Fenòmens Meteorològics: Vent, Núvols, Precipitacions i Riscos

El Vent: Dinàmica i Mesura

Què és el Vent i Com es Genera?

El vent és l'aire que es mou horitzontalment. Es desplaça des de les zones de pressió més alta (amb aire més fred) cap a les zones de pressió més baixa. Al nostre planeta hi ha importants sistemes de vent, ja que van des de les zones d'alta pressió fins a les de baixa pressió, generant així els fluxos d'aire que constitueixen la circulació de l'atmosfera. Els moviments d'aire igualen la temperatura (T), la pressió (P) i la humitat. L'aparició de nous gradients de T i P fa que l'atmosfera tingui una dinàmica complexa i contínua.

Mesura de la Direcció i Velocitat del Vent

Els dos paràmetres principals del vent són la direcció (d'on bufa) i la velocitat (intensitat amb què ho fa). Utilitzem l'escala de Beaufort, que permet calcular aproximadament la velocitat del vent a partir dels seus efectes. La direcció del vent ens la dóna el penell i la intensitat, l'anemòmetre.

Sistemes de Pressió Atmosfèrica i Moviment de l'Aire

La pressió atmosfèrica i el vent estan estretament relacionats. L'aire que s'escalfa s'eleva perquè es fa menys dens. Al mateix temps, la pressió disminueix. L'aire calent que s'eleva, quan es refreda prou per ser més dens, baixa; aquest descens d'aire fred fa que augmenti la pressió.

• Depressions: Convergència dels vents a la superfície i un ascens d'aire calent al centre.
• Anticiclons: Subsidència o descens d'aire fred i una divergència dels vents a la superfície.
• Cèl·lula convectiva: Moviment cíclic d'aire que s'estableix entre els centres de baixa pressió i els anticiclònics.
• Força de Coriolis: Causada per la rotació terrestre, determina una desviació d'aquests vents que divergeixen des d'un anticicló o que convergeixen cap a una depressió.

Els Núvols i les Precipitacions: Formació i Tipus

La Humitat de l'Aire: Conceptes Clau

• Humitat Absoluta (Habs): És la massa d'aigua en forma de vapor per volum d'aire, generalment expressada en g/m³.
• Humitat Relativa (Hrel): Percentatge de vapor d'aigua que conté l'aire respecte al màxim que podria contenir a la temperatura a la qual es troba. Aquesta mesura es pren amb higròmetres o psicròmetres.
• Humitat Màxima (Hmax): Màxima quantitat de vapor d'aigua en massa que pot tenir un volum d'aire a una temperatura determinada.

Procés de Formació dels Núvols

Per a la formació de núvols, tenim una massa d'aire que, si es refreda, la humitat relativa (Hrel) de l'aire augmenta progressivament. Així, amb una mateixa quantitat de vapor, la Hrel augmenta, ja que el màxim de vapor possible cada cop és menor. Si el refredament continua, s'assoleix la humitat relativa (Hrel) màxima, el 100%. S'ha produït la saturació d'humitat, perquè l'aire ja no admet més vapor. El vapor es condensa formant petites gotetes que es mantenen en suspensió. Les gotetes formades s'adhereixen a partícules sòlides en suspensió a l'atmosfera, les quals actuen com a nuclis de condensació.

Causes de Formació de Núvols

• Ascensió orogràfica: Una massa d'aire es veu forçada a ascendir a causa d'un obstacle orogràfic (muntanya), refredant-la fins a condensar-se.
• Convecció: Quan el terra és escalfat pel sol, l'aire més proper a la superfície s'escalfa i ascendeix. En guanyar altura, es refreda fins a condensar-se. Actua en cèl·lules convectives locals.
• Convergència en àrees depressionàries: Similar a la convecció, però a una escala major.
• Contacte de masses d'aire a diferent temperatura: Les masses d'aire no es barregen, sinó que la massa d'aire més freda tendeix a romandre a prop del terra en ser més densa, i l'aire calent ascendeix i es refreda fins a condensar-se. Les línies imaginàries que separen masses d'aire a temperatura diferent s'anomenen fronts, associades a nuvolositat i precipitacions.
• Refredament per contacte: Formació quan l'aire es refreda perquè està en contacte amb una superfície freda, com passa a les nits d'hivern. En aquest cas, els núvols es formen arran de la superfície i les anomenem boires.

Tipus de Precipitacions

Si després de formar-se un núvol el refredament continua, cada cop hi ha més gotetes o cristalls de gel dins la massa d'aire. Això provoca el seu creixement. En núvols càlids, aquest creixement es produeix pels xocs d'unes gotes amb altres, que acaben fusionant-se. En núvols freds, hi ha una difusió de molècules d'aigua en subfusió cap als cristalls de gel. Quan el pes de totes dues supera la força dels corrents ascendents que hi ha dins del núvol, els fa caure formant una precipitació.

• Pluja
• Neu
• Pluja engelant
• Granís / Calamarsa
• Pedra
• Calabruix
• Rosada
• Gebrada

Les Tempestes: Formació i Fenòmens Associats

Com es Formen les Tempestes?

Una tempesta s'inicia a partir d'un petit cúmul que creix amb força fins a transformar-se en un immens núvol anomenat cumulonimbus. Es formen quan hi ha situacions d'inestabilitat. Durant la seva primera fase de vida, el núvol creix impulsat per un corrent ascendent d'aire càlid. Dins del núvol de tempesta, la condensació és molt intensa, formant així milions de gotes d'aigua, que creixen per agregació. Moltes gotes es congelen a la part alta del núvol, formant grans de calamarsa i cristalls de gel, que tendeixen a créixer. Quan cauen, ho fan en forma de xàfec, de forta intensitat però de curta durada.

L'intens fregament que es genera entre les partícules que hi ha dins del núvol a causa dels forts corrents, origina així càrregues elèctriques. Això fa que hi apareguin fortes descàrregues que van d'una part a una altra del núvol (llampecs) o del núvol a terra (llamps).

Riscos Meteorològics Associats a les Precipitacions

Les Sequeres: Causes i Gestió

La sequera és un període prolongat de manca de precipitacions. El clima mediterrani es caracteritza per una acusada manca de pluges a l'estiu i una irregularitat pel que fa a la distribució de les precipitacions. Les sequeres a Catalunya són determinades per un domini de l'Anticicló de les Açores, que quan roman a prop de la Península Ibèrica, barra el pas dels fronts i les depressions procedents de l'Atlàntic i impedeix la formació de baixes pressions al Mediterrani.

Les sequeres són impossibles d'evitar, però un ús i distribució adequats dels recursos hídrics pot minimitzar-ne els efectes:

• Cal no sobreexplotar les reserves d'aigua, per evitar que la disminució dels cabals durant les sequeres provoqui problemes greus.
• Cal racionalitzar l'ús de l'aigua: fomentar l'estalvi tant particular com industrial, promoure sistemes de regadiu eficients, etc.

Els Aiguats: Precipitacions Torrencials

Les precipitacions torrencials generen també greus riscos meteorològics que són relativament freqüents en l'àmbit mediterrani.

• Temporals de llevant i pertorbacions atlàntiques reactivades: Una massa d'aire procedent del Mediterrani, càlida i humida, penetra cap a l'interior i es veu forçada a elevar-se en trobar la Serralada Litoral i la Prelitoral. La presència d'aire fred intensifica el procés de condensació, i es formen enormes núvols de tempesta.
• Tronades: En dies calorosos, amb condicions d'inestabilitat en les capes altes troposfèriques, poden formar-se potents tempestes, preferentment en zones muntanyoses. Les tronades només produeixen ocasionalment precipitacions que s'apropen o superen els 100 mm en períodes curts de temps, de caràcter local.

Inundacions i Avingudes: Factors i Prevenció

Les inundacions són acumulacions d'aigua en zones de terreny pla, i les avingudes són crescudes sobtades del cabal d'un curs d'aigua. Aquests dos fenòmens són causats pels aiguats.

Factors de la Conca Hidrogràfica

• Grau d'infiltració del terreny: Depèn de la permeabilitat dels materials que afloren a la conca i de la vegetació. Com més impermeable és el terreny i menys cobertura vegetal té, menys filtració hi ha i més greus poden ser les inundacions i avingudes.
• Morfologia de la conca: L'estructura de la xarxa de drenatge condiciona una arribada lenta i gradual de les rieres. El pendent també controla la rapidesa amb què l'aigua arriba cap al curs principal.

