Lluvia

La lluvia es agua líquida en forma de gotitas que se han condensado a partir del vapor de agua atmosférico y luego se vuelven lo suficientemente pesadas como para caer por gravedad. La lluvia es un componente importante del ciclo del agua y es responsable de depositar la mayor parte del agua dulce en la Tierra. Proporciona condiciones adecuadas para muchos tipos de ecosistemas, así como agua para centrales hidroeléctricas y riego de cultivos.

La principal causa de la producción de lluvia es la humedad que se mueve a lo largo de zonas tridimensionales de contrastes de temperatura y humedad conocidas como frentes meteorológicos. Si hay suficiente humedad y movimiento ascendente, la precipitación cae de las nubes convectivas (aquellas con un fuerte movimiento vertical ascendente) como los cumulonimbus (nubes de trueno) que pueden organizarse en bandas de lluvia estrechas. En áreas montañosas, es posible que se produzcan fuertes precipitaciones donde el flujo de ladera ascendente se maximiza dentro de los lados de barlovento del terreno en elevación, lo que obliga al aire húmedo a condensarse y caer en forma de lluvia a lo largo de las laderas de las montañas. En el lado de sotavento de las montañas, pueden existir climas desérticos debido al aire seco causado por el flujo descendente que provoca el calentamiento y secado de la masa de aire. El movimiento de la vaguada del monzón, o zona de convergencia intertropical, trae estaciones lluviosas a los climas de sabana.

El efecto isla de calor urbano conduce a un aumento de las precipitaciones, tanto en cantidad como en intensidad, a favor del viento de las ciudades. El calentamiento global también está causando cambios en el patrón de precipitaciones a nivel mundial, incluidas condiciones más húmedas en el este de América del Norte y condiciones más secas en los trópicos. La Antártida es el continente más seco. La precipitación anual promedio global sobre la tierra es de 715 mm (28,1 pulgadas), pero en toda la Tierra es mucho más alta con 990 mm (39 pulgadas). Los sistemas de clasificación climática, como el sistema de clasificación de Köppen, utilizan la precipitación media anual para ayudar a diferenciar entre los diferentes regímenes climáticos. Las precipitaciones se miden con pluviómetros. Las cantidades de lluvia se pueden estimar mediante un radar meteorológico.

La lluvia también se conoce o sospecha en otros planetas, donde puede estar compuesta de metano, neón, ácido sulfúrico o incluso hierro en lugar de agua.

Formación

Aire saturado de agua

El aire contiene vapor de agua, y la cantidad de agua en una masa dada de aire seco, conocida como relación de mezcla, se mide en gramos de agua por kilogramo de aire seco (g/kg). La cantidad de humedad en el aire también se informa comúnmente como humedad relativa; que es el porcentaje del aire de vapor de agua total que puede contener a una temperatura del aire particular. Cuánto vapor de agua puede contener una porción de aire antes de que se sature (100 % de humedad relativa) y forme una nube (un grupo de partículas visibles y diminutas de agua y hielo suspendidas sobre la superficie de la Tierra)depende de su temperatura. El aire más cálido puede contener más vapor de agua que el aire más frío antes de saturarse. Por lo tanto, una forma de saturar una parcela de aire es enfriarla. El punto de rocío es la temperatura a la que se debe enfriar un paquete para que se sature.

Hay cuatro mecanismos principales para enfriar el aire hasta su punto de rocío: enfriamiento adiabático, enfriamiento conductivo, enfriamiento por radiación y enfriamiento por evaporación. El enfriamiento adiabático ocurre cuando el aire sube y se expande. El aire puede ascender debido a la convección, los movimientos atmosféricos a gran escala o una barrera física como una montaña (ascensor orográfico). El enfriamiento conductivo se produce cuando el aire entra en contacto con una superficie más fría, generalmente al ser llevado de una superficie a otra, por ejemplo, de una superficie de agua líquida a una tierra más fría. El enfriamiento por radiación ocurre debido a la emisión de radiación infrarroja, ya sea por el aire o por la superficie debajo.El enfriamiento por evaporación ocurre cuando se agrega humedad al aire a través de la evaporación, lo que obliga a que la temperatura del aire se enfríe a su temperatura de bulbo húmedo, o hasta que alcance la saturación.

Las principales formas en que el vapor de agua se agrega al aire son: convergencia del viento en áreas de movimiento ascendente, precipitación o virga que cae desde arriba, calentamiento diurno, evaporación del agua de la superficie de los océanos, cuerpos de agua o tierra húmeda, transpiración de las plantas, frías o secas. aire moviéndose sobre aguas más cálidas y levantando aire sobre montañas. El vapor de agua normalmente comienza a condensarse en núcleos de condensación como polvo, hielo y sal para formar nubes. Las porciones elevadas de los frentes meteorológicos (que son de naturaleza tridimensional) fuerzan amplias áreas de movimiento ascendente dentro de la atmósfera de la Tierra que forman cubiertas de nubes como altostratos o cirroestratos.Stratus es una cubierta de nubes estable que tiende a formarse cuando una masa de aire estable y fría queda atrapada debajo de una masa de aire caliente. También se puede formar debido al levantamiento de la niebla de advección durante condiciones de brisa.

Coalescencia y fragmentación

La coalescencia ocurre cuando las gotas de agua se fusionan para crear gotas de agua más grandes. La resistencia del aire generalmente hace que las gotas de agua en una nube permanezcan estacionarias. Cuando ocurre la turbulencia del aire, las gotas de agua chocan y producen gotas más grandes.

A medida que estas gotas de agua más grandes descienden, la coalescencia continúa, de modo que las gotas se vuelven lo suficientemente pesadas como para vencer la resistencia del aire y caer como lluvia. La coalescencia generalmente ocurre con mayor frecuencia en nubes por encima del punto de congelación, y también se conoce como el proceso de lluvia cálida. En las nubes por debajo del punto de congelación, cuando los cristales de hielo ganan suficiente masa, comienzan a caer. Esto generalmente requiere más masa que la coalescencia cuando ocurre entre el cristal y las gotas de agua vecinas. Este proceso depende de la temperatura, ya que las gotas de agua sobreenfriada solo existen en una nube que está por debajo del punto de congelación. Además, debido a la gran diferencia de temperatura entre las nubes y el nivel del suelo, estos cristales de hielo pueden derretirse al caer y convertirse en lluvia.

