Entendiendo la inestabilidad atmosférica

Gran parte del pronóstico de tormentas eléctricas, implica la interpretación de los parámetros de inestabilidad, con ello se obtiene mayor entendimiento sobre la presencia de tiempo severo en un lugar determinado.

Las nubes altas y densas de cumulonimbus, son el resultado de una fuerte inestabilidad atmosférica. Imagen de referencia: NASA.

Para entender cómo funciona nuestra atmósfera existen varios criterios, el más importante es la inestabilidad, pese a que este concepto no es mensurable existen análisis y metodologías para entender su presencia. Si visualizamos a la atmósfera en la vertical, siendo influida por la liberación de inestabilidad tendremos que el aire comenzará una intensificación y se elevará tan rápido que dará origen a la formación de tormentas eléctricas.

Por ejemplo, imaginen que tenemos un balón de fútbol en el fondo de una piscina y una vez que lo liberamos este objeto se acelerará hacia arriba, hasta alcanzar la superficie; entonces, tenemos que el balón sube porque es menos denso que el agua que lo rodea. Un proceso similar ocurre cuando se libera inestabilidad en la atmósfera. El aire en la tropósfera inferior se eleva hasta que se vuelve menos denso que el aire que lo rodea, entonces se eleva por sí solo, como el balón.

La velocidad con la que se genera la inestabilidad, depende de la diferencia que exista en la densidad que tenga el aire que sube y el aire circundante. En el caso de tormentas eléctricas, tenemos que se produce un movimiento ascendente, entonces cuando el aire se eleva en la corriente de dicha tormenta, este será menos denso que el aire circundante a este proceso lo denominaremos inestabilidad atmosférica.

Si la inestabilidad en un fluido es influenciada por una perturbación pequeña en su matriz, está crecerá de forma significativa, como resultado esta se amplifica a medida que pasa el tiempo. Por el contrario, la estabilidad tiende a atenuar y eliminar la presencia de cualquier perturbación que se haya introducido o generado en un sistema.

El Skew-T es la representación gráfica de un radiosondeo, se caracteriza por representar la temperatura real y la de rocío, además de otras variables en diferentes niveles de la atmósfera. Imagen de referencia: Digitalmeteo.

Existen diferentes tipos de inestabilidad y formas de analizarla.

Inestabilidad de la parcela o estática, se evalúa analizando los índices CAPE (Energía Potencial Convectiva Disponible) y el de elevación LI. Cuando tenemos valores por encima de los 500 J/kg en el CAPE se dice que la parcela es inestable dependiendo su valor y la ubicación del sistema de tormentas. Respecto a los valores del índice LI son muy funcionales para calcular este concepto en capas bajas, si los valores son negativos existirán condiciones para inestabilidad, pero si son positivos tendremos estabilidad.

Inestabilidad latente, causada por la liberación de calor latente, aumenta a medida que incrementa el punto de rocío. Cuando una tormenta tiene una cantidad abundante de humedad, tendrá más inestabilidad latente que una tormenta con aire seco, esta condición se presentan a menudo en los sistemas de tormentas que se generan en las montañas, ya que ahí se dispone de más humedad de bajo nivel para generar un levantamiento.

Inestabilidad convectiva o potencial, ocurre cuando el aire seco de nivel medio se impone sobre el aire cálido y húmedo en la troposfera inferior y la mejor manera de analizarla es mediante el uso de un diagrama Skew-T. En el límite entre la tropósfera inferior casi saturada y los niveles medios secos, existirá una disminución rápida del punto de rocío con la altura a esto se le conoce como inversión, separa el aire seco en niveles altos y el aire húmedo en niveles bajos. Esta inversión es importante porque el calor y la humedad pueden acumularse, y romperla lo que producirá una convección explosiva.