La Nieve

17,730 views

Published on

Published in: Sports
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
17,730
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
200
Actions
Shares
0
Downloads
155
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

La Nieve

  1. 1. LA NIEVE La nieve es agua, pero agua sólida, comúnmente llamada hielo, y ella no es otra cosa que finos cristales de hielo aprisionando aire. Sus propiedades particulares provienen de esa mezcla, donde los componentes van evolucionando con el transcurso del tiempo. El cristal de nieve esta estrechamente ligado al desequilibrio que experimenta el agua en sus estados, gaseoso (aire saturado en vapor de agua), líquido y sólido (hielo). La transformación de un estado a otro se efectúa liberando o absorbiendo calor. La nieve es el resultado de la combinación de los tres estados del agua en distintas proporciones y a determinadas temperaturas. Si observamos la nieve fresca bajo la lupa, veremos que ella está generalmente formada de cristales que siempre tienen seis caras. La nieve es en efecto una materia que se cristaliza invariablemente en forma hexagonal. Esta simetría hexagonal es una característica propia del hielo. Su formación Dentro de todos los elementos que constituyen el aire que respiramos, hay uno que tiene una importancia primordial en el terreno de la meteorología, es el vapor de agua. Es un gas invisible, que está contenido en proporciones variables en la atmósfera y que tiene la propiedad de transformarse en pequeñas gotitas o en cristales de hielo si la masa de aire en la cual está contenido se enfría. De este modo se forman las nubes. Las gotitas que forman las nubes provienen del agua (mares, lagos, etc.) que calentada por el sol se evapora, elevándose en la atmósfera; este vapor (agua sin impurezas) se vuelve a enfriar y se condensa en microgotitas, fenómeno llamado “licuofacción”; si el descenso de temperatura se sigue manifestando y alcanza ciertos límites, ella puede tomar el estado sólido, llamándose esta etapa “solidificación”. Pero si la disminución de la temperatura se efectúa en forma brusca, el vapor de agua, aparentemente, pasa al estado de hielo en forma directa, denominándose este cambio “condensación sólida”. Por el contrario, si tenemos hielo y se incrementa paulatinamente la temperatura este se convierte en líquido, llamándose esta fase “fusión”. Si seguimos adicionando calor este se transforma en vapor, conociéndose esta etapa con el nombre de “evaporación”. Ahora, si la variabilidad de la temperatura es brusca el sólido de agua se transforma en vapor sin pasar por el estado líquido, a este cambio se le da el nombre de “sublimación”. Así, 1 metro cúbico de aire, a una temperatura de 20° C, puede contener aproximadamente 17 gramos de vapor de agua bajo forma gaseosa, ahora bien, para un mismo volumen, a una temperatura de 0° C, la saturación se alcanza con aproximadamente 5 gramos, el excedente se condensa alrededor de núcleos
  2. 2. higroscópicos. Estos núcleos están constituidos por partículas salinas, residuos de combustión o de polvo en suspensión. Teóricamente, el agua pura no se congela y permanece en sobrefusión hasta que la temperatura no desciende bajo - 40°C. Pero la presencia de partículas sólidas, llamadas núcleos de congelación, hacen cesar el estado de sobrefusión cerca de los -12°C. Se forman así pequeños cristales de hielo que van a coexistir en el interior de la nube con las gotitas. Los cristales de hielo que captan las gotitas cercanas, crecen y cuando su peso no le permite compensar los movimientos ascendentes del aire en la nube, ellos caen hacia el suelo. Si todas las temperaturas son negativas de la nube al suelo, cae nieve. Al contrario, si en los últimos cientos de metros antes del suelo, los cristales encuentran temperaturas positivas, ellos se funden y es lluvia la que cae. Como consecuencia de las variaciones de cantidad de vapor de agua, de los movimientos turbulentos en la nube y sobretodo de las temperaturas, los cristales de nieve llegan al suelo en formas muy diferentes. En el tramo de atmósfera donde se forman estos gérmenes, las condiciones de presión y de temperatura hacen que solo sea posible una cristalización del hielo en una estructura hexagonal. Esta estructura, cuya forma elemental es el prisma de base hexagonal, explica la simetría hexagonal que encontramos a escala microscópica en la gran diversidad de formas que presentan los cristales de nieve al término de su crecimiento. Crecimiento de los cristales. Los cristales de hielo crecen a expensas de las gotitas de agua de dos maneras. Primero, el vapor de agua se deposita directamente en el cristal. Como la presión del vapor sobre un cristal de hielo es menor que sobre una gotita de agua hay un traspaso neto de moléculas de agua de las gotitas al aire y por lo tanto a los cristales de hielo. Mediante este proceso por vapor, los cristales de hielo se desarrollan en una variedad de forma hexagonales. En el segundo modo de crecimiento, los cristales chocan con las gotitas superenfriadas y los gotitas se congelan en cristales. Los cristales llegan a revestirse con una capa de gotitas congeladas, llamada escarcha. La deposición de vapor y escarchamiento pueden ocurrir simultáneamente, aunque un proceso usualmente predomina en cada capa atmosférica. En general, el escarchamiento tiende a oscurecer la forma hexagonal del cristal matriz. La estructura de cristal de la nieve se describe mediante cuatro ejes intrínsecos, tres ejes "a" y un eje "c". Los ejes "a" están en el plano basal del cristal, el eje "c" está perpendicular al plano basal. Dependiendo de las condiciones meteorológicas, el crecimiento del cristal ocurre ya sea en el plano basal o perpendicular al plano basal. El estudio de las condiciones de crecimiento del cristal de hielo muestra que las velocidades de crecimiento son diferentes para la base, las caras laterales y las aristas, dependen de la temperatura. Entre los -6°C - 11°C el crecimiento se desarrolla genéricamente en forma perpendicular al plano basal, tendiendo a formar agujas o columnas hexagonales.
