento, provocan la lluvia.
El agua cae sobre el mar y sobre la tierra; cuando lo hace en el mar retorna enseguida a su punto de partida; cuando cae en la tierra, ha de seguir caminos muy distintos hasta reintegrarse a él, estableciendo el llamado ciclo hidrológico.
Una parte del agua que se precipita sobre la tierra corre por la superficie de ésta, se concentra en arroyuelos y luego en ríos que erosionan y disuelven los materiales que se encuentran a su paso y que la llevan, por último, al mar.
El suelo es recorrido por una inmensa red de torrentes, arroyos y ríos que alcanzan, en conjunto, una longitud de más de 130 000 kilómetros y envían sus aguas al lecho de corrientes caudales. La masa de agua arrojada por estas corrientes principales, calculada en unos 13 000 millones de metros cúbicos por hora, es recogida por el océano, en el cual se decanta el fango que ella arrastró, y queda en su fondo, y se limpia, combinándose con las sales de sodio, potasio, calcio y magnesio. Luego, el Sol la evapora nuevamente y se originan las nubes, enriquecidas en oxígeno por la acción de los vientos, y vuelven a viajar de nuevo a la tierra. Aquí, el frío condensa el vapor de agua, que cae como lluvia o rocío.
Otra parte del agua que cae sobre la tierra se infiltra y constituye el agua
subterránea, formando la capa acuífera que al filtrarse y formar manantiales
es aprovechada por los vegetales, los animales y el hombre. Y otra tercera parte
se evapora y vuelve a la atmósfera.
El ciclo ha sido alterado por la acción del hombre al talar los bosques, lo que provoca que el agua se precipite rápidamente al mar, haciendo que los ríos se desborden y luego se sequen, que la tierra fértil sea arrastrada y aumente la erosión, que la capa acuífera desaparezca y, por lo tanto, que el agua no se aproveche.
Este ciclo existe desde los más remotos tiempos de formación de la atmósfera y de la hidrósfera y ha mantenido más o menos constante la cantidad de agua existente en la Tierra.
Si se detuviera esta maravillosa colaboración del Sol, la atmósfera y el mar, bastarían unas semanas para que la vida desapareciera totalmente de nuestro planeta. La masa de agua que el mar confía al cielo durante un mes bastaría para que un país de la extensión de Francia quedara oculto más de 30 metros bajo las olas.
Para mantener el equilibrio del ciclo hidrológico y, por lo tanto, de la vida, el océano llega a regir severamente la distribución de los vientos y de las precipitaciones. La mayor parte de las tormentas que estallan en la atmósfera que está cubriéndolo y que tratan de penetrar en tierra son ahogadas en su seno, haciéndoles gastar su energía por el rozamiento contra su superficie, cargándolas con pesado vapor de agua, frenándolas y desorientándolas y así, muchas veces, cuando llegan a las costas, las tempestades están a punto de extinguirse manteniendo este equilibrio.
Si una de estas furias descargara sobre un continente con su fuerza inicial, ningún ser viviente, nada de cuanto los hombres han construido, quedaría en pie en miles de kilómetros cuadrados.
El agua tiene un papel esencial en las actividades del planeta desde tiempos muy remotos, y sin duda continuará siendo un factor decisivo de multitud de fenómenos mientras éste exista; sin embargo, la abundancia del agua en la naturaleza y el continuo contacto que con ella se tiene en todos los momentos de la vida, hacen que no se le conceda la importancia que realmente tiene y debe concedérsele.
Como esta agua es indispensable para que se conserve la vida, se hace necesario que la humanidad tome conciencia de lo importante que es utilizarla razonablemente, cuando pasa sobre los continentes, deteniéndola lo más posible para hacerla rendir en su beneficio.
