Estudio de gotas de lluvia cargadas y su relación con la estructura eléctrica de las tormentas

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Resumen : La teoría más aceptada para explicar la electrificación de las tormentas es la Teoría No-Inductiva (TNI). Esta teoría propone que las colisiones entre los cristales de hielo y los granizos son las responsables del cargado de las nubes. En cada una de estas colisiones se separa una cierta cantidad de carga eléctrica, en forma sistemática, que deja a las partículas de precipitación (PP, granizos) con cargas de un dado signo mientras que las partículas de nube (CH) se llevan el signo opuesto (Ávila y col 2011). Después de colisionar los CH y los granizos son transportados a diferentes regiones dentro de las tormentas movidos por las corrientes convectivas, la fuerza de arrastre y la fuerza gravitatoria que actúan sobre cada una de ellas. Bajo la hipótesis de TNI, se espera que las PP (granizos y/o gotas de lluvia que pueden ser granizos derretidos) transporten carga eléctrica neta. Existe una gran evidencia sobre la fuerte correlación entre la actividad eléctrica y las características dinámicas y microfísicas de las nubes (Mac Gorman & Rust 1998). El objetivo de este trabajo es el de determinar los tamaños y las cargas eléctricas que transportan las partículas de precipitación (PP) y estudiar la evolución temporal de las mismas durante las tormentas mediante un estudio experimental de campo de gotas de precipitación cargadas. Se realizan mediciones en superficie de la velocidad de caída (V) y carga eléctrica (Q) de gotas de lluvia individuales de 4 tormentas distintas, ocurridas en Córdoba Capital en los años 2018 y 2019. Por hipótesis de la TNI, cada una de estas gotas de lluvia cargadas corresponden a granizos dentro de la nube, que se derriten durante sus caídas a tierra. Con los datos de V es posible determinar los tamaños (D) de cada una de las gotas medidas (Pruppacher & Klett 1997). Para realizar las mediciones se utiliza un dispositivo especialmente diseñado, construido e instalado por el Grupo de Física de la Atmósfera en la FAMAF-UNC, capaz de detectar Q >0,5 pC (López, 2018), en conjunto con el sofware necesario. Con la información obtenida en las distintas tormentas se analizará la evolución temporal de Q y D de las PP, la correlación entre Q y D para gotas con cargas positivas y negativas por separado, la distribución de tamaños de partículas cargadas y distribución de tamaños de gotas de lluvia totales. Estas últimas serán muestreadas con un disdrómetro de la NASA. Teniendo en cuenta el D y la V con la que llegan a superficie las gotas cargadas se puede estimar el tamaño del granizo antes de derretirse. Para llevar a cabo estos análisis se calcularon distintos parámetros y se elaboraron diversos gráficos, sumado a datos de radar, satélite y de la red Lightning Mapping Array (LMA). Dichos resultados fueron comparados entre ellos y con otros autores.