LUKE HOWARD Y LAS NUBES ( I )

A pesar del interés de los sabios griegos en la antigüedad, hubo que esperar hasta el año 1802 para disponer de una clasificación completa de las nubes. Fué la de François Lamarck la primera de las relaciones de tipos de nubes que se hizo en la historia, que quedaban agrupadas en nubes opacas, en velo, aborregadas, ampulosas, de tormenta, etc. Pero tuvo la torpeza de publicar al mismo tiempo un ensayo de la influencia de la luna sobre el tiempo, con lo cual todo su trabajo fué rechazado. Tampoco tuvo éxito Lamarck en su teoría sobre la evolución de las especies.

La corriente científica del siglo XVIII

A finales del siglo XVIII hubo un enorme interés por el entorno que rodeaba al hombre. En lo que se conoce como "el siglo de las luces", durante el periodo de "La Ilustración", los temas referidos a las ciencias o a la naturaleza experimentaron un impulso creciente. Fué la época de los grandes viajes de exploración y de algunos de los últimos descubrimientos realizados por el hombre. En sus singladuras por los mares y tierras desconocidos hasta entonces, los barcos cargaban con nuevas especies de animales y plantas. El objetivo no era otro que el afán por clasificar y determinar los nuevos descubrimientos, esquematizar las nuevas manifestaciones de la naturaleza y poner un poco de orden en los trabajos de estudio y clasificación de los nuevos hallazgos, ya fueran seres vivos, plantas o minerales.

Una de los aspectos que había presentado mayores dificultades era el de catalogar los diferentes aspectos que presentaban las nubes. Las innumerables formas, texturas y colores de éstas, eran parte de los problemas a los que se enfrentaban los científicos de aquel tiempo que trataban por todos los medios de arrojar un poco de luz sobre el tema.

Surgió en ése momento la figura de un botánico, el sueco Carl von Linné, quien propuso para la calsificación de cualquier elemento una nomenclatura latina basada en dos nombres; el primero haría referencia al género y el segundo a la especie. Por la misma época también aparece el francés Lamarck. Interesado en la botánica y la meteorología, lo cierto es que sus tesis para inventariar los nuevos descubrimientos en referencia a los animales y plantas, no tuvieron mucho éxito, siendo rechazadas por los sabios de la época. En el tema que nos ocupa hoy, el de las nubes, su clasificación fué un completo fracaso pues carecia de precisión, además de utilizar nombres en francés muy vinculados a las labores del campo. Y sin embargo no todo fué en contra de Lamarck, pues aún hoy en día se sigue utilizando la escala de altitud a la que aparecen algunos tipos de nubes.

La figura de Luke Howard

En noviembre de 1772 nace en la ciudad de Londres Luke Howard, primogénito de Elizabeth y Robert Howard. Fué enviado a estudiar a una gran escuela primaria situada en Burford, cerca de Oxford y desde muy niño se sintió atraído por la naturaleza y el clima. Su fascinación por las nubes surgió en 1783 debido a los increíbles cielos que se presentaron en aquel año, fruto de las erupciones volcánicas que tuvieron lugar en Islandia y Japón. Además de aquella capa de ceniza volcánica suspendida en la atmósfera, un gran meteorito cruzó el cielo de la Europa Occidental en la noche del 18 de agosto de 1783. Howard, con tan sólo 11 años pudo contemplarlo, y aquel espectáculo no hizo sino afianzar aún más su pasión por la naturaleza.

Luke Howard, el "padrino de las nubes" (1772 - 1864)

Tras aparecer las tesis de clasificación de las nubes ideadas por Lamarck, en diciembre de 1802, Luke Howard presentó a la Sociedad Askesiana, un club de debates londinense del que era miembro fundador, un trabajo titulado "Sobre la Modificación de las Nubes". Proponía identificar varias categorías simples dentro de la complejidad de sus formas . Su gran acierto fue darles nombres latinos, como lo había hecho Linné con los reinos vegetal y animal. El latín era el idioma de los académicos, que trascendía fronteras nacionales y barreras lingüísticas. Los nombres de Howard eran comprensibles para todas las culturas de Occidente y algunas de Oriente, donde la Iglesia Católica había introducido el latín. Además, su sistema era más simple y completo.