  3. 3. A los -12°C se efectúa la expansión del hexágono en el plano basal, formando plaquetas de muy poco espesor. Entre los -13°C y -18°C el crecimiento es más rápido sobre las aristas, desarrollándose dendritas en forma de estrellas. Tipos de cristales. En función de las condiciones encontradas en las nubes en el curso de su formación (Temperatura y humedad) y durante su caída (viento, temperatura del suelo), la nieve fresca puede tener características bien diferenciadas. Todos los cristales tienen una estructura de base hexagonal. Hay varias centenas de tipos, cuyas formas varían de las estrellas a los bastoncillos, pasando por la aguja y las columnas huecas. Su tamaño varia de algunas décimas de milímetros a 4 o 5 mm. Para las estrellas más grandes. Densidad. En función del tipo de cristal, constatamos importantes variaciones de densidad. Una nieve fría caída sin viento tiene una masa volumínica de 30 a 80 Kg/m3. Al contrario, una nieve que cae por una temperatura cercana a los 0 grados es bastante mas pesada (del orden de 80 a 180 Kg/ m 3). Estos valores pueden aumentar considerablemente bajo efectos del viento (hasta los 300 kh/m3). Clasificación. La clasificación adoptada por la organización meteorológica mundial tiene 10 tipos de cristales. Codigo Designación Símbolo Condiciones de Formación MONOCRISTALES 1.- Plaquetas -12 a -18 grados 2.- Estrellas -13 a -18 grados
  4. 4. 3.- Columnas -20 a -25 grados 4.- Agujas -6 a -11 grados POLICRISTALES 5.- Dendritas Espaciales Temperaturas inferiores a -20grados. Congelación simultanea de varios cristales. CRISTALES COMPUESTOS. 6.- Columnas entre Plaquetas Formación ligada a cambios de las condiciones / " Botones de Camisa " durante la caída. 7.- Partículas Irregulares 0 a -5 grados 8.- Nieve Rodada O granizo blando. El cristal capta gotitas de agua Sobrefundida durante su caída. 9.- Granos de Hielo Lluvia helada 10.- Granizo Precipitaciones de verano (formación en Cumulonimbus de tormenta). Peso de la nieve nueva. Se determina cortando verticalmente, desde la plataforma de medición, una muestra de nieve nueva con un tubo muestreador y pesándola. El peso neto de la nieve se registra en gramos. Equivalente en agua de la nieve nueva (HNW). El equivalente en agua es la altura de la capa de agua siempre que la nieve de la plataforma se fundiera. Se divide el peso de la nieve nueva (medido en gr) por el área del tubo muestreador (medida en cm 2) y se multiplica por 10. Se registra en milímetros. Peso (g)
  5. 5. HNW (mm) = ------------------- x 10 Area (cm 2) El equivalente en agua de la nieve nueva también se puede obtener derritiendo una muestra de nieve y midiendo el agua derretida, por ejemplo con la ayuda de un pluviómetro. Densidad de la nieve (g). Para calcular la densidad de la nieve se divide el equivalente en agua de la nieve nueva (medido en mm.) Por la altura de la nieve (medida en cm.) Y se divide por 10. HNW (mm) G = -------------------------- HN x 10 Si la nieve cae a temperatura de -10°C la nieve es seca y su peso por m3 esta comprendido entre 30y 80 kg. Alrededor de 0° C ella es húmeda y su peso vario entre 80 y 180 kg/m3. A temperaturas positivas de 2 a 4°C la nieve es mojada y pesa de 150 a 200 kg/m3. Por asentamiento durante el invierno la nieve puede llegar a pesar entre 300 a 350 kg/m3. Cuando la nieve nueva alcanza densidades mayores que las normales, el riesgo de avalanchas aumentan notoriamente ya que esta nueva nevada añade una fuerte carga al manto yacente. Asimismo, cuando la nevada se desarrolla con densidades muy bajas, entre 30 y 40 kg/m 3, el riesgo también es alto, ya que si la capa de nieve es poco densa, origina es cubierta por una nieve más pesada, resultando un estrato mas débil en el interior del manto nivoso. Tipo y tamaño del cristal. El tipo y el tamaño del cristal están muy vinculados a la densidad de la nieve. De esta forma, los cristales pequeños, escarchados, agujas finas y columnas, debido a su forma y a la temperatura, alcanzan altas densidades. Al contrario, las plaquetas, estrellas y formas dendriticas, poco cohesionadas entre sí, dan origen a nieve de baja densidades. Para identificar el tipo y tamaño del cristal se toma una muestra en la tarjeta graduada y utilizando una lupa se clasifica y gradúa. Como es común que durante una nevada caigan diversos tipos de cristales simultáneamente, se registrara el tipo y tamaño más repetido. Plaquetas Se presentan en forma hexagonal plana con superficie lisa o estriada, siendo su espesor muy delgado comparado con su diámetro. Su formación se desarrolla a -12°C y se acelera con un núcleo mineral que puede ser sal o polvo. Estrellas
  6. 6. Poseen seis ejes de simetría y están constituidos por dendritas que se generan en un mismo plano horizontal alrededor de un núcleo central, y estarán mas ramificadas cuando más importante sea la saturación. Se forman entre -13°C a -18°C y su tamaño, que es muy variable, está comprendido en general, entre los 0,5 a 7 mm. Columnas Tienen el aspecto de prismas de sección hexagonal. La relación de longitud con respecto al diámetro es aproximadamente 1 es a 5. Se distinguen dos tipos de columnas: - Columnas sólidas o llenas, que se forman en un estado muy cercano a la saturación del hielo. - Columnas huecas, que se forman bajo fuerte saturación. Agujas. Bastoncillos cuya sección hexagonal tiene una relación de longitud con respecto al diámetro, superior a 1 es a 5. Al igual que las columnas, estas pueden ser llenas o huecas. Se forman a temperaturas que oscilan entre -5°C y - 8°C con gran humedad. Dendritas espaciales. Pertenecen al conjunto de los policristales. La sobrefusión de las microgotitas persistente siempre cuando el diámetro es mas y más pequeño. A los -20°C las microgotitas se congelan produciendo uno o muchos granos soldados entre sí, lo que favorece la formación de muchos planos de plaquetas, dendritas y columnas. Columnas entre plaquetas. Se les llama también " botones de camisa " (gobelets). Están compuestos por dos plaquetas o estrellas formadas en los extremos de una columna, perpendicular al eje central. Partículas irregulares. Se presentan bajo la forma de un conjunto de pequeños cristales y fragmentos de cristales sin una geometría muy definida. Nieve rodada o granizo blando ( graupel). Este tipo de precipitación sólida cae a menudo bajo forma de chubascos. El cristal inicial esta fuertemente escarchado en todas direcciones y se reconoce poco o nada de su forma inicial. Escarcha de Superficie (granos de hielo, granizos). Durante los movimientos producidos en el interior de la nube, los cristales de nieve pueden captar gotitas de agua sobrefundidas que se congelan instantáneamente a su contacto, dando un aspecto "graneado" a la superficie. Si el fenómeno es limitado, los cristales permanecen reconocibles y traslúcidos. MEDICIONES Y OBSERVACIONES DE LA NIEVE
  7. 7. Espesor total de la nieve. Se mide en un poste graduado, el cual esta empotrado en el suelo. Indica principalmente el asentamiento de la nieve y sirve como control de la altura de nieve nueva. Es usual que las estaciones nivométricas de montaña dispongan de más de un poste graduado para efectuar esta medición, la que es promediada, en razón de que en algunas oportunidades el viento altera, en forma local, el espesor de la nieve. La tasa de asentamiento del manto nivoso obtenida a través de esta medición, está ligada a la densificación de la nieve del manto y depende de su espesor y de losa tipos de cristal de nieve que lo constituyen. Las tasas de asentamiento más comunes en nuestra zona son del orden de 2 a 5cm. diarios en períodos de buen tiempo. Durante una nevada, estos valores llegan hasta los 10 a 15 cm/día especialmente cuando la nieve caída diariamente sobrepasa los 40 cm. Es conveniente hacer notar que si asentamiento disminuye con relación a mediciones anteriores, las condiciones de inestabilidad de la nieve aumentarán. Temperatura de la superficie de la nieve. La influencia de la temperatura del aire en la nieve se manifiesta desde su formación, ya que regula desde el crecimiento de los cristales, hasta la forma en que cae, ya sea como nieve seca donde las temperaturas por las que cae son inferiores -3°C, o como nieve húmeda si estas temperaturas son cercanas al 0°C: La Temperatura de la superficie de la nieve se mide con un termómetro, el cual se ubica horizontalmente a 5 cm. Bajo la superficie de la nieve. En forma práctica, sirve para apreciar el eventual gradiente, y como una forma de evaluación de la estabilidad del manto, ya que a bajas temperaturas, el asentamiento de la nieve se hace mucho más lento y retarda notoriamente su estabilización. Estado de la superficie de la nieve. Una de las condiciones que favorecen las avalanchas al producirse una nueva nevada, es el estado de la superficie de la nieve, ya que al ser cubiertas por una nueva nevada, las costras formadas a causa de la recongelación, el viento, la lluvia u otros factores, se transforman en subestratos muy frágiles. Es una observación visual, se clasifica la superficie de la nieve en: nieve resistente, escarcha de superficie, húmeda y blanda Resistencia del estrato de superficie. A la calidad del estrato de superficie, se añade la resistencia a la penetración. Para efectuar esta medida, se pone en la superficie de la nieve el primer tubo graduado de una sonda de penetración y se deja caer bajo su propio peso (1kg.).
  8. 8. Por las diferencias diarias de penetración de la sonda se estima la consolidación progresiva de la capa superficial. Registro de observaciones y medidas. Todas las observaciones y medidas descritas son convenientemente registradas, ya sea en formularios especiales o en sistemas computacionales, para su posterior análisis y utilización. Transformaciones o Metamorfismo del Manto de Nieve Según las condiciones iniciales del manto de nieve y las circunstancias que se produzcan a continuación, la transformación de la nieve puede seguir muy diversos caminos conducentes a una amplia gama de estados finales, cuyas características van a tener gran relevancia para la estabilidad del manto. Metamorfismo de Gradiente de Temperatura (GT) Cuando se producen las primeras nevadas de la temporada, el suelo no ha tenido tiempo de alcanzar las temperaturas propias del invierno; en cambio el aire puede estar muy frío, de modo que la capa de nieve que se encuentra entre estos dos estratos (suelo y aire) presenta diferencias importantes de temperatura. La nieve fresca, suelta y , por lo tanto, buen aislante, muestra un importante gradiente de temperatura, de sentido descendente, desde las capas inferiores hacia las superiores. La mayor temperatura de las capas más próximas al suelo, favorece la sublimación de vapor de agua; este vapor gracias a la porosidad que aún conserva la nieve, puede migrar hacia las capas superiores y, por lo tanto más frías. Cuando al vapor alcanza una capa suficientemente fría, se produce el fenómeno contrario incorporándoce a los granos de hielo que constituyen la nieve. El resultado es que los granos crecen y adquieren una forma más compacta (apariencia de cubiletes) con la que pueden deslizarse fácilmente entre ellos y pierden su trabazón entre sí por las ramas de las estrellas. Metamorfismo de Equitemperatura (ET) o Isotermia La igualdad térmica que define el proceso de equitemperatura impone cierta homogeneidad en el manto de nieve Los granos en su interior están sometidos a las mismas condiciones, por lo tanto evolucionan del mismo modo. Por la migración de las partes convexas de los granos hacia las cóncavas y por el aplastamiento por el propio peso que sufre la nieve y que provoca la rotura de las ramas de las estrellas, se produce una compactación del manto. La densidad aumenta, observando una reducción de su espesor. Los granos más compactos de pequeño tamaño, se encuentran más próximos, con lo que se establece una mayor densidad de los puntos de contacto. El metamorfismo ET, es más propio en épocas avanzadas del invierno que el GT, no anula la existencia de escarcha de profundidad, por lo que el riesgo de avalancha se conserva alto hasta la intervención de otro metamorfismo: hielo – deshielo. Metamorfismo de hielo – deshileo Si en los metamorfismos GT y ET era el vapor de agua procedente de la sublimación el principal agente, ahora será el agua líquida. Ya sea que proceda del calor exterior (acción solar o alta temperatura ambiental), o de la condensación y de la precipitación, el agua existente entre los granos de nieve puede constituirse en un
  9. 9. elemento muy estabilizante si la temperatura desciende lo suficiente como para congelar esa mezcla de nieve y agua en la que se había convertido el manto nivoso. Por paradójico que resulte el hielo no se forma a partir de la nieve, por mucho frío que haga, la nieve ya es hielo en sí misma. El hielo se forma cuando una fase líquida está presente. Puede formarse hielo en ciertas condiciones de gran compresión, como ocurre en los glaciares o allí donde la reptación del avance, el paso reiterado de andinistas, esquiadore, u otros crea una superficie dura y helada. El metamosfismo de hielo – deshielo es frecuente en primavera, pero también lo encontraremos en las laderas soleadas en invierno. Así, es fácil que encontremos hielo en invierno en las laderas norte y en las sur encontremos nieve polvo poco transformada. En cualquier caso, la consistencia y estabilidad de un manto que ha sufrido este metamorfismo es máxima por la noche y en las primeras horas de la mañana. Al medio día y por la tarde será todo lo contrario: existirá un alto riesgo de avalanchas de fusión. El agua que fluye con relativa abundancia llega fácilmente a los niveles inferiores del manto de nieve, donde horadará los anclajes de la misma, o lubricará la superficie del suelo, facilitando su desprendimiento. Metamorfismo de Nieve Húmeda Cuando la nieve se vuelve húmeda, las condiciones relativas a la difusión del calor y el consiguiente metamorfismo, cambian de forma apreciable. Una complejidad adicional es que la nieve húmeda puede consistir en aire, cristales de hielo y agua (un sistema de tres fases). Contrariamente a lo que pudiera creerse, la nieve húmeda no está exactamente a 0ºC de temperatura. De hecho, pequeñas diferencias de temperatura en el interior de la nieve húmeda son responsables del especial metamorfismo de esta nieve. La presión sobre las superficies curvadas del hielo en las partículas de nieve húmeda es inversamente proporcional al radio de curvatura de la superficie. Esto origina que las temperaturas de fusión de las partículas sean dependientes de su tamaño, las partículas pequeñas tienen una temperatura de fusión inferior a la de las grandes. El mecanismo de metamorfismo cambia en nieve húmeda según van cambiando las proporciones de la mezcla de aire , agua y hielo. Transformaciones por viento La redistribución de la nieve por el viento constituye un rasgo principal del manto nivoso en montaña y en algunos casos es fundamental para la formación de avalanchas. De hecho la nieve redistribuida puede producir avalanchas por acumulación, incluso con tiempo despejado. Existen tres mecanismos de transporte para la redistribución de la nieve por viento: - Rodado: supone un movimiento tipo arrastre de partículas sacas a lo largo de la superficie. - Salto: cuando las partículas caen a lo largo de la superficie formando una capa de unos 10 cm de altura de nieve. - Suspención: es causada por remolinos turbulentos que levantan partículas hasta decenas de metros por encima de la superficie. El viento altera el manto nivoso mediante diferentes mecanismos: - Influye en la distribución de la nieve, favoreciendo la acumulación en zonas cóncavas a barlovento y barriendo literalmente la nieve de las convexas a sotavento. Así encontraremos mas cantidad en los valles, quebradas y canaletas; mientras que en las cumbres, lomas y filos se mostrarán más limpios. - Forma cornisas, una de las formaciones más peligrosas, producto de las turbulencias que se generan en los puntos altos, filos y en todo lugar donde haya un cambio agudo en el ángulo de la pendiente. - Forma las temibles placas de viento mediante redistribución de los granos de nieve que se van rompiendo y desgastando al impactar la superficie nevosa. Estos pequeños granos al depositarse, se
  10. 10. comprimen fuertemente y originan rápidamente una estructura, a manera de placa, al unirse a sus vecinos. Este mecanismo es extremadamente importante en la formación de avalanchas - Altera la textura superficial del manto de nieve, formando ondulaciones y o nieve acartonada o costra. Es sorprendente la variedad, formas y tipos que puede experimentar la nieva en la montaña y nuestro compromiso es observarla, ver sus diferencias y experimentar en diferentes recorridos. Solo de ese modo podremos llegar conocerla mejor y hacer de ella un elemento muy atractivo para la práctica deportiva.

×