¿Qué son las Tormentas Eléctricas? – Definición, tipos y formación

¿Qué es una tormenta eléctrica?

Las tormentas son una descripción general de cualquier perturbación en la atmósfera. Una tormenta eléctrica es un tipo específico de tormenta con truenos y relámpagos. Las tormentas eléctricas pueden formarse y desarrollarse en casi cualquier lugar. Las tormentas severas son el comienzo de tormentas más peligrosas, incluidos tornados y huracanes. La mayoría de las tormentas se mueven con el flujo del viento en la troposfera. En todo el mundo pueden ocurrir 16 millones de tormentas cada año. Para tener una idea, solo en Estados Unidos se producen alrededor de 100.000 tormentas eléctricas cada año y al menos el 10% (unas 10.000) de ellas alcanzan niveles severos.

Descripción de la tormenta

Las tormentas ocurren en una nube cumulonimbus. Estas nubes son muy altas y oscuras. Cuando este tipo de nubes se ven a lo lejos, se avecina una tormenta. Las tormentas suelen venir acompañadas de fuertes vientos y algún tipo de precipitación (lluvia, aguanieve, granizo, nieve), pero en ocasiones pueden no tener precipitación alguna.

Las tormentas eléctricas son causadas por una corriente ascendente, que ocurre cuando el aire cálido y húmedo se eleva y se mezcla con la atmósfera. El aire caliente proviene de lugares tropicales más cercanos al ecuador. El aire más frío proviene de las regiones polares. Donde estas dos temperaturas del aire chocan es donde se forman las tormentas más frecuentes.

¿Qué son las tormentas eléctricas?

¿Sabías que si eres hombre tienes 4,6 veces más probabilidades de que te caiga un rayo que si eres mujer? ¿O que el sonido del rayo viaja un kilómetro y medio solo en cinco segundos, de modo que si ves un rayo puedes calcular a qué distancia estaba contando los segundos hasta que escuches el trueno?

¡Las tormentas eléctricas son eventos sorprendentes e interesantes! Las tormentas eléctricas pueden ocurrir casi en cualquier lugar y son el comienzo de otras tormentas peligrosas como huracanes y tornados. Pero ¿qué es una tormenta y cómo se forma? Una tormenta es una tormenta con relámpagos y truenos. Son causadas por una corriente ascendente, que se produce cuando el aire cálido y húmedo asciende verticalmente hacia la atmósfera. La corriente ascendente crea un cúmulo, que eventualmente se convertirá en la nube de tormenta.

Las corrientes ascendentes pueden ocurrir en cualquier lugar donde el aire cálido y húmedo se eleva rápidamente, razón por la cual la mayoría de las personas, sin importar dónde vivan, han experimentado una tormenta en algún momento de su vida. Sin embargo, algunos lugares, como Florida (Estados Unidos), son más propensos a sufrir tormentas eléctricas porque las condiciones que las crean son más comunes.

Formación de tormentas

Se necesitan tres ingredientes para que se forme una tormenta: humedad, aire inestable y una fuerza sustentadora (calor). El sol calienta la superficie de la tierra, que a su vez calienta el aire que se encuentra sobre ella. A medida que asciende, se produce la convección. La convección es cuando el calor se transfiere desde la superficie de la Tierra a los niveles superiores de la atmósfera. El vapor de agua o la humedad del aire comienza a enfriarse. El aire frío no puede retener tanta agua como el aire caliente, por lo que cuando se enfría, el agua se condensa. La condensación se acumula y se pega creando un cúmulo. El aire enfriado desciende en la atmósfera, comienza a calentarse y vuelve a subir. Este ciclo de subida y bajada del aire se llama celda de convección, que es aire inestable. La nube continúa creciendo y creciendo con el movimiento atmosférico vertical. Las tormentas típicas pueden alcanzar altitudes de 10.000 metros, pero algunas tormentas registradas han llegado a más de 10.000 metros.