Las gotas de lluvia tienen tamaños que van desde 0,1 a 9 mm (0,0039 a 0,3543 pulgadas) de diámetro medio, pero desarrollan una tendencia a romperse en tamaños más grandes. Las gotas más pequeñas se llaman gotas de nube y su forma es esférica. A medida que aumenta el tamaño de una gota de lluvia, su forma se vuelve más achatada, con su sección transversal más grande mirando hacia el flujo de aire que se aproxima. Las gotas de lluvia grandes se aplanan cada vez más en el fondo, como panes de hamburguesa; los muy grandes tienen forma de paracaídas. Contrariamente a la creencia popular, su forma no se asemeja a una lágrima.Las gotas de lluvia más grandes en la Tierra se registraron sobre Brasil y las Islas Marshall en 2004, algunas de ellas eran tan grandes como 10 mm (0,39 pulgadas). El gran tamaño se explica por la condensación en grandes partículas de humo o por colisiones entre gotas en pequeñas regiones con un contenido particularmente alto de agua líquida.

Las gotas de lluvia asociadas con el derretimiento del granizo tienden a ser más grandes que otras gotas de lluvia.

La intensidad y la duración de las lluvias suelen estar inversamente relacionadas, es decir, es probable que las tormentas de alta intensidad sean de corta duración y las tormentas de baja intensidad pueden ser de larga duración.

Distribución del tamaño de las gotas

La distribución final del tamaño de las gotitas es una distribución exponencial. El número de gotitas con diámetro entre y por unidad de volumen de espacio es . Esto se conoce comúnmente como la ley de Marshall-Palmer en honor a los investigadores que la caracterizaron por primera vez. Los parámetros dependen un poco de la temperatura, y la pendiente también se escala con la tasa de lluvia (d en centímetros y R en milímetros por hora).

Pueden ocurrir desviaciones para gotas pequeñas y durante diferentes condiciones de lluvia. La distribución tiende a ajustarse a la precipitación promedio, mientras que los espectros de tamaño instantáneo a menudo se desvían y se han modelado como distribuciones gamma. La distribución tiene un límite superior debido a la fragmentación de las gotas.

Impactos de gotas de lluvia

Las gotas de lluvia impactan a su velocidad terminal, que es mayor para las gotas más grandes debido a su mayor relación masa/resistencia. Al nivel del mar y sin viento, la llovizna de 0,5 mm (0,020 in) impacta a 2 m/s (6,6 ft/s) o 7,2 km/h (4,5 mph), mientras que las gotas grandes de 5 mm (0,20 in) impactan a unos 9 m /s (30 pies/s) o 32 km/h (20 mph).

La lluvia que cae sobre material suelto, como la ceniza recién caída, puede producir hoyuelos que pueden fosilizarse, llamados impresiones de gotas de lluvia. La dependencia de la densidad del aire del diámetro máximo de la gota de lluvia junto con las huellas de gotas de lluvia fósiles se ha utilizado para limitar la densidad del aire hace 2.700 millones de años.

El sonido de las gotas de lluvia golpeando el agua es causado por burbujas de aire que oscilan bajo el agua.

El código METAR para lluvia es RA, mientras que el código para chubascos es SHRA.

Virga

En ciertas condiciones, la precipitación puede caer de una nube, pero luego se evapora o sublime antes de llegar al suelo. Esto se denomina virga y se ve más a menudo en climas cálidos y secos.

Causas

Actividad frontal

La precipitación estratiforme (un amplio escudo de precipitación con una intensidad relativamente similar) y la precipitación dinámica (precipitación convectiva de naturaleza chubasco con grandes cambios de intensidad en distancias cortas) se producen como consecuencia del lento ascenso del aire en los sistemas sinópticos (del orden de cm/s), como en la vecindad de los frentes fríos y cerca y hacia el polo de los frentes cálidos superficiales. Se observa un ascenso similar alrededor de los ciclones tropicales fuera de la pared del ojo y en los patrones de precipitación de cabeza de coma alrededor de los ciclones de latitudes medias. A lo largo de un frente ocluido se puede encontrar una gran variedad de climas, con posibles tormentas eléctricas, pero generalmente su paso está asociado con un secado de la masa de aire. Los frentes ocluidos generalmente se forman alrededor de áreas maduras de baja presión.Lo que separa la lluvia de otros tipos de precipitación, como los gránulos de hielo y la nieve, es la presencia de una gruesa capa de aire en lo alto que está por encima del punto de fusión del agua, que derrite la precipitación congelada mucho antes de que llegue al suelo. Si hay una capa poco profunda cerca de la superficie que está por debajo del punto de congelación, se producirá lluvia helada (lluvia que se congela al entrar en contacto con superficies en ambientes bajo cero). El granizo se vuelve cada vez menos frecuente cuando el nivel de congelación en la atmósfera supera los 3.400 m (11.000 pies) sobre el nivel del suelo.

Convección

La lluvia convectiva, o precipitación en forma de chubasco, se produce a partir de nubes convectivas (p. ej., cumulonimbus o cumulus congestus). Cae como lluvias con intensidad que cambia rápidamente. La precipitación convectiva cae sobre un área determinada durante un tiempo relativamente corto, ya que las nubes convectivas tienen una extensión horizontal limitada. La mayor parte de la precipitación en los trópicos parece ser convectiva; sin embargo, se ha sugerido que también ocurre precipitación estratiforme. Graupel y granizo indican convección. En latitudes medias, la precipitación convectiva es intermitente y, a menudo, se asocia con límites baroclínicos, como frentes fríos, líneas de turbonada y frentes cálidos.

