En las últimas jornadas en la
Península Ibérica se están registrando focos tormentosos que están dando lugar
a gran cantidad de descargas eléctricas sobre la superficie terrestre. La
mayoría de las descargas producidas no suelen generar daños. Pero en ocasiones
causan incendios forestales o se originan daños materiales en bienes e
instalaciones. En la comarca de Alba de Tormes por ejemplo aún se recuerdan los
daños que produjo la caída de un rayo en una vivienda de la Urbanización Los
Cisnes el 2 de marzo de 2012.
Un rayo también puede causar
graves daños personales. El último suceso señalado en España ha tenido lugar el
14 de mayo de 2013 cuando una de dichas descargas causó heridas graves a un
hombre en Madrid.
Pero poco sabemos de las
tormentas; ¿cómo se forman?, ¿cómo se generan
los rayos en una tormenta? y sobre todo ¿cuando aparecen las tormentas?
Las tormentas suelen aparecer
asociadas a frentes fríos, pero también pueden surgir tormentas en el seno de
una masa de aire debido al caldeo solar de la superficie terrestre, sobre todo
en primavera y verano.
Las tormentas necesitan dos
ingredientes para que se produzcan: Una atmósfera inestable que favorezca el
ascenso de un aire más cálido hacia las capas altas, y que el aire que asciende
contenga una elevada humedad.
Hay dos maneras para que exista
una inestabilidad en la atmósfera: o bien que se sitúe una masa de aire frío en
altura sobre una masa cálida en los bajos niveles, o que el aire cercano a la
superficie se caliente más que el aire en altura a causa del efecto de la
absorción de la radiación solar que aumenta la temperatura del suelo.
En primavera la humedad ambiental
es lo suficientemente elevada como para favorecer la generación de tormentas
En una tormenta hay una serie de
efectos observables: Fuertes chubascos (aunque no siempre), granizo (no
siempre), vientos racheados, rayos, relámpagos y truenos. El resultado visible
en el cielo sería la formación de una nube tipo cumulonimbo.
Para el desarrollo de una
tormenta se pasa por una serie de etapas. La primera etapa sería la de la
formación del Cúmulo. En esta primera etapa se generan corrientes verticales
ascendentes y comienza a entrar aire por los laterales del cúmulo. En esta
etapa el interior de la nube aún tiene temperaturas positivas. Visualmente observamos una nube en forma de
cúmulo de una tonalidad oscura. Si observamos este tipo de formaciones en el
cielo podemos preveer que una tormenta se va a producir en nuestra zona. Los
radares aún no son capaces de detectar este tipo de nubes pero a simple vista
sí podemos verlas.
La segunda etapa es la llamada etapa de madurez. Se forma una
nube tipo cumulonimbo acabada en yunque en la parte superior a unos 10.000
metros de altura. En esta etapa ya se produce precipitación en la base de la
nube debido a que las gotas de agua en el interior por la condensación del
vapor de agua alcanzan el tamaño suficiente para caer por efecto de la
gravedad. Por ello se generan chubascos intensos que a veces son de granizo
cuando la temperatura en el interior de cúmulo es menor que 0º Celsius y no da
tiempo a que el agua se funda antes de llegar suelo. Es bastante frecuente que
en el interior de la nube haya cristales de hielo aunque a la superficie
terrestre llegue el agua en forma líquida porque en su caída cambia de estado
de hielo a agua. En esta etapa aparecen corrientes descendentes por el centro
de la nube, también un viento horizontal fuerte surge junto al suelo en el
frente de avance de la tormenta. En esta etapa suele concentrarse la mayor
cantidad de descargas eléctricas abarcando la tormenta un radio de hasta 35
kilómetros.
Imagen radar (de
Palencia) día 15 de mayo de 2013 a las 23:00. Fuente AEMET
Durante la tercera y última etapa,
la de disipación, desciende la intensidad de los chubascos. Ya sólo existen
corrientes descendentes y la temperatura en la superficie baja por la llegada
del aire frío de los niveles superiores de la atmósfera. La nube finalmente
acaba desapareciendo.
Estas etapas presentadas
mostrarían la formación de una única nube tormentosa, pero la realidad es que
las tormentas suelen aparecer varias juntas enlazadas unas con otras, cada una
de ellas en una etapa diferente. Estas tormentas unidas en una multicélula van
avanzando llegando a alcanzar áreas de incluso cientos de kilómetros.