La nube más alta comienza a oscurecerse y se convierte en una nube cumulonimbus (tormenta). Con el tiempo, la nube crece hacia áreas donde la temperatura está bajo cero. Aquí se forman partículas de hielo que chocan, en su mayoría rebotando entre sí. Cuando chocan, se desprende una partícula de hielo, lo que hace que comience a generarse electricidad. A medida que ocurren más colisiones de este tipo, más electricidad se acumula en grandes trozos de cargas eléctricas y provocan un rayo, que crea las ondas sonoras que escuchamos como truenos.

¿Cómo se forman las tormentas?

Las tormentas son el resultado de movimientos rápidos ascendentes de aire cálido y húmedo. Se necesita una fuerza, ya sea un frente, una vaguada de onda corta u otro sistema en el aire que empuje rápidamente la nube hacia arriba. Una artesa es un sistema de baja presión que tiene una longitud muy larga. A medida que el aire más cálido asciende, se enfría y se condensa en una nube cumulonimbus que puede alcanzar más de 24 mil metros de altura. Una corriente descendente es aire frío que regresa al suelo. Las corrientes descendentes son creadas por las gotas de agua que caen porque, al caer, arrastran consigo aire más frío. La combinación de una corriente ascendente cálida y una corriente descendente fría crea una célula de tormenta. El proceso se repite una y otra vez hasta que el aire tiene la misma temperatura y se forma una forma de yunque. Estas nubes ahora se llaman nubes de cabeza de yunque o nubes de tormenta.

Ciclo de vida de la tormenta

Todas las tormentas, sin importar cuán grandes o pequeñas sean, pasan por tres etapas.

• La etapa de desarrollo: La etapa de desarrollo de una tormenta comienza con un cúmulo que está siendo empujado por una corriente ascendente. A medida que la corriente ascendente continúa desarrollándose, el cúmulo crece en altura. En esta etapa hay poca o ninguna precipitación, salvo relámpagos ocasionales.
• La etapa madura: la tormenta entra en la etapa madura cuando la corriente ascendente continúa, pero la precipitación comienza a caer de la tormenta, creando una corriente descendente. Cuando la corriente descendente comienza a extenderse, la velocidad del viento comienza a aumentar. Durante esta etapa es cuando ocurren fuertes lluvias, granizo, relámpagos y tornados. Finalmente, ha caído suficiente precipitación donde la corriente ascendente es superada por la corriente descendente y la tormenta comienza a disiparse.
• La etapa de disipación: En la etapa de disipación, un frente obliga a la tormenta a romperse y corta el aire cálido y húmedo que estaba creando la tormenta. Las precipitaciones disminuyen a medida que la tormenta sale del área, se fragmenta y finalmente se disipa.

Tipos de tormentas eléctricas

Celdas individuales

Las tormentas unicelulares son tormentas pequeñas, breves y muy débiles. No duran mucho, normalmente una hora, y son impulsados ​​por las altas temperaturas de una tarde de verano. Las tormentas unicelulares pueden contener episodios de fuertes lluvias y relámpagos. Un apodo que se utiliza a menudo para estas tormentas es el de tormentas de “palomitas de maíz”.

Clústeres de múltiples células

Los cúmulos o tormentas multicelulares son pequeñas células tormentosas que se encuentran dispersas. Se forman a partir de nuevas corrientes ascendentes a lo largo del borde del aire enfriado por la lluvia (el frente de ráfagas). Estos grupos de células atraviesan un área en 30 a 60 minutos, pero pueden durar muchas horas. Los grupos multicelulares pueden producir granizo, fuertes vientos, tornados breves e inundaciones.

Líneas multicelulares

Las líneas multicelulares, también llamadas líneas de turbonada, son un grupo de tormentas dispuestas en línea con fuertes vientos y fuertes lluvias. Una borrasca es una ráfaga repentina de viento violento. Estas tormentas pasan rápidamente porque son líneas largas pero estrechas. No es probable que las tormentas de líneas multicelulares produzcan tornados.