Efectos orográficos

La precipitación orográfica ocurre en el lado de barlovento de las montañas y es causada por el movimiento de aire ascendente de un flujo de aire húmedo a gran escala a través de la cresta de la montaña, lo que resulta en un enfriamiento y condensación adiabáticos. En las partes montañosas del mundo sujetas a vientos relativamente constantes (por ejemplo, los vientos alisios), generalmente prevalece un clima más húmedo en el lado de barlovento de una montaña que en el lado de sotavento o a favor del viento. La humedad se elimina por elevación orográfica, dejando aire más seco (ver viento catabático) en el lado de sotavento descendente y generalmente cálido, donde se observa una sombra de lluvia.

En Hawái, el monte Waiʻaleʻale, en la isla de Kauai, destaca por sus precipitaciones extremas, ya que se encuentra entre los lugares del mundo con los niveles más altos de precipitaciones, con 9500 mm (373 pulgadas). Los sistemas conocidos como tormentas de Kona afectan al estado con fuertes lluvias entre octubre y abril. Los climas locales varían considerablemente en cada isla debido a su topografía, divisible en regiones de barlovento (Koʻolau) y sotavento (Kona) según la ubicación en relación con las montañas más altas. Los lados de barlovento miran hacia los vientos alisios del este al noreste y reciben mucha más lluvia; los lados de sotavento son más secos y soleados, con menos lluvia y menos nubosidad.

En América del Sur, la cordillera de los Andes bloquea la humedad del Pacífico que llega a ese continente, lo que da como resultado un clima desértico a favor del viento en el oeste de Argentina. La cordillera de Sierra Nevada crea el mismo efecto en América del Norte formando la Gran Cuenca y los desiertos de Mojave.

Dentro de los trópicos

La estación húmeda o lluviosa es la época del año, que abarca uno o más meses, cuando cae la mayor parte del promedio anual de precipitaciones en una región. Las autoridades turísticas también utilizan a veces el término temporada verde como eufemismo. Las áreas con estaciones húmedas están dispersas en partes de los trópicos y subtrópicos. Los climas de sabana y las áreas con regímenes monzónicos tienen veranos húmedos e inviernos secos. Las selvas tropicales técnicamente no tienen estaciones secas o húmedas, ya que su lluvia se distribuye por igual a lo largo del año. Algunas áreas con estaciones lluviosas pronunciadas verán una interrupción en la lluvia a mitad de la temporada cuando la zona de convergencia intertropical o la vaguada del monzón se muevan hacia el polo de su ubicación durante la mitad de la estación cálida.Cuando la estación húmeda ocurre durante la estación cálida o verano, la lluvia cae principalmente durante las últimas horas de la tarde y las primeras horas de la noche. La temporada de lluvias es un momento en que la calidad del aire mejora, la calidad del agua dulce mejora y la vegetación crece significativamente.

Los ciclones tropicales, una fuente de precipitaciones muy intensas, consisten en grandes masas de aire de varios cientos de millas de diámetro con baja presión en el centro y con vientos que soplan hacia el centro en el sentido de las agujas del reloj (hemisferio sur) o en sentido contrario a las agujas del reloj (hemisferio norte). Aunque los ciclones pueden cobrar un precio enorme en vidas y propiedades personales, pueden ser factores importantes en los regímenes de precipitación de los lugares donde impactan, ya que pueden traer precipitaciones muy necesarias a regiones secas. Las áreas en su camino pueden recibir el equivalente a un año de lluvia del paso de un ciclón tropical.

Influencia humana

Las partículas finas producidas por los gases de escape de los automóviles y otras fuentes humanas de contaminación forman núcleos de condensación de nubes, conducen a la producción de nubes y aumentan la probabilidad de lluvia. A medida que los pasajeros y el tráfico comercial hacen que la contaminación se acumule en el transcurso de la semana, la probabilidad de lluvia aumenta: alcanza su punto máximo el sábado, después de cinco días de contaminación entre semana. En áreas densamente pobladas que están cerca de la costa, como la costa este de los Estados Unidos, el efecto puede ser dramático: hay un 22% más de probabilidad de lluvia los sábados que los lunes.El efecto de isla de calor urbano calienta las ciudades entre 0,6 y 5,6 °C (1,1 y 10,1 °F) por encima de los suburbios y las zonas rurales circundantes. Este calor adicional conduce a un mayor movimiento ascendente, lo que puede inducir una actividad adicional de lluvias y tormentas eléctricas. Las tasas de lluvia a favor del viento de las ciudades aumentan entre un 48% y un 116%. En parte como resultado de este calentamiento, la precipitación mensual es aproximadamente un 28% mayor entre 32 y 64 km (20 a 40 millas) a favor del viento de las ciudades, en comparación con el viento en contra. Algunas ciudades inducen un aumento total de la precipitación del 51%.

El aumento de las temperaturas tiende a aumentar la evaporación, lo que puede provocar más precipitaciones. Las precipitaciones generalmente aumentaron sobre la tierra al norte de 30°N desde 1900 hasta 2005, pero han disminuido en los trópicos desde la década de 1970. A nivel mundial, no ha habido una tendencia general estadísticamente significativa en las precipitaciones durante el último siglo, aunque las tendencias han variado mucho según la región y el tiempo. Las partes orientales de América del Norte y del Sur, el norte de Europa y el norte y centro de Asia se han vuelto más húmedos. El Sahel, el Mediterráneo, el sur de África y partes del sur de Asia se han vuelto más secos. Ha habido un aumento en la cantidad de eventos de precipitaciones intensas en muchas áreas durante el siglo pasado, así como un aumento desde la década de 1970 en la prevalencia de sequías, especialmente en los trópicos y subtrópicos. Los cambios en la precipitación y la evaporación sobre los océanos son sugeridos por la disminución de la salinidad de las aguas de latitudes medias y altas (lo que implica más precipitación), junto con el aumento de la salinidad en las latitudes más bajas (lo que implica menos precipitación y/o más evaporación). En los Estados Unidos contiguos, la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio del 6,1 % desde 1900, con los mayores aumentos en la región climática del este, norte y centro (11,6 % por siglo) y el sur (11,1 %). Hawái fue la única región que mostró una disminución (-9,25 por ciento). la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio de 6,1 por ciento desde 1900, con los mayores aumentos dentro de la región climática centro-norte oriental (11,6 por ciento por siglo) y el sur (11,1 por ciento). Hawái fue la única región que mostró una disminución (-9,25 por ciento). la precipitación anual total aumentó a una tasa promedio de 6,1 por ciento desde 1900, con los mayores aumentos dentro de la región climática centro-norte oriental (11,6 por ciento por siglo) y el sur (11,1 por ciento). Hawái fue la única región que mostró una disminución (-9,25 por ciento).