Factors Relacionats amb l'Activitat Humana

• Exposició: La manca de criteris en la planificació del territori provoca sovint que l'exposició a aquests riscos augmenti.
• Canvis en l'ús del sòl: L'augment del sòl urbanitzat i el pas del sòl forestal a sòl agrícola fan créixer la quantitat d'aigua procedent de les precipitacions. Aquest fet comporta una disminució del temps de resposta i un gran augment del cabal.
• Obres hidràuliques: Les preses, els dics de contenció o el soterrament de rieres milloren la seguretat i dificulten les inundacions i avingudes sobtades. Però quan els cabals arriben a nivells extraordinaris, la fallada o el trencament de l'obra pot representar un risc molt més gran que si no s'hagués construït.
• Infraestructures barrera: Les vies de circulació paral·leles al riu, construïdes parcialment damunt del riu. Els pilars poden actuar com a presa quan durant una avinguda els troncs hi queden travessers.

Mesures per Minimitzar Inundacions i Avingudes

• Disposar de bons mètodes de predicció d'aquests fenòmens. Si es preveu amb temps, es poden prendre mesures de protecció. L'ús de satèl·lits i dels radars meteorològics té un paper clau en aquesta tasca.
• Elaborar plans d'actuació adequats. A Catalunya, per exemple, s'activa el pla Inuncat quan hi ha una situació de risc de pluges torrencials.
• Fer una planificació del territori acurada. És important evitar qualsevol classe d'edificació en zones inundables i assegurar-se de la construcció de ponts i canalitzacions de mida adequada per als cabals màxims previsibles dels cursos d'aigua.

Riscos Derivats de l'Electricitat Atmosfèrica

Llamps i Llampecs: Perills i Precaucions

En els núvols de tempesta (cumulonimbus), es generen potents descàrregues elèctriques entre les dues zones de diferent càrrega del núvol o entre núvols diferents (llampecs) o bé entre el núvol i terra (llamps). Un llamp és una descàrrega d'uns quants milers d'ampers d'intensitat entre dos punts amb una diferència de potencial d'uns quants milions de volts i, així, genera temperatures al voltant de 50.000 ºC.

Cal evitar les següents zones durant una tempesta elèctrica:

• Zones planes sense arbres
• Platges
• Arbres aïllats
• Coves
• Vores de cursos d'aigua
• Cases amb finestres obertes
• Circular en moto o bicicleta

Riscos Meteorològics Causats pel Vent

Depressions del Front Polar

Es formen per la confrontació de l'aire fred polar amb l'aire càlid subtropical, especialment a l'hivern. Amb diàmetres d'entre 1.000 i 3.000 km, tot i formar-se sobre els 60º de latitud, poden afectar àrees situades entre els 40º i els 70º. Poden generar vents intensos que superin els 100 km/h i causar danys importants.

Tempestes Tropicals i Huracans

Són depressions de 200 a 600 km de diàmetre, però amb pressions molt baixes en el seu centre (> 950 hPa). El fort gradient de pressió origina vents molt intensos que provoquen danys catastròfics. Generen vents sostinguts de fins a 117 km/h; quan se supera aquesta velocitat, parlem d'huracà.

Tornados i Mànigues Marines

Els tornados són els vents més destructors que es poden produir a l'atmosfera. Són remolins gegants que es formen dins de les tempestes amb un elevat grau de complexitat. Poden arribar a superar els 500 km/h i són fenòmens rars. Les mànigues marines són fenòmens semblants, però amb menys intensitat, que es formen sobre el mar, si bé poden afectar ocasionalment punts de la costa.

Rissagues: Variacions del Nivell del Mar

Les rissagues són augments i descensos sobtats del nivell del mar provocats per pulsacions de la pressió atmosfèrica.

Fenòmens Climàtics Globals: El Niño i La Niña

La Niña: Quan els vents alisis van de Sud-amèrica fins a Austràlia i Indonèsia i no provoquen precipitacions. Però si s'inverteix el sentit dels vents, van de l'oest a l'est i prolonguen el mal temps i la pesca baixa. Aquest fenomen és conegut com El Niño.

Prevenció General de Riscos Meteorològics

• Desenvolupar mètodes de predicció de fenòmens meteorològics adversos.
• Dissenyar plans d'actuació per a les situacions de risc meteorològic que es puguin presentar.
• Cartografiar les possibles àrees de risc en cas de presentar-se algun fenomen meteorològic potencialment perillós, i ordenar els usos del territori i la tipologia de construccions per intentar minimitzar els riscos.