Supercélulas

Las supercélulas son tormentas que duran más de una hora y son tormentas muy organizadas. Obtienen energía mediante una corriente ascendente que se inclina y gira. La corriente de aire rotatoria es de entre 20 y 60 minutos antes de que se forme un tornado. Los tornados grandes y violentos se forman a partir de supercélulas.

Tormentas eléctricas severas

Una tormenta eléctrica se clasifica como “severa” cuando contiene: granizo de dos centímetros o más, vientos que exceden las 90 km/h o un tornado. Pueden ocurrir tormentas severas a partir de cualquier tipo de célula tormentosa.

Convección de mesoescala

Un sistema convectivo de mesoescala es un conjunto de tormentas eléctricas que actúan como un sistema. Estos sistemas pueden ser tan grandes como un estado entero y durar más de 12 horas. Dentro de este sistema, hay un centro de baja presión que atrae los vientos hacia un vórtice. Este vórtice puede continuar más allá de la disipación de la tormenta. El vórtice convectivo de mesoescala puede convertirse en el comienzo de la próxima tormenta. Si se desplaza sobre aguas cálidas, puede convertirse en el ojo de una tormenta tropical o de un huracán.

Peligros

Las tormentas eléctricas son más comunes en primavera y verano, pero pueden ocurrir prácticamente en cualquier época del año. Con todas las diferentes formas de tormentas, existen muchos peligros a tener en cuenta. Estos peligros incluyen:

• Relámpagos: Las tormentas crean muchos truenos y relámpagos. Los rayos ocurren cuando las partículas de hielo chocan y rebotan entre sí. Cuando las partículas de hielo chocan producen cargas eléctricas. Muchas de estas pequeñas colisiones generan cargas eléctricas más grandes. Si esta carga eléctrica se acumula lo suficiente, libera energía eléctrica, normalmente dentro de la nube. Cuando abandona la nube y se dirige hacia el suelo, el rayo atraviesa el aire, lo calienta y hace que se expanda. El trueno que se escucha proviene de las ondas sonoras de las cargas eléctricas. Si bien los truenos y los relámpagos provienen de la misma tormenta, la razón por la que se ven los relámpagos antes de escuchar los truenos es porque la luz viaja más rápido que el sonido.
• Granizo: El granizo es una forma de precipitación que consiste en trozos de hielo provenientes del interior de una corriente ascendente. El granizo puede ser muy peligroso y mortal. Puede dañar automóviles, casas y dañar a animales y personas en el exterior.
• Tornados: Los tornados son vórtices que giran rápidamente y llegan al suelo durante las tormentas. Existen diferentes clasificaciones para los tornados y están determinadas por la velocidad del viento. Los tornados son muy peligrosos porque pueden tocar el suelo rápidamente y ser muy destructivos en poco tiempo.
• Inundaciones repentinas: las lluvias intensas en un corto período de tiempo pueden provocar inundaciones repentinas. El agua se acumula demasiado rápido antes de que pueda penetrar el suelo. Esto hace que se acumule sobre el suelo. El agua que se mueve rápidamente puede recoger automóviles y arrastrarlos, además de dañar las carreteras y, a veces, dejarlas intransitables durante un largo período de tiempo.
• Downburst: Los downbursts son vientos muy poderosos. Se forman cuando los sistemas de alta presión de aire se hunden y el estallido que se siente es el cambio de densidad. Estas ráfagas de fuertes vientos pueden causar daños a edificios, cultivos y árboles inestables o débiles, entre muchas otras cosas.
• Asma por tormenta: El asma por tormenta, ocurre cuando un ataque de asma es causado directamente por una tormenta. Durante una tormenta, el polen absorbe humedad hasta estallar en muchas partículas. Esto significa que el viento transporta aún más polen.