El análisis de 65 años de registros de lluvia en los Estados Unidos de América muestra que los 48 estados más bajos tienen un aumento en los aguaceros fuertes desde 1950. Los aumentos más grandes se encuentran en el noreste y el medio oeste, que en la última década han visto un 31 y un 16 por ciento más de aguaceros fuertes. en comparación con la década de 1950. Rhode Island es el estado con el mayor incremento, 104%. McAllen, Texas es la ciudad con el mayor incremento, 700%. Las fuertes lluvias en el análisis son los días en los que la precipitación total superó el uno por ciento superior de todos los días de lluvia y nieve durante los años 1950–2014.

Los intentos más exitosos de influir en el clima implican la siembra de nubes, que incluyen técnicas utilizadas para aumentar la precipitación invernal sobre las montañas y suprimir el granizo.

Características

Patrones

Las bandas de lluvia son áreas de nubes y precipitaciones significativamente alargadas. Las bandas de lluvia pueden ser estratiformes o convectivas y se generan por diferencias de temperatura. Cuando se observa en las imágenes del radar meteorológico, esta elongación de la precipitación se denomina estructura en bandas. Las bandas de lluvia antes de los frentes ocluidos cálidos y los frentes cálidos están asociadas con un movimiento ascendente débil y tienden a ser anchas y de naturaleza estratiforme.

Rainbands spawned near and ahead of cold fronts can be squall lines which are able to produce tornadoes. Rainbands associated with cold fronts can be warped by mountain barriers perpendicular to the front's orientation due to the formation of a low-level barrier jet. Bands of thunderstorms can form with sea breeze and land breeze boundaries, if enough moisture is present. If sea breeze rainbands become active enough just ahead of a cold front, they can mask the location of the cold front itself.

Una vez que un ciclón ocluye, un frente ocluido (una depresión de aire cálido en lo alto) será causado por fuertes vientos del sur en su periferia este que giran en lo alto alrededor de su periferia noreste y, en última instancia, noroeste (también denominada cinta transportadora cálida), forzando una depresión superficial para continuar hacia el sector frío en una curva similar al frente ocluido. El frente crea la porción de un ciclón ocluido conocida como su cabeza de coma, debido a la forma de coma de la nubosidad de la troposfera media que acompaña a la característica. También puede ser el foco de fuertes precipitaciones locales, con posibles tormentas eléctricas si la atmósfera a lo largo del frente es lo suficientemente inestable para la convección. Las bandas dentro del patrón de precipitación de cabeza de coma de un ciclón extratropical pueden producir cantidades significativas de lluvia.Detrás de los ciclones extratropicales durante el otoño y el invierno, se pueden formar bandas de lluvia a favor del viento de masas de agua relativamente cálidas, como los Grandes Lagos. A favor del viento de las islas, pueden desarrollarse bandas de chubascos y tormentas eléctricas debido a la convergencia de vientos de bajo nivel a favor del viento de los bordes de la isla. En alta mar de California, esto se ha observado a raíz de los frentes fríos.

Las bandas de lluvia dentro de los ciclones tropicales tienen una orientación curva. Las bandas de lluvia de los ciclones tropicales contienen chubascos y tormentas eléctricas que, junto con la pared del ojo y el ojo, constituyen un huracán o una tormenta tropical. La extensión de las bandas de lluvia alrededor de un ciclón tropical puede ayudar a determinar la intensidad del ciclón.

Acidez

La frase lluvia ácida fue utilizada por primera vez por el químico escocés Robert Augus Smith en 1852. El pH de la lluvia varía, especialmente debido a su origen. En la costa este de Estados Unidos, la lluvia que se deriva del océano Atlántico suele tener un pH de 5,0 a 5,6; la lluvia que cruza el continente desde el oeste tiene un pH de 3,8 a 4,8; y las tormentas eléctricas locales pueden tener un pH tan bajo como 2.0. La lluvia se vuelve ácida principalmente debido a la presencia de dos ácidos fuertes, ácido sulfúrico (H ₂ SO ₄) y ácido nítrico (HNO ₃). El ácido sulfúrico se deriva de fuentes naturales como volcanes y humedales (bacterias reductoras de sulfato); y fuentes antropogénicas como la combustión de combustibles fósiles y la minería donde el H ₂S está presente. El ácido nítrico es producido por fuentes naturales como los rayos, las bacterias del suelo y los incendios naturales; mientras que también se produce antropogénicamente por la combustión de combustibles fósiles y de centrales eléctricas. En los últimos 20 años, las concentraciones de ácido nítrico y sulfúrico han disminuido en presencia de agua de lluvia, lo que puede deberse al aumento significativo del amonio (muy probablemente como amoníaco de la producción ganadera), que actúa como amortiguador de la lluvia ácida y aumenta la pH.

Clasificación climática de Köppen

La clasificación de Köppen depende de los valores medios mensuales de temperatura y precipitación. La forma más utilizada de la clasificación de Köppen tiene cinco tipos primarios etiquetados de la A a la E. Específicamente, los tipos primarios son A, tropical; B, seco; C, latitud media templada; D, latitud media fría; y E, polares. Las cinco clasificaciones principales se pueden dividir en clasificaciones secundarias como selva tropical, monzón, sabana tropical, subtropical húmedo, continental húmedo, clima oceánico, clima mediterráneo, estepa, clima subártico, tundra, casquete polar y desierto.

