La mirada del mendigo

11 agosto 2017

La vegetación y la lluvia

Filed under: Uncategorized — Mendigo @ 23:10

Sigo abusando de lo que me aportáis en los comentarios para realizar nuevas entradas, que creo pueden interesar a todo el mundo (al menos, deberían).

En este caso, Greg me muestra un artículo sobre las dinámicas atmosféricas en el Mediterráneo Occidental, y entre varios efectos trata la relación entre la cubrición vegetal del suelo y la probabilidad de lluvia.

Copiaré los párrafos que exponen esta relación, pero antes debo advertir que el texto supone que el lector está familiarizado con el efecto Föhn. Para quien no, paso a exquicarlo esquemáticamente: Cuando una masa de aire es forzada a ascender por una cordillera, el aire se enfría, disminuyendo su capacidad de contener humedad y, por lo tanto, incrementando su humedad relativa. Una vez que se alcance su punto de saturación o de rocío el aire no admite más vapor de agua en su seno y se empiezan a formar gotitas de agua líquida en suspensión (nube), cuya coalescencia da lugar a la lluvia.

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La temperatura que gana el aire de la brisa combinada al pasar sobre la superficie calentada por el sol se ha medido en los proyectos europeos, y muestra que cuando la masa aérea que deja la costa a 26ºC (299K) es inyectada en los flujos de retorno su temperatura potencial ha subido a 315K, y por lo tanto, ha ganado 16ºC. Si no hubiera otros procesos, la Figura 5 muestra que el nivel de formación de nube (NFN) obtenido en el cruce de la línea de temperatura potencial de 315K y la línea de razón de mezcla correspondiente a una temperatura del punto de rocío de 19ºC en la costa, ocurriría por encima de 2740 m de altitud, esto es, muy por encima de las cimas de las montañas en esta región (de 1800 a 2060 m).

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Para estimar la cantidad de vapor de agua adicional que aporta la vegetación a la brisa combinada se ha supuesto:
a) que la brisa combinada desplaza un volumen de aire 160 Km de largo y 250 m de alto, por unidad de distancia
a lo largo de la costa,
b) que la evapotranspiración tiene lugar sólo a lo largo de los primeros 80 Km. de recorrido, como distancia típica desde la costa a las cimas de las montañas, c) que la evapotranspiración tiene lugar durante el período de la brisa.

La evapotranspiración actual estimada para esta región en verano varía entre 5 a 7 (+) litros de agua por m² por día, sobre zonas regadas, y de 1 a 3 litros por m² por día sobre las zonas más secas en las montañas del interior (maquia y pinares). Así que se han tomado un valor de 6 l/m²/d a lo
largo de los primeros 20 km de recorrido de la brisa, y 2 l/m²/d a lo largo de
los 60 km restantes.

Encontramos que la vegetación contribuye 5 g/kg de vapor de agua adicional al que parte de la costa (de 13,8 g/kg, correspondiente a un punto de
rocío de 19ºC) y, por tanto, para cuando la brisa llega a la cima de las montañas, la evapotranspiración aumenta la razón de mezcla del vapor de agua hasta unos 19 g/kg, correspondiente a una nueva temperatura de punto de rocío de
24ºC. Este simple cálculo está de acuerdo con el rango de valores del punto
de rocío observados en Valbona (Teruel), de 22ºC a 28ºC, cuando la brisa está
totalmente establecida.

La Figura 5 muestra que el cruce de la línea de temperatura potencial de 315K y el nuevo valor de la razón de mezcla (el nivel de condensación) desciende casi 600 m hasta unos 2150 m de altitud, esto es, mucho más cerca de las cimas montañosas. El nivel de condensación desciende hasta 1700 m si se utiliza la más alta razón de mezcla observada (correspondiente a un punto de rocío de 28ºC), y aún más, hasta 1400 m, si se toma como valor límite de calentamiento del aire superficial la línea de temperatura potencial de 312K.

Finalmente, si se considera el nivel de 2150 m como adecuado para disparar la tormenta, y se considera que ésta precipita sólo la mitad del vapor de agua inicialmente disponible en la costa, unos simples cálculos muestran que el sistema retorna en forma de lluvia más del doble del vapor de agua evaporado a lo largo del recorrido de la brisa.

El amplio rango de valores posibles del nivel de formación de nube, esto es, de 1400 m a 2750 m, indica que dentro de los sistemas recirculatorios del Mediterráneo, ambos factores, el calentamiento y la evaporación sobre la superficie, juegan papeles fundamentales en el desarrollo de las tormentas de
verano, y muestra lo sensible que es el sistema a las variaciones de estos componentes. Cualquier cambio o perturbación de las propiedades del suelo que
tienda a sobrecalentar el aire en la brisa, p.ej. desecar el suelo, eleva el nivel de formación de nube y disminuye la posibilidad de que las tormentas se disparen.

El mismo resultado se obtiene al disminuir las fuentes de evaporación y evapotranspiración en superficie, p.ej. secado de marjales costeros y/o cambios
en el sistema de regadío de manta a goteo, o combinaciones de ellos.

Por otra parte, la humedad que contribuyen la evaporación sobre los marjales costeros y la evapotranspiración de la vegetación son añadidos tendentes a bajar el nivel de formación de nube. Incluso, podrían considerarse como una inversión por parte de estos sistemas para “ordeñar”, en forma de lluvia, el vapor de agua disponible en la masa de aire marino que, de esta forma, retorna al sistema más agua que la añadida. Por tanto, aportar más vapor de agua tiende a propiciar el desarrollo de tormentas en un mecanismo de retroalimentación hacia un ambiente más húmedo.

Lo fundamental es tener en cuenta que el agua se recicla en las circulaciones costeras mediterráneas, y que el vapor de agua añadido por evaporación sobre la tierra potencia un mecanismo de disparo tendente a favorecer la precipitación del vapor de agua evaporado sobre el mar. Sin embargo, si se sustrae agua del sistema se debilita el mecanismo que activa dicha precipitación.

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N.d.M: Realmente, no veo la ventaja de usar al mismo tiempo dos unidades de medida de temperatura (además usando incorrectamente la notación, pues la temperatura Kelvin no lleva el símbolo de º). Para pasar de Kelvin (K) a grado Celsius (ºC) basta con restarle a la primera 273,15ºC.

No sé si se ha entendido el concepto. El autor propone que sin el aporte de vapor de agua de las plantas, necesitaríamos (en las condiciones medias de Levante) una montaña de más de 2.740m para lograr que el aire se enfriase tanto al remontarla se formasen las nubes y, por consiguiente, la lluvia.

Considerando el aporte de la vegetación, esta altura necesaria para disparar la tormenta se rebaja, aumentando la probabilidad de lluvia. Si esa vegetación desaparece (o se sustituye por otra con menor aporte de humedad), el aire remonta las montañas sin alcanzar el punto de saturación de humedad. Es decir, roba la humedad de la ladera sin devolverla en forma de lluvia.

De esta forma, una pequeña diferencia en la evapotranspiración (por ejemplo, un bosque mediterráneo quemado y urbanizado, o sustituido por maquis) puede significar que se formen las nubes y llueva, o que no.

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