Resumen de la lección

Las tormentas son una descripción general de cualquier perturbación en la atmósfera. Las tormentas eléctricas son un tipo específico de tormenta con truenos y relámpagos. Las tormentas severas son el comienzo de tormentas más peligrosas, incluidos tornados y huracanes. Las tormentas eléctricas pueden ocurrir casi en cualquier lugar y a cualquier hora del día. Las tormentas eléctricas son causadas por una corriente ascendente, que ocurre cuando el aire cálido y húmedo se eleva y se mezcla con la atmósfera. Cuando las temperaturas del aire cálido y frío chocan es donde se forman las tormentas más frecuentes. Se necesitan tres ingredientes para que se forme una tormenta: humedad, aire inestable y una fuerza sustentadora (calor). Las tormentas son el resultado de movimientos rápidos ascendentes de aire cálido y húmedo. Una corriente descendente es aire frío que regresa al suelo. Las corrientes descendentes se crean cuando las gotas caen y arrastran consigo aire más frío. La combinación de una corriente ascendente cálida y una corriente descendente fría crea una célula de tormenta. La gravedad de una tormenta depende de qué tan rápido avancen las cosas y de cuánta humedad haya en el aire.

Todas las tormentas pasan por tres etapas: desarrollo, maduración y disipación. También hay varios tipos diferentes de tormentas eléctricas y tormentas que se derivan de tormentas eléctricas. Si bien los truenos y los relámpagos provienen de la misma tormenta, la razón por la que se ven los relámpagos antes de escuchar los truenos es porque la luz viaja más rápido que el sonido. Las tormentas eléctricas son más comunes en primavera y verano, pero pueden ocurrir prácticamente en cualquier época del año. Con todas las diferentes formas de tormentas, existen muchos peligros. Estos peligros incluyen: relámpagos, granizo, tornados, inundaciones repentinas, ráfagas y asma por tormentas.

La formación de una tormenta

Sin embargo, una corriente ascendente cálida es sólo el comienzo de una tormenta. Una vez que el aire asciende a la atmósfera, comienza a enfriarse. El aire frío no puede retener tanta agua como el aire cálido, por lo que a medida que se enfría, el agua del aire es expulsada en forma de condensación y eventualmente puede volver a caer al suelo en forma de lluvia. Sin embargo, para que esto suceda, el cúmulo tiene que crecer mucho.

Piénsalo de esta manera: si estás jugando a Red Rover e intentas atravesar el muro humano del otro lado por tu cuenta, es posible que no tengas mucho éxito porque solo eres uno de ustedes. Pero si logras que todos tus amigos choquen contigo en esa fila de personas, tendrás mayor éxito porque eres un grupo grande con una fuerza mayor.

Lo mismo ocurre con el agua en la nube de tormenta. Por sí sola, esa única gota de agua no es lo suficientemente pesada como para caer al suelo en forma de lluvia. Pero si la nube es lo suficientemente alta, esa pequeña gota recogerá otras gotas y eventualmente crecerá hasta convertirse en una gota de agua lo suficientemente grande como para atravesarla y caer de regreso a la Tierra.

Así como la corriente ascendente era aire cálido que se elevaba hacia la atmósfera, una corriente descendente es aire frío que regresaba al suelo. Las corrientes descendentes son creadas por las gotas de agua que caen porque no solo arrastran otra agua con ellas mientras caen, sino que también arrastran aire más frío con ellas. La combinación de corrientes cálidas ascendentes y frías descendentes crea una célula de tormenta. A medida que continúa el proceso de ascenso del aire cálido y descenso del aire frío, la nube crece verticalmente hasta adoptar la forma de un yunque, lo que se denomina nube con cabeza de yunque. ¡Esta es ahora una nube de tormenta en toda regla, lista para desaparecer!

Truenos y relámpagos

Como probablemente sepa, las nubes de tormenta pueden producir muchos truenos y relámpagos. Lo que quizás no sepas es que ambos se producen a partir del mismo evento. Los relámpagos son lo que ves, los truenos es lo que oyes. Parece que no ocurren al mismo tiempo porque la luz viaja más rápido que el sonido, por lo que la imagen del rayo llega a los ojos antes de que el sonido que crea llegue a los oídos.

Así es como funciona: cuando las gotas de agua de la nube caen hacia abajo, chocan entre sí, lo que le da a la nube una carga eléctrica. La carga, sin embargo, no es uniforme dentro de la nube; hay una carga negativa en las zonas cálidas y una carga positiva en las zonas frías. Con el tiempo, la electricidad se acumula y se libera energía eléctrica, que fluye hacia los puntos de carga opuesta porque los opuestos se atraen. Gran parte de esto ocurre dentro de la nube, pero a veces sale de la nube y se dirige hacia el suelo porque el suelo tiene una carga opuesta a la parte inferior de la nube. Cuando esto sucede, obtenemos rayos.

Si alguna vez has tocado una bombilla que ha estado encendida durante un tiempo, sabrás que la luz produce mucha energía en forma de calor. Cuando la energía eléctrica sale de la nube en forma de relámpago, también libera energía en forma de calor, que calienta el aire a su alrededor. Cuando las cosas se calientan, se expanden y, a medida que el aire se expande, libera un estallido sónico gigante: el trueno que se escucha. Así que puedes ver que si bien es posible que haya relámpagos sin truenos, ciertamente no habrá truenos sin la caída de un rayo.

Resumen de la lección

La mayoría de nosotros estamos familiarizados con las tormentas eléctricas, que son tormentas que producen truenos y relámpagos. Estos pueden aparecer de la nada o advertirnos que vienen con un cielo oscuro y lleno de nubes. Las tormentas eléctricas son comunes, pero también son la base de muchas tormentas más peligrosas, como tornados y huracanes.

Las tormentas comienzan con una nube de tormenta, que se desarrolla a partir de una corriente ascendente de aire cálido y húmedo que se eleva verticalmente hacia la atmósfera. A medida que el aire asciende, se enfría y, a medida que se enfría, expulsa el agua que contiene, creando un cúmulo lleno de condensación. Si las gotas de agua en la nube tienen suficiente altura para caer, arrastran otras gotas de agua y aire frío. Si las gotas de agua acumulan suficiente respaldo, caen al suelo en forma de lluvia. El aire frío que vuelve al suelo con él se llama corriente descendente. Cuando una corriente ascendente y una corriente descendente trabajan juntas, crean una célula de tormenta, que es la nube de tormenta completamente desarrollada.

Las tormentas crean muchos truenos y relámpagos, lo que ocurre porque las gotas de agua chocan entre sí y crean diferencias eléctricas en la nube. Si esta electricidad se acumula lo suficiente, libera energía eléctrica, normalmente dentro de la propia nube. A veces, sin embargo, puede abandonar la nube y dirigirse hacia el suelo. Cuando esto sucede, el rayo corta el aire como un cuchillo, calentándolo y provocando que se expanda.

El trueno que escuchas es el estallido sónico del aire. Si bien los truenos y los relámpagos provienen del mismo evento, la razón por la que ves un relámpago antes de escuchar un trueno es porque la luz viaja más rápido que el sonido. Saber esto también te ayudará a calcular la distancia del rayo, ¡pero quizás quieras calcularlo en el interior para no quedar atrapado bajo la lluvia!

Los resultados del aprendizaje

Una vez que haya terminado esta lección, debería poder:

• Resume qué es una tormenta y cómo se forma.
• Defina corriente ascendente, corriente descendente, célula de tormenta y nube con cabeza de yunque, y sepa cómo se relacionan estos términos con las tormentas eléctricas.
• Explicar cómo se forman los truenos y los relámpagos y comprender por qué vemos los relámpagos antes de escuchar los truenos.