Las tormentas eléctricas más rápidas y potentes no surgen al azar.
Un nuevo estudio publicado en la revista Nature demostró que la interacción entre la humedad del suelo y el cambio en el viento con la altura determina el lugar y la fuerza de los brotes de tormentas.
Este hallazgo permite comprender cómo esos eventos pueden crecer de manera explosiva y sin aviso en zonas habitadas, donde las lluvias intensas y los rayos provocan grandes daños.
“Los casos más extremos muestran una señal de humedad del suelo notablemente más fuerte”, escribieron los investigadores Christopher Taylor, Cornelia Klein, Emma Barton, Sebastian Hahn y Wolfgang Wagner.
Trabajan en el Centro de Ecología e Hidrología del Reino Unido y el Centro Nacional de Observación de la Tierra y la Universidad Técnica de Viena, Austria.
El mapa oculto de las tormentas
Las tormentas convectivas, responsables de lluvias intensas y descargas eléctricas, pueden formarse en minutos.
Este fenómeno ocurre cuando la atmósfera presenta inestabilidad y el viento cambia de velocidad y dirección según la altura, un proceso llamado cambio vertical del viento.
Los modelos de predicción actuales pueden anticipar en qué regiones podría haber tormentas, pero no logran señalar el punto exacto donde estas aparecen.
El estudio señaló: “sigue siendo un reto fundamental predecir dónde, en escalas de decenas de kilómetros, se desencadenarán las tormentas”.
La humedad del suelo es un factor muy variable y difícil de medir en zonas semiáridas. Cambia con cada episodio de lluvia y afecta el modo en que el calor y el vapor de agua suben hacia la atmósfera.
El objetivo principal del estudio fue investigar cómo la combinación entre la humedad del suelo y el cambio vertical del viento puede favorecer el desarrollo de tormentas extremas.
La investigación se enfocó en África subsahariana, donde suelos muy secos y vientos fuertes coexisten con frecuencia.
Los investigadores propusieron que los cambios bruscos de humedad en el suelo generan pequeñas corrientes de aire, que junto con ciertas direcciones del viento, pueden activar la formación de tormentas en áreas muy localizadas.
El experimento satelital, los datos y los resultados
El equipo analizó más de 2,2 millones de casos de inicio de tormentas en 21 años, al usar imágenes satelitales de alta resolución sobre África.
Se combinaron datos de temperatura en la cima de las nubes, humedad superficial y mediciones del viento en distintos niveles de la atmósfera.
El análisis reveló que el 68% de las tormentas extremas surgió en condiciones favorables de humedad del suelo y cambio vertical del viento.
Los investigadores detallaron: “la probabilidad de una tormenta extrema aumentó un 68% cuando la configuración de humedad era favorable”.
Se identificaron diferentes tipos de cambio de viento. Cuando el viento en altura va en sentido contrario al de superficie, la influencia de la humedad del suelo sobre el crecimiento de la tormenta se intensifica.
En el norte tropical de África, donde este patrón es común, las tormentas crecen más rápido y descargan lluvias en suelos más secos.
El proceso funciona así: las diferencias de humedad en el suelo generan corrientes que, unidas a los vientos altos, crean zonas donde el aire sube y permite que las nubes crezcan en profundidad.
El punto exacto donde nace la tormenta depende de pequeños parches secos o húmedos en el paisaje.
El equipo explicó que este mecanismo ayuda a entender por qué muchas tormentas parecen aparecer “de la nada”, sin señales visibles en los satélites hasta una hora antes de que se formen.
El análisis regional mostró que, fuera de áreas montañosas, las tormentas tienden a surgir sobre suelos más secos, especialmente en la estación seca y en zonas donde la evaporación depende más del agua disponible que del calor solar.
La investigación también cruzó datos de lluvias y rayos, y comprobó que esta combinación de humedad y viento no solo afecta el inicio, sino la intensidad y la ruta de las tormentas.
Nuevas pistas para predecir el clima extremo
El estudio recomendó que los modelos meteorológicos incluyan datos de humedad del suelo junto con las variables atmosféricas ya usadas.
Los investigadores aclararon que la calidad de los datos de viento depende de modelos en una región con pocas mediciones, y que la humedad del suelo es solo una de las variables en juego.
Concluyeron que la combinación de diferencias de humedad en el suelo y el cambio vertical del viento representa una fuente clave de predictibilidad para las tormentas más rápidas y peligrosas, especialmente en regiones expuestas a estos riesgos.