La ciencia de las precipitaciones

Cuando se habla de ciclos de precipitaciones no sé si os habéis dado cuenta que lo habitual es que estos empiecen en octubre y finalicen en el septiembre del año siguiente. El motivo de que no usemos el año solar gregoriano, el que usamos normalmente y que empieza en enero, es bien simple, y es que es en septiembre-octubre cuando tenemos un cambio climático que resulta idóneo a la hora de abordar esta cuestión. Pero antes de nada, ¿sabemos realmente qué son las precipitaciones?

lluvia
Las lluvias de una región son cruciales para entender el clima de la misma (fuente: sergiocarol.blogspot.com.es).

Se define como precipitación a «cualquier agua meteórica que es recogida sobre la superficie terrestre». En otras palabras, es el agua que cae, ya sea en forma de agua líquida, granizo o nieve, sobre el planeta tras condensar en la atmósfera. Si atendemos al origen de esa condensación podemos distinguir tres tipos de precipitación: las precipitaciones ciclónicas (la mayoría) se originan en los frentes de los que tanto oímos hablar en la televisión como resultado de un choque entre una masa de aire caliente y húmeda con otra fría y seca, de manera que al bajar la temperatura de la primera se produce una condensación del vapor de agua excedente que acabará cayendo a la superficie; las precipitaciones de convencción (tormentas) se forman cuando una masa de aire caliente asciende, se enfría y con ello condensa la humedad que contiente, que de nuevo caerá a la superficie; y las precipitaciones orográficas, que se dan cuando una masa de aire asciende porque se enfrenta a un sistema montañoso, de manera que al ascender se enfría y condensa su humedad. Como podemos ver, en los tres tipos tenemos un mismo mecanismo que produce la condensación, el enfriamiento de una masa de aire caliente y húmeda, y con ellos podemos explicar prácticamente cualquier precipitación existente en el planeta. Esto incluye también las fuertes trombas de agua que afectan al levante español en estos meses de finales de verano y principios de otoño, la conocida como Gota Fría o DANA (Depresión Aislada en Niveles altos de la Atmósfera), que se forman por el enfriamiento repentino de las masas de aire que hay sobre el mar, más calientes cargadas de agua, al avanzar sobre tierra firme, mucho más fría que el mar.

adra_2015
La riada de Adra (Almeria) del 7 de septiembre de 2015 es un perfecto ejemplo de lo que puede suponer la Gota Fría (adra.ideal.es).

Cómo medir la precipitación de un lugar y en qué unidades hacerlo

Para medir la precipitación que cae en un lugar en concreto utilizamos un aparato que se denomina pluviómetro, que cualquiera puede comprar en determinadas tiendas. En realidad no es más que un cilindro gradado que ha de cumplir una serie de requisitos para ser tomado con fiabilidad, requisitos tanto de dimensiones (que la mayoría de los comercializados no las cumplen) como, y sobre todo esto es muy importante, de ubicación. De hecho son dos las cuestiones que debemos tener en cuenta si queremos colocar un pluviómetro bien. La primera es la altura. Si ponemos nuestro pluviómetro en el suelo, como se ha hecho muchas veces, la precipitación que rebote en el suelo puede entrar y nos daría entonces más valor que lo que en realidad ha caído. La segunda cuestión es ver qué hay alrededor de donde lo vamos a colocar, ya que si tenemos árboles, edificios o cualquier estructuras demasiado cerca, estas podrán hacer un efecto pantalla que nos reduzca la precipitación que llegue al pluviómetro si la lluvia viene de su lado, con lo que registraríamos menos de lo que en realidad ha caído. Por ello se aconseja en España colocar el pluviómetro a 1.5 m del suelo y al doble de distancia que la altura de cualquier obstáculo cercano medida sobre la boca del pluviómetro. Es decir, su altura menos la que tiene el propio pluviómetro.

pluviometro
Con un pluviómetro comercial como el de la imagen se puede llevar un registro de las precipitaciones sin ningún problema. Basta con ubicarlo en un punto que reuna los requisitos exigidos (autor: Daniel Hernández-Barreña).

Una vez que ya hemos colocado nuestro pluviómetro, simplemente debemos llevar un registro diario de lo que capte, un registro que se hará más cómodo si lo anotamos todos los días a la misma hora. Pero para hablar del registro conviene hablar de la unidad correcta, porque aunque estemos acostumbrados a oír hablar de litros por metro cuadrado (l/m2), lo cierto es que esta no es la unidad empleada. Dado que un buen pluviómetro está gradado hasta décimas de milímetro, la unidad para medir la precipitación es el milímetro. ¿Pero entonces por qué los medios usan los l/m2? Porque en realidad un litro (1l) de agua vertido por una superficie de un metro cuadrado (1m2) define una lámina de agua de 1 mm de espesor, por lo que ambas unidades son equiparables, aunque creo que es más fácil hacernos una idea del agua que cae imaginándonos ese espesor de agua. Porque cuando oímos que los monzones, que son precipitaciones orográficas producidas por el Himalaya, han dejado mil litros por metro cuadrado en una hora sabemos que es mucho pero no cuanto. Sin embargo, si decimos que han caído 1.000 mm en una hora sabemmos que en realidad lo que ha caído ha sido ¡¡un metro de agua!!

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Los monzones son una manifestación de un fenómeno atmosférico que se produce en algunas regiones costeras por la diferencia de temperaturas entre el continente y el océano (imagen tomada de whatmissinglink.wordpress.com).