 

Luke Howard creía que todas las nubes pertenecían a tres grupos:

• Cumulus (cúmulo o montón en latín): Montones convexos o cónicos, incrementándose hacia arriba desde una base horizontal.
• Stratus (estrato o capa en latín): Una capa horizontal ampliamente extendida, incrementándose desde abajo.
• Cirrus (rizo o bucle en latín): Fibras paralelas y flexibles, que pueden extenderse en una o varias direcciones.

Cúmulos, cirros y estratos fué la primera clasificación que Luke Howard hizo de los tipos de nubes

  
Para denotar una nube en el acto de condensarse en lluvia, granizo o nieve, añadió una cuarta categoría.

• Nimbus (lluvia en latín): Una nube de lluvia o sistema de nubes desde el cual está cayendo lluvia.

El nimboestrato es la nube asociada a  la lluvia persistente

Las nubes también pueden alterar su forma y conjuntarse, en combinaciones como Cumulo-stratus, Cirro-cumulus y Cirro-stratus. Posteriormente, algunas formas recibieron nombres para designar su "especie", como: Cumulus congestus, Cirrus uncinus, Stratus nebulosus. El trabajo de Luke Howard impresionó a aquellos interesados en el cielo y su sistema de clasificación fue aceptado rápidamente en Gran Bretaña y otros países. 

En reconocimiento a sus contribuciones a la meteorología, la Real Sociedad eligió como socio al meteorólogo aficionado Luke Howard en 1821. Se unió a la Sociedad Meteorológica Británica en 1850.

Sin embargo la gran cuestión era saber si había el mismo tipo de nubes en el conjunto del planeta. Para ello, el meteorólogo británico Abercromby realizó la vuelta al mundo en 1887, cincuenta años después de que lo hiciese Darwin para los animales, y constató que las nubes eran las mismas en todo el mundo. La clasificación realizada por Howard fué modificada ligeramente y se recomendó en la Conferencia Internacional de Munich, en 1891. El primera Atlas Internacional de Nubes, colección de forografías y descripciones de nubes, vio la luz en 1896. Y, a partir de ése momento sirvió como referencia para todos los servicios meteorológicos.

Fuente: Wikipedia

LAS TORMENTAS ( y II )

¿Por qué los cumulonimbos tienen una cima plana?

Por encima de los 10000 metros de altura la temperatura es ligeramente más elevada: El aire es demasiado ligero para mezclarse con el aire más denso (y más frío) situado por debajo. Este nivel, conocido como “tropopausa”, constituye pues un techo que impide el ascenso de las nubes por encima. Cuando la cima de una nube de tormenta alcanza la tropopausa, las corrientes ascensionales que han hecho crecer a la nube, se desvían lateralmente y forman ése sombrero plano característico, semejante a un yunque. Cuando aparece esta zona en la parte superior de la nube, el cumulonimbo pasa a denominarse “incus”. Observado a una cierta distancia hay ocasiones en que por encima de esta cima plana, el yunque, aparece una pequeña prominencia redondeada, el "píleus". Esto es debido a la fuerza de las corrientes ascensionales que son tan potentes que la nube llega a sobrepasar ligeramente la tropopausa.

Cumulonimbo desarrollado sobre el monte Andatza. Fotografía realizada desde el Observatorio Meteorológico de Igueldo (San Sebastián - Guipúzcoa)

El cumulonimbo es una gigantesca máquina térmica que produce su propia energía mecánica, aunque necesita la energía solar para ponerse en funcionamiento. Pero, en realidad, es la condensación en el interior de la nube la que dispara todo el proceso. Esta condensación es la que produce y libera una gran cantidad de calor. Un gran cumulonimbo absorbe 700.000 toneladas de aire cada segundo y condensa alrededor de 7600 toneladas de vapor de agua. Esta condensación libera 19 millones de megawatios, equivalente a cinco veces la potencia de todas las centrales eléctricas de la Tierra. Desde ese momento, el cumulonimbo aspira todo el aire próximo en un radio de entre 10 a 20 kilómetros.

Conforme de desplaza, el cumulonimbo va absorbiendo todo el aire caliente situado por delante de él. Las velocidades verticales dentro de la nube son muy grandes, del orden de 130 Kms/h. En ocasiones han sido aspirados hasta pