Peligro de granizada:

El daño principal en una aeronave ocasionada por el granizo se confina a los vuelos dentro o cerca de tormentas. A medida que mejoran los sistemas de navegación, se intenta cada vez más las penetraciones en las tormentas, con el consiguiente incremento de exposición potencial a las granizadas. Se sabe que la profundidad de los agujeros o abolladuras sobre los diferentes partes de la aeronave es proporcional a la velocidad aerodinámica y a la masa de pedrisco. Hay pruebas que respaldan el hecho de que casi todas las granizadas con se tropieza por encima de 6 km resultan dañosas y que la mayor parte de los daños de los daños se produce con piedras de 1cm de radio por lo menos.

El pronóstico de casos y tamaños tropieza con diversos grados variables de acierto. Algunos perfeccionamientos recientes en la teoría de la formación del granizo y en física de nubes han ayudado mucho al predictor.

Formación de granizo:

Sería de esperar que la distribución del granizo siguiera rigurosamente la de las tormentas, pero los estudios demuestran la existencia de regiones preferentes para el primero. Se ha sugerido que debe haber un mecanismo natural de supresión y que éste es más decisivo en las regiones marítimas cálidas, así como en cualquier parte durante los meses calientes del verano. Esta evidencia apoya el hecho de que, si bien las tormentas son frecuentes en las regiones tropicales, la granizada raramente ocurre. Cualquier técnica de predicción deberá, sin embargo, estar relacionada con el pronóstico de tormentas. Debería también explicar por qué algunas tormentas producen grandes pedriscos mientras que otras desarrollan simplemente gránulos blancos sin que llegue al suelo ningún granizo propiamente dicho.

Durante el periodo 1900 – 1950 las opiniones sobre el mecanismo de la granizada cambiaron bastante. Al principio se considero que las fuertes ascendencias constituían el aspecto más importante, mientras que, más adelante, se opinó que el granizo podía formarse simplemente como resultado de la caída de partículas en la nube a través de concentraciones de gotículas de agua subfundida.

En 1958 Ludlam hizo un análisis muy completo de la teoría térmica de la convección en cumulus. Subrayó la idea que la convección consistía en volúmenes separados de aire en flotación, ascendiendo desde fuentes intermitentes en el suelo o dentro de la nubes. Por lo tanto, un cumulus parece contener varias térmicas como las indicadas, que sucesivamente emergerían del grueso de la nube. Ello implica valores medios y valores punta de exceso de temperatura y de agua condensada, que podrían desviarse substancialmente de los valores adiabáticos.

En nubes muy grandes la generación de térmicas puede ser tan rápida que no permite suponerlas como aisladas. En tales casos se combinan para formar una gran ascendencia permanente en el centro de la tormenta. Tales ascendencias fuertes, junto con elevadas concentraciones de contenido líquido, parecen constituir los elementos más favorables para el desarrollo de grandes pedriscos.

Dada su baja concentración, se ha supuesto que el pedrisco crece sobre unos embriones relativamente raros. Ludlam que estos son precisamente las grandes gotas de nube que se dan en la porción inferior del cumulus; se elevarían hasta la región subfundida y crecerían transformándose en gotas de lluvia, congelándose luego para formar granizo. Dondequiera que hubiese bastante extensión de nube debajo del nivel de congelación y la concentración de gotas fuese grande, las ascendentes crecerían hasta el tamaño precipitante, antes de congelarse. Entonces caerían como lluvia, quedando algunas para actuar como núcleos.

Por el contrario, en ciertas situaciones la cantidad de agua líquida que hay entre la base de la nube y el nivel de congelación es muy pequeña. La mayor parte de gotas grandes serán entonces transportadas muy por encima del nivel de congelación antes de alcanzar el tamaño precipitante.

Esto parecería indicar que un nivel de congelación bajo favorecería la producción de granizo. Sin embargo, éste ocurre en aíre húmedo cálido con un nivel de congelación alto. Es más, el pedrisco es más bien grande cuando prevalecen estas circunstancias. Esto da a entender que el tiempo requerido para que las gotas grandes alcancen el nivel de congelación es tan importante como la distancia que han de cubrir.

La estructura de los pedriscos de gran tamaño sugiere dos posibilidades. Las capas alternativas de hielo opaco y transparente que constituyen la mayor parte de los pedriscos indicarían una repetición de pasajes a través de estados sucesivos de crecimiento seco y mojado. Por otro lado, pudo ocurrir una travesía casual de la nube, con alternados ascensos y descensos. En general, es probable que existan ambas situaciones evolutivas.

Ocasionalmente, pueden formarse capas superficiales vítreas cuando la piedra cae en la parte inferior de la zona subfundida, antes de entrar en una térmica. Pueden desarrollarse delgadas capas cuando la piedra atraviesa zonas con una concentración de agua líquida localmente elevada, dentro de una térmica. De ahí que no sea necesario regresar a la vieja idea de que las piedras estratificadas hayan debido realizar varias excursiones entre las cimas frías de la nube y el nivel próximo a los 0°C.

Según la teoría de la térmica, sólo una porción de los pedriscos en la zona subfundida de la nube tendría ocasión de incorporarse a suficientes térmicas para alcanzar el tamaño que es capaz la nube de producir. Muchas, si no casi todas, piedras en desarrollo deberán caer desde la zona subfundida, antes de alcanzar las velocidades descendentes que se aproximen a los valores máximos de las ascendencias. Esto explicaría el espectro de tamaños observados en muchos pedriscos.

En seguida que se produce el primer granizo y su descenso a través del nivel de congelación, las concentraciones de gotas de lluvia arrastradas arriba de ese nivel por térmicas elevadoras, son de esperar exceden el número de 10 por metro cúbico. Esta es, más o menos, la máxima concentración dentro de la cual puedan desarrollarse piedras con radios de hasta 1 cm. Tal concentración es, sin embargo, demasiado pequeña para interferir con la flotación de la térmica.

Lo más probable es que esas gotas de lluvia se congelen hacia -15°C, si no han sido previamente captadas por partículas de hielo. Pueden entonces continuar creciendo como granizo, pero en cuanto su radio se aproxima a 1cm el vaciado que ejercen en el contenido de agua líquida de la térmica se pronuncia en demasía. En consecuencia, todo crecimiento ulterior queda muy restringido y la producción de granizo con tamaño suficiente para alcanzar el suelo sin fundirse ya no prosigue más.

La concentración de partículas es tanto mayor cuanto menor es su tamaño individual, pero ello redunda en su velocidad de caída. En consecuencia, si son muy pequeñas les resulta difícil escapar de las térmicas. Colectivamente pueden llegar a construir una gran parte del contenido total de agua en la nube. En estas circunstancias, los pedriscos se acumulan en tal cantidad que interfieren o obstruyen la flotabilidad de las térmicas. Entonces escapan en concentraciones que producen explosiones nubosas con fuertes corrientes descendentes.

Esto detiene la generación local de térmicas, por lo que la nube decae en la zona de desprendimiento de las partículas. El complejo nuboso continúa desarrollándose en los márgenes de esa zona, debido a la acción del micro-frente frío formado en el borde de la descendencia. Por consiguiente, las grandes granizadas se encuentran localmente sólo en los flancos de tormentas maduras migratorias.

Predicción del granizo:

Quizá el método más conocido de predicción es el de Farnbush y Miller. El éxito de su técnica apoya firmemente la teoría de que las fuertes ascendencias sostienen al pedrisco en crecimiento. Destacan la importancia de una capa seca encima de otra húmeda cálida cerca del suelo. Esto es necesario para disipar el calor latente de fusión merced a la evaporación de agua líquida en el aire seco ambiental. El gradiente térmico vertical de las parcelas saturadas es entonces más empinado que el adiabático húmedo. Desde luego la presencia de aire fresco encima de una capa húmeda también incrementa la inestabilidad potencial.

Un aspecto interesante del estudio de Farnbush y Miller es la relación entre la altitud del nivel de congelación del termómetro mojado y el tamaño del granizo. Cuando está por debajo de 1,5 km raramente se tiene granizo grande. La altitud óptima se encuentra hacia los 2,5 km. Si esta por encima de los 3,5 km el granizo que alcanza la superficie terrestre es pequeño.

Si bien el método de Farnbush y Miller para predecir tamaños es muy práctico, el desarrollo de su técnica fue considerablemente empírico. Recientemente los esfuerzos se han concentrado en la teoría de la formación del pedrisco por medio de gotas grandes, si la capa nubosa por debajo del nivel de congelación tiene bastante espesor y la concentración de gotículas es apreciable, las gotas grandes ascendentes pueden crecer hasta el tamaño precipitante y caer antes de congelarse.

Sin embargo, el tiempo que estas gotas permanecen por debajo del nivel de congelación o del nivel de formación del granizo puede también ser significante. Cuando las grandes gotas permanecen en las zonas inferiores de la nube más allá de unos ocho minutos, crecen para alcanzar el tamaño precipitante, desprendiéndose antes de conseguir el nivel de formación de granizo. Si son elevadas hasta ese nivel, en uno tres o cinco minutos podrán desarrollarse granizos del tamaño aproximado que pueda sostener la corriente vertical.

El granizo grande tiene lugar cuando la distancia entre la base de la nube y el nivel de intersección con la isoterma de -10°C por elevación es apreciable. Para relacionar el tamaño del granizo con el tiempo invertido por las gotas grandes en su crecimiento, la velocidad vertical media puede tomarse como promedio entre cero al nivel de convección libre, hasta un máximo al nivel de aquella intersección. Estos factores pueden también incorporarse en un gráfico.

El tamaño del pedrisco con radio aproximado de 1 cm es, más o menos, el mínimo para dañar la aeronave. Esto se toma como base para emitir pronósticos de granizada en tormentas intensas. La línea de los seis minutos en el gráfico es considerado como límite. Así, un sondeo de pronóstico puede indicar granizo de 1 cm, pero el movimiento vertical desde el nivel de intersección con los –10°C por elevación ( parcela), puede tardar más de seis minutos. En este caso se pronosticará improbabilidad de daños a la aeronave por granizo.

El problema, desde luego, se acentúa al introducirse movimientos verticales procedentes de efectos orográficos y de otros factores. Por ejemplo, la mayoría de tormentas que producen pedrisco de tamaño capaz de dañar a las aeronaves acompañan líneas de inestabilidad. Es necesario, pues, tener en cuenta la situación sinóptica general.

Lucha contra el granizo:

Se han llevado a cabo muchos experimentos con la finalidad de prevenir el desarrollo del granizo. En algunos sitios se han disparado cohetes conteniendo productos químicos y explosivos, mientras que en otros se ha intentado la siembra de la nube con humos de partículas conteniendo yoduro de plata, producidos por generadores manipulados desde el suelo. Hasta ahora los resultados han sido bastante inconcluyentes.

Ludlam considera que los núcleos artificiales introducidos en la zona sudfundida de la nube deben tener una concentración de 10 por centímetro cúbico, aproximadamente, si se pretenden que hagan el efecto de disminuir el suministro de agua en sudfusión. Se ha sugerido inseminar la nube idónea con núcleos higroscópicos gigantes por medio de cohetes que dispersen partículas de sal común en la base.

Es obvio, sin embargo, que hace falta un conocimiento más detallado acerca de la formación del granizo si se quiere efectivamente reducir el número y la intensidad de las granizadas.