Las selvas tropicales se caracterizan por una alta precipitación, con definiciones que establecen una precipitación mínima anual normal entre 1.750 y 2.000 mm (69 y 79 pulgadas). Una sabana tropical es un bioma de pastizal ubicado en regiones de clima semiárido a semihúmedo de latitudes subtropicales y tropicales, con precipitaciones entre 750 y 1270 mm (30 y 50 pulgadas) al año. Están muy extendidos en África y también se encuentran en la India, las partes del norte de América del Sur, Malasia y Australia. La zona de clima subtropical húmedo es donde las lluvias invernales se asocian con grandes tormentas que los vientos del oeste dirigen de oeste a este. La mayoría de las precipitaciones de verano se producen durante las tormentas eléctricas y los ciclones tropicales ocasionales.Los climas subtropicales húmedos se encuentran en los continentes del lado este, aproximadamente entre las latitudes 20° y 40° grados del ecuador.

Un clima oceánico (o marítimo) se encuentra típicamente a lo largo de las costas occidentales en las latitudes medias de todos los continentes del mundo, bordeando los océanos fríos, así como el sureste de Australia, y está acompañado de abundantes precipitaciones durante todo el año. El régimen climático mediterráneo se parece al clima de las tierras de la cuenca del Mediterráneo, partes del oeste de América del Norte, partes del oeste y sur de Australia, el suroeste de Sudáfrica y partes del centro de Chile. El clima se caracteriza por veranos calurosos y secos e inviernos frescos y húmedos. Una estepa es una pradera seca. Los climas subárticos son fríos con permafrost continuo y poca precipitación.

Medición

Calibres

La lluvia se mide en unidades de longitud por unidad de tiempo, típicamente en milímetros por hora, o en países donde las unidades imperiales son más comunes, en pulgadas por hora. La "longitud", o más exactamente, la "profundidad" que se mide es la profundidad del agua de lluvia que se acumularía en una superficie plana, horizontal e impermeable durante un período de tiempo determinado, generalmente una hora. Un milímetro de lluvia equivale a un litro de agua por metro cuadrado.

La forma estándar de medir la lluvia o las nevadas es el pluviómetro estándar, que se puede encontrar en variedades de plástico de 100 mm (4 pulgadas) y de metal de 200 mm (8 pulgadas). El cilindro interior se llena con 25 mm (0,98 pulgadas) de lluvia, y el desbordamiento fluye hacia el cilindro exterior. Los calibradores de plástico tienen marcas en el cilindro interior con una resolución de hasta 0,25 mm (0,0098 pulgadas), mientras que los calibradores de metal requieren el uso de una vara diseñada con las marcas adecuadas de 0,25 mm (0,0098 pulgadas). Una vez que se llena el cilindro interior, se desecha la cantidad que contiene, luego se llena con la lluvia restante en el cilindro exterior hasta que todo el líquido del cilindro exterior se haya ido, sumándose al total general hasta que el cilindro exterior esté vacío.Otros tipos de pluviómetros incluyen el popular pluviómetro de cuña (el pluviómetro más barato y más frágil), el pluviómetro de cubeta basculante y el pluviómetro de pesaje. Para aquellos que buscan medir la lluvia de la manera más económica, una lata cilíndrica con lados rectos actuará como un pluviómetro si se deja a la intemperie, pero su precisión dependerá de la regla que se use para medir la lluvia. Cualquiera de los pluviómetros anteriores se puede hacer en casa, con suficiente conocimiento.

Cuando se realiza una medición de precipitación, existen varias redes en los Estados Unidos y en otros lugares donde las mediciones de precipitación se pueden enviar a través de Internet, como CoCoRAHS o GLOBE. Si una red no está disponible en el área donde uno vive, es probable que la oficina meteorológica o meteorológica local más cercana esté interesada en la medición.

Sensores remotos

Uno de los principales usos del radar meteorológico es poder evaluar la cantidad de precipitaciones caídas sobre grandes cuencas con fines hidrológicos. Por ejemplo, el control de inundaciones de ríos, la gestión de alcantarillado y la construcción de presas son áreas en las que los planificadores utilizan datos de acumulación de precipitaciones. Las estimaciones de lluvia derivadas del radar complementan los datos de la estación de superficie que se pueden utilizar para la calibración. Para producir acumulaciones de radar, las tasas de lluvia sobre un punto se estiman utilizando el valor de los datos de reflectividad en puntos individuales de la cuadrícula. Luego se usa una ecuación de radar, que es

donde Z representa la reflectividad del radar, R representa la tasa de lluvia y A y b son constantes. Las estimaciones de lluvia derivadas de satélites utilizan instrumentos de microondas pasivos a bordo de satélites meteorológicos geoestacionarios y de órbita polar para medir indirectamente las tasas de lluvia. Si uno quiere una precipitación acumulada durante un período de tiempo, tiene que sumar todas las acumulaciones de cada cuadro de cuadrícula dentro de las imágenes durante ese tiempo.

Intensidad

La intensidad de las lluvias se clasifica de acuerdo con la tasa de precipitación, que depende del tiempo considerado. Las siguientes categorías se utilizan para clasificar la intensidad de las lluvias:

• Lluvia ligera: cuando la tasa de precipitación es < 2,5 mm (0,098 pulgadas) por hora
• Lluvia moderada: cuando la tasa de precipitación está entre 2,5 mm (0,098 pulgadas) y 7,6 mm (0,30 pulgadas) o 10 mm (0,39 pulgadas) por hora
• Lluvia intensa: cuando la tasa de precipitación es > 7,6 mm (0,30 pulgadas) por hora, o entre 10 mm (0,39 pulgadas) y 50 mm (2,0 pulgadas) por hora
• Lluvia violenta: cuando la tasa de precipitación es > 50 mm (2,0 pulgadas) por hora

Los eufemismos para una lluvia fuerte o violenta incluyen limpiador de barrancos, removedor de basura y estrangulador de sapos. La intensidad también se puede expresar mediante el factor R de la erosividad de la lluvia o en términos del índice n de la estructura temporal de la lluvia.