La generación de descargas o
rayos producidos durante una tormenta está relacionada con la separación de las
cargas existentes en el interior de la nube. Cuando no hay tormentas, el campo
eléctrico de la atmósfera hace que los iones que contiene se distribuyan los
positivos en los niveles superiores y los negativos cerca de la superficie.
Campo eléctrico atmosférico de buen tiempo
Pero la aparición del cúmulo
tormentoso con sus corrientes ascendentes y descendentes durante su etapa de
desarrollo hace que dentro de la nube se produzca una separación de cargas.
Dentro de la nube las cargas positivas se situaran en la parte superior de la
nube mientras que las negativas se situarán en la inferior.
Esquema de rayo nube tierra negativo
Como sabemos las cargas de signo
opuesto tienden a atraerse. Ello va a provocar que justo debajo de la nube,
sobre la superficie del suelo, comiencen a concentrarse iones positivos
mientras que los negativos se alejan. Cuando la acumulación de cargas negativas
en la base de la nube y las positivas del suelo es muy elevada, se desencadena
una descarga para cancelar esa diferencia de cargas y tratar de volver a la
situación normal inicial. Es el conocido como rayo nube a tierra negativo. La
descarga suele producirse desde la base de la nube hasta el suelo utilizando
como medio conductor una canal dentro de la masa de aire que hay entre el suelo
y la nube. El camino elegido por las cargas en su viaje suele ser obviamente el
aire que menos resistencia ofrezca al trasporte de las cargas. Ese camino es el
rayo propiamente dicho. Al pasar las cargas por ese camino hacen que el aire se
caliente bruscamente emitiendo una radiación que podemos observar visualmente.
Existen otros rayos nube a tierra
positivos. Son rayos en los que las descargas se producen desde la parte
superior del cumulonimbo (con carga positiva) hasta zonas del suelo con
concentración elevada de cargas negativas (en zonas alejadas de la base del
cúmulo). Se producen cuando la nube cumulonímbica se ha deformado por un viento
lateral. Este tipo de rayos positivos son los causantes de los mayores daños.
Esquema de rayo nube tierra positivo
Existen mapas actualizados de la
península en los que se presentan las localizaciones de los rayos nube-tierra
con un error menor a 8 km. Así la Agencia Estatal de Meteorología en su página
web presenta las localizaciones de las descargas nube-tierra tanto positivas
como negativas de las ultimas 24 horas.
Mapa de rayos del día
15 de mayo de 2013 a las 23:00. Fuente AEMET
Cuando hay varias tormentas
encadenadas unas con otras a veces se producen los conocidos como rayos nube a
nube, que no son detectados por los sistemas de localización. En ellos las
cargas de signo contrario se intercambian entre diferentes cumulonimbos para
cancelarse. Suelen combinarse simultáneamente con los rayos nube tierra.
Cuando se producen las descargas
el aire cercano al rayo se calienta bruscamente dilatándose y generando un
sonido explosivo, es lo que llamamos trueno, y puede propagarse hasta varios
kilómetros de distancia de la tormenta.
Los rayos son una de las causas
de incendios forestales pero en un porcentaje muy bajo. El rayo viene a
provocar entre 3 y 5% de los incendios forestales. Normalmente acontecen en
situaciones de tormenta seca. Las consecuencias pueden ser graves, puesto que,
al comenzar una tormenta, normalmente la alerta de los medios de vigilancia y
extinción antifuego se reduce o cesa, pero afortunadamente es un fenómeno que
se da en pocas ocasiones. Hay estudios que demuestran que la mayoría de las
descargas nube tierra, que son las susceptibles de provocar incendios, suelen
acontecer en días inestables húmedos. Días en principio de un bajo riesgo de
fuego. Sólo si las condiciones excepcionales son tales que no exista precipitación
en superficie (tormenta seca) existirá un riesgo de incendio por rayo.
En una situación propia de
tormenta seca es necesaria una inestabilidad de la columna y una cierta humedad
en altura que favorezcan el desarrollo convectivo, pero la principal característica
es el alto poder desecante entre la base del cúmulo y la superficie. Ello hace
que en superficie no exista precipitación y que el contenido de humedad de los
combustibles sea muy bajo. En estas condiciones un rayo nube tierra se
convierte en un potencial causante natural de incendio.