Lo que hemos visto hasta ahora es para regiones en las que las precipitaciones caen principalmente en forma de lluvia, ¿pero qué pasa si estamos en una región donde la mayor cantidad de precipitación viene en forma de nieve? En ese caso el pluviómetro no nos sirve, sino que deberemos emplear otro aparato que supongo será bastante más difícil de conseguir: el nivómetro. Un nivómetro en realidad no es más que una especie de mesa gradada en la que se registra el espesor de nieve caída, por lo que también hablaremos de espesor en milímetros y no de litros ni nada por el estilo. Pero 2 mm de nieve no son equivalentes a 2 mm de agua cuando esta se funde, sino que se ha estimado de manera experimental que 1 cm de nieve produce una lámina de 1 mm de agua. Aunque esta regla puede variar dependiendo de la nieve de 0.5 mm a 2 mm, es una buena aproximación para saber la precipitación en milímetros que registraremos con nuestro nivómetro.

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Los nivómetros son los aparatos empleados para registrar las precipitaciones que se producen en forma de nieve (fuente: elblogdemifamiliayotrosanimales.com).

Por último, si lo que queremos registrar no solo es la precipitación que cae a lo largo de un día sino que queremos saber exactamente cuánto ha caído en cada momento, para poder decir eso de 15 mm en una hora, entonces debemos emplear un pluviógrafo, que es mucho más sofisticado que el pluviómetro (vale saber que los datos quedan registrados en una gráfica que llamamos pluviograma). Gracias a estos aparatos podemos saber la precipitación registrada en una hora, que es lo que se define como intensidad de precipitación, pero también nos permiten hacer cálculos de periodos de retorno, es decir, calcular de una forma estadística cada cuánto tiempo se produce una precipitación de cierta intensidad, lo que es muy importante para construir puentes, entre otras cosas.

El año hidrológico

Al principio de esta entrada comentábamos que el ciclo de precipitaciones empieza en España en octubre y termina en septiembre del año siguiente. Esto es así simplemente porque en su momento fue establecido de esta manera, pero en realidad hay un motivo para ello. Todos intuimos que verano es siempre la estación más seco del año, y no nos equivocamos, aunque sí si creemos que invierno es el más lluvioso. Dado que en otoño las lluvias ya empiezan con fuerza y que esta estación empieza a finales de septiembre, concretamente en el equinocio de otoño (aproximadamente el 23 de septiembre), hace tiempo se estipuló que el año hidrológico empieza en octubre. De esta forma no solo tenemos un punto de partida claro, sino que además evitamos romper un mes, ya que es muy importante tener una idea de las precipitaciones no solo diarias, sino también mensuales y anuales. Pero en España tenemos un problema al emplear esta escala, y es que en la región climática en la que se encuentra la península Ibérica las precipitaciones ya empiezan en septiembre, que de hecho a veces llega a ser uno de los meses más lluviosos del año. Por ello en muchos sitios se puede observar que el primer mes del año hidrológico es septiembre, aunque esto no es lo correcto. En cualquier caso, como ocurre con cuaquier gráfica, es muy importante fijarse en la escala, en este caso en cuál es el primer mes y cuál el último.

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Histograma de las precipitaciones mensuales registradas en Aldeadávila de la Ribera (Salamanca) durante el ciclo hidrológico 2014-2015 (imagen propia).

Las precipitaciones en España

Ahora ya hemos visto cómo se miden las precipitaciones y por qué el año hidrológico empieza en España en octubre, pero ¿cómo sabemos si un año ha sido lluvioso o no? Para ello debemos volver a la estadística, y es que es necesario disponer de series climáticas de más de 20 años con las que poder estimar, mediante simple media aritmética, cuál es la precipitación media anual en un punto o la precipitación media mensual de un mes concreto. En la península Ibérica la precipitación anual media se distribuye de forma muy irregular, tal y como podemos ver en la imagen de abajo. Lo primero que se observa es que la compleja orografía de la península es determinante a la hora de distribuir las precipitaciones, pero también podemos distinguir otros factores geográficos con consecuencias climáticas importantes, y es que si nos fijamos veremos que en el norte hay más precipitaciones que en el sur, pero también que la vertiente atlántica registra más precipitaciones que la vertiente mediterránea. Con estas dos cuestiones claras, que impiden que generalicemos de forma errónea, ya podemos decir que las precipitaciones anuales medias de la península Ibérica oscilan entre los 200 mm/año (Almería y algunas islas Canarias) y los 2000 mm/año (Cornisa Cantábrica, desde  Galicia hasta Pirineos), una gran diferencia pero que no obstante queda muy lejos de los 20-30 mm/año que se registran en El Cairo (Egipto) o los 5000 mm/año de algunas áreas del sureste asiático.

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Las máximas precipitaciones de España se localizan en la cornisa cantábrica y las mínimas en la región mediterránea (IGN).

Espero que con esta entrada os hayan quedado claras algunas cuestiones a la hora de hablar de precipitaciones, y que cuando oigáis a quienes dan el tiempo (hombres y mujeres) podáis entender un poquito mejor lo que dicen. Y recordad, el litro por metro cuadrado es un error, siempre es mejor hablar de mm, que además me parece más visual, porque todos podemos imaginarnos los 2 m de agua que caen a lo largo del año en el norte de España.

2 comentarios sobre “La ciencia de las precipitaciones

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