Periodo de devolución

El tiempo promedio entre las ocurrencias de un evento con una intensidad y duración específicas se denomina período de retorno. La intensidad de una tormenta se puede predecir para cualquier período de retorno y duración de la tormenta, a partir de gráficos basados ​​en datos históricos de la ubicación. El período de retorno a menudo se expresa como un nevento de año. Por ejemplo, una tormenta de 10 años describe un evento de lluvia raro que ocurre en promedio una vez cada 10 años. La lluvia será mayor y las inundaciones serán peores que la peor tormenta esperada en un solo año. Una tormenta de 100 años describe un evento de lluvia extremadamente raro que ocurre en promedio una vez en un siglo. La lluvia será extrema y las inundaciones serán peores que un evento de 10 años. La probabilidad de un evento en cualquier año es la inversa del período de retorno (asumiendo que la probabilidad permanece igual para cada año). Por ejemplo, una tormenta de 10 años tiene una probabilidad de ocurrir del 10 por ciento en un año determinado, y una tormenta de 100 años ocurre con una probabilidad del 1 por ciento en un año. Como con todos los eventos de probabilidad, es posible, aunque improbable, tener múltiples tormentas de 100 años en un solo año.

Pronóstico

El Pronóstico Cuantitativo de Precipitación (QPF abreviado) es la cantidad esperada de precipitación líquida acumulada durante un período de tiempo específico en un área específica. Se especificará un QPF cuando se pronostique un tipo de precipitación medible que alcance un umbral mínimo para cualquier hora durante un período válido de QPF. Los pronósticos de precipitación tienden a estar sujetos a horas sinópticas como las 0000, 0600, 1200 y 1800 GMT. El terreno se considera en los QPF mediante el uso de la topografía o en función de los patrones climatológicos de precipitación a partir de observaciones con gran detalle. Desde mediados hasta fines de la década de 1990, los QPF se utilizaron dentro de los modelos de pronóstico hidrológico para simular el impacto en los ríos de los Estados Unidos.Los modelos de pronóstico muestran una sensibilidad significativa a los niveles de humedad dentro de la capa límite planetaria, o en los niveles más bajos de la atmósfera, que disminuye con la altura. El QPF se puede generar de forma cuantitativa, pronosticando cantidades, o cualitativa, pronosticando la probabilidad de una cantidad específica. Las técnicas de pronóstico de imágenes de radar muestran una mayor habilidad que los pronósticos de modelos dentro de las 6 a 7 horas posteriores a la hora de la imagen de radar. Los pronósticos se pueden verificar mediante el uso de mediciones de pluviómetros, estimaciones de radares meteorológicos o una combinación de ambos. Se pueden determinar varios puntajes de habilidad para medir el valor del pronóstico de lluvia.

Impacto

Agrícola

La precipitación, especialmente la lluvia, tiene un efecto dramático en la agricultura. Todas las plantas necesitan al menos algo de agua para sobrevivir, por lo que la lluvia (siendo el medio de riego más efectivo) es importante para la agricultura. Si bien un patrón de lluvia regular suele ser vital para las plantas sanas, demasiada o muy poca lluvia puede ser dañina, incluso devastadora para los cultivos. La sequía puede matar los cultivos y aumentar la erosión, mientras que el clima demasiado húmedo puede causar el crecimiento de hongos dañinos. Las plantas necesitan cantidades variables de lluvia para sobrevivir. Por ejemplo, ciertos cactus requieren pequeñas cantidades de agua, mientras que las plantas tropicales pueden necesitar hasta cientos de pulgadas de lluvia por año para sobrevivir.

En áreas con estaciones húmedas y secas, los nutrientes del suelo disminuyen y la erosión aumenta durante la estación húmeda. Los animales tienen estrategias de adaptación y supervivencia para el régimen más húmedo. La estación seca anterior provoca escasez de alimentos en la estación húmeda, ya que los cultivos aún no han madurado. Los países en desarrollo han notado que sus poblaciones muestran fluctuaciones de peso estacionales debido a la escasez de alimentos que se observa antes de la primera cosecha, que ocurre al final de la estación húmeda. La lluvia puede recolectarse mediante el uso de tanques de agua de lluvia; tratados para uso potable o para uso no potable en interiores o para riego. La lluvia excesiva durante períodos cortos de tiempo puede causar inundaciones repentinas.

Cultura y religión

Las actitudes culturales hacia la lluvia difieren en todo el mundo. En climas templados, las personas tienden a estar más estresadas cuando el clima es inestable o nublado, con un impacto mayor en los hombres que en las mujeres. La lluvia también puede traer alegría, ya que algunos la consideran relajante o disfrutan de su atractivo estético. En lugares secos, como India, o durante períodos de sequía, la lluvia levanta el ánimo de las personas. En Botswana, la palabra setswana para lluvia, pula, se usa como nombre de la moneda nacional, en reconocimiento a la importancia económica de la lluvia en su país, ya que tiene un clima desértico.Varias culturas han desarrollado medios para lidiar con la lluvia y han desarrollado numerosos dispositivos de protección, como paraguas e impermeables, y dispositivos de desvío, como canaletas y desagües pluviales que conducen las lluvias a las alcantarillas. Mucha gente encuentra el olor durante e inmediatamente después de la lluvia agradable o distintivo. La fuente de este olor es el petricor, un aceite producido por las plantas, luego absorbido por las rocas y el suelo, y luego liberado al aire durante la lluvia.

La lluvia tiene un significado religioso importante en muchas culturas. Los antiguos sumerios creían que la lluvia era el semen del dios del cielo An, que caía de los cielos para inseminar a su consorte, la diosa de la tierra Ki, haciendo que ella diera a luz a todas las plantas de la tierra. Los acadios creían que las nubes eran los pechos de la consorte de Anu, Antu, y que la lluvia era la leche de sus pechos. Según la tradición judía, en el siglo I a. C., el hacedor de milagros judío Honi ha-M'agel puso fin a una sequía de tres años en Judea dibujando un círculo en la arena y orando por lluvia, negándose a abandonar el círculo hasta su oración. se le concedió. En sus Meditaciones, el emperador romano Marco Aurelio conserva una oración por la lluvia hecha por los atenienses al dios griego del cielo Zeus. Se sabe que varias tribus nativas americanas han realizado históricamente bailes de lluvia en un esfuerzo por alentar la lluvia. Los rituales para hacer llover también son importantes en muchas culturas africanas. En los Estados Unidos actuales, varios gobernadores estatales han celebrado Días de oración por la lluvia, incluidos los Días de oración por la lluvia en el estado de Texas en 2011.

Climatología mundial

Aproximadamente 505 000 km (121 000 millas cúbicas) de agua caen como precipitación cada año en todo el mundo, de los cuales 398 000 km (95 000 millas cúbicas) caen sobre los océanos. Dada el área de la superficie de la Tierra, eso significa que la precipitación anual promedio mundial es de 990 mm (39 pulgadas). Los desiertos se definen como áreas con una precipitación anual promedio de menos de 250 mm (10 pulgadas) por año, o como áreas donde se pierde más agua por evapotranspiración que cae como precipitación.

Desiertos

La mitad norte de África está dominada por la región cálida y seca más extensa del mundo, el desierto del Sahara. Algunos desiertos también ocupan gran parte del sur de África: el Namib y el Kalahari. En toda Asia, un gran mínimo de lluvia anual, compuesto principalmente por desiertos, se extiende desde el desierto de Gobi en Mongolia al oeste-suroeste a través del oeste de Pakistán (Baluchistán) e Irán hasta el desierto de Arabia en Arabia Saudita. La mayor parte de Australia es semiárida o desértica, lo que la convierte en el continente habitado más seco del mundo. En América del Sur, la cordillera de los Andes bloquea la humedad del Pacífico que llega a ese continente, lo que da como resultado un clima desértico a favor del viento en el oeste de Argentina. Las áreas más secas de los Estados Unidos son regiones donde el desierto de Sonora se extiende por el suroeste del desierto, la Gran Cuenca y el centro de Wyoming.

Desiertos polares

Dado que la lluvia solo cae en estado líquido, rara vez cae cuando las temperaturas de la superficie están por debajo del punto de congelación, a menos que haya una capa de aire caliente en lo alto, en cuyo caso se convierte en lluvia helada. Debido a que toda la atmósfera está bajo cero la mayor parte del tiempo, los climas muy fríos ven muy poca lluvia y a menudo se conocen como desiertos polares. Un bioma común en esta área es la tundra, que tiene un breve deshielo en verano y un largo invierno congelado. Los casquetes polares no ven lluvia en absoluto, lo que convierte a la Antártida en el continente más seco del mundo.

Selvas tropicales

Las selvas tropicales son áreas del mundo con precipitaciones muy altas. Existen selvas tropicales y templadas. Las selvas tropicales ocupan una gran parte del planeta, principalmente a lo largo del ecuador. La mayoría de las selvas tropicales templadas se encuentran en las costas montañosas del oeste entre los 45 y 55 grados de latitud, pero a menudo se encuentran en otras áreas.

Alrededor del 40-75% de toda la vida biótica se encuentra en las selvas tropicales. Las selvas tropicales también son responsables del 28% de la renovación de oxígeno del mundo.

Monzones

La región ecuatorial cerca de la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ), o valle del monzón, es la porción más húmeda de los continentes del mundo. Anualmente, el cinturón de lluvia dentro de los trópicos avanza hacia el norte en agosto, luego retrocede hacia el sur hacia el hemisferio sur en febrero y marzo. Dentro de Asia, las precipitaciones se favorecen en su parte sur desde el este de la India y el noreste a través de Filipinas y el sur de China hacia Japón debido a que el monzón transporta la humedad principalmente desde el Océano Índico hacia la región.La vaguada del monzón puede llegar tan al norte como el paralelo 40 en el este de Asia durante agosto antes de moverse hacia el sur a partir de entonces. Su progresión hacia los polos se ve acelerada por el inicio del monzón de verano, que se caracteriza por el desarrollo de una presión de aire más baja (una baja térmica) sobre la parte más cálida de Asia. Circulaciones monzónicas similares, pero más débiles, están presentes en América del Norte y Australia. Durante el verano, el monzón del sudoeste combinado con la humedad del Golfo de California y el Golfo de México que se mueve alrededor de la cordillera subtropical en el Océano Atlántico trae la promesa de tormentas eléctricas por la tarde y por la noche en el sur de los Estados Unidos, así como en las Grandes Llanuras.La mitad oriental de los Estados Unidos contiguos al este del meridiano 98, las montañas del noroeste del Pacífico y la cordillera de Sierra Nevada son las partes más húmedas de la nación, con una precipitación media superior a 760 mm (30 pulgadas) por año. Los ciclones tropicales aumentan las precipitaciones en las secciones del sur de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico, las Islas Vírgenes de los Estados Unidos, las Islas Marianas del Norte, Guam y Samoa Americana.

Impacto de los vientos del oeste

El flujo del oeste del Atlántico norte templado conduce a la humedad en toda Europa occidental, en particular Irlanda y el Reino Unido, donde las costas occidentales pueden recibir entre 1000 mm (39 pulgadas), al nivel del mar y 2500 mm (98 pulgadas), en las montañas de lluvia por año. Bergen, Noruega, es una de las ciudades de lluvia europeas más famosas con una precipitación anual de 2250 mm (89 pulgadas) en promedio. Durante el otoño, el invierno y la primavera, los sistemas de tormentas del Pacífico traen gran parte de sus precipitaciones a la mayor parte de Hawái y al oeste de los Estados Unidos. Sobre la cima de la cresta, la corriente en chorro trae un máximo de precipitación de verano a los Grandes Lagos. Grandes áreas de tormentas eléctricas conocidas como complejos convectivos de mesoescala se mueven a través de las llanuras, el medio oeste y los Grandes Lagos durante la estación cálida, contribuyendo hasta con el 10% de la precipitación anual de la región.

El Niño-Oscilación del Sur afecta la distribución de la precipitación, al alterar los patrones de lluvia en el oeste de los Estados Unidos, el medio oeste, el sureste y en los trópicos. También hay evidencia de que el calentamiento global está provocando un aumento de las precipitaciones en las partes orientales de América del Norte, mientras que las sequías son cada vez más frecuentes en los trópicos y subtrópicos.

Lugares más húmedos conocidos

Cherrapunji, situado en la ladera sur del Himalaya oriental en Shillong, India, es el lugar más húmedo confirmado de la Tierra, con una precipitación media anual de 11 430 mm (450 pulgadas). La precipitación más alta registrada en un solo año fue de 22.987 mm (905,0 pulgadas) en 1861. El promedio de 38 años en las cercanías de Mawsynram, Meghalaya, India, es de 11.873 mm (467,4 pulgadas). El lugar más húmedo de Australia es Mount Bellenden Ker, en el noreste del país, que registra un promedio de 8000 mm (310 pulgadas) por año, con más de 12 200 mm (480,3 pulgadas) de lluvia registrada durante 2000. El Big Bog en el La isla de Maui tiene la precipitación media anual más alta de las islas hawaianas, con 10.300 mm (404 pulgadas). El monte Waiʻaleʻale en la isla de Kauaʻi logra resultados similareslluvias torrenciales, aunque ligeramente inferior a la del Big Bog, con 9.500 mm (373 pulgadas) de lluvia por año durante los últimos 32 años, con un récord de 17.340 mm (683 pulgadas) en 1982. Su cumbre es considerada una de las más lluviosas. manchas en la tierra, con un reporte de 350 días de lluvia por año.

Lloró, un pueblo situado en Chocó, Colombia, es probablemente el lugar con mayor precipitación del mundo, con un promedio de 13.300 mm (523,6 pulgadas) por año. El Departamento del Chocó es extraordinariamente húmedo. Tutunendaó, un pequeño pueblo situado en el mismo departamento, es uno de los lugares estimados más húmedos de la Tierra, con un promedio de 11.394 mm (448,6 pulgadas) por año; en 1974, la ciudad recibió 26.303 mm (86 pies 3,6 pulgadas), la mayor precipitación anual medida en Colombia. A diferencia de Cherrapunji, que recibe la mayor parte de sus lluvias entre abril y septiembre, Tutunendaó recibe lluvias distribuidas casi uniformemente durante todo el año. Quibdó, la capital del Chocó, recibe la mayor cantidad de lluvia del mundo entre las ciudades con más de 100.000 habitantes: 9.000 mm (354 pulgadas) por año.Las tormentas en Chocó pueden dejar caer 500 mm (20 pulgadas) de lluvia en un día. Esta cantidad es más de lo que cae en muchas ciudades en un año.

Continente	Promedio más alto	Lugar	Elevación	Años de registro
en	milímetro	pie	metro
Sudamerica	523.6	13,299	Lloró, Colombia (estimado)	520	158	29
Asia	467.4	11,872	Mawsynram, India	4,597	1,401	39
África	405.0	10,287	Debundscha, Camerún	30	9.1	32
Oceanía	404.3	10,269	Big Bog, Maui, Hawái (EE. UU.)	5,148	1,569	30
Sudamerica	354.0	8,992	Quibdó, Colombia	120	36.6	dieciséis
Australia	340.0	8,636	Monte Bellenden Ker, Queensland	5,102	1,555	9
América del norte	256.0	6,502	Lago Hucuktlis, Columbia Británica	12	3.66	14
Europa	183.0	4,648	Crkvice, Montenegro	3,337	1,017	22
Fuente (sin conversiones): Extremos medidos globales de temperatura y precipitación, Centro Nacional de Datos Climáticos. 9 de agosto de 2004.

	Continente	Lugar	Precipitación más alta
en	milímetro
Precipitación media anual más alta	Asia	Mawsynram, India	467.4	11,870
Más alto en un año	Asia	Cherrapunji, India	1,042	26,470
Más alto en un mes calendario	Asia	Cherrapunji, India	366	9,296
Máximo en 24 horas	océano Indio	Foc Foc, La Reunión	71.8	1,820
Máximo en 12 horas	océano Indio	Foc Foc, La Reunión	45,0	1,140
Más alto en un minuto	América del norte	Unionville, Maryland, Estados Unidos	1.23	31.2

Fuera de la tierra

Se ha sugerido que se producirán lluvias de diamantes en los planetas gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno, así como en los planetas gigantes de hielo, Urano y Neptuno. Es probable que haya lluvia de diversas composiciones en las atmósferas superiores de los gigantes gaseosos, así como precipitaciones de neón líquido en las atmósferas profundas. En Titán, el satélite natural más grande de Saturno, se cree que la lluvia de metano esporádica esculpe los numerosos canales de la superficie de la luna. En Venus, el ácido sulfúrico virga se evapora a 25 km (16 mi) de la superficie. Se supone que el planeta extrasolar OGLE-TR-56b en la constelación de Sagitario tiene lluvia de hierro.En consecuencia, la investigación realizada por el Observatorio Europeo Austral muestra que WASP-76b puede producir lluvias de gotas de hierro líquido en llamas una vez que la temperatura desciende durante las horas nocturnas del planeta. Hay evidencia de muestras de basalto traídas por las misiones Apolo de que la Luna ha estado sujeta a lluvia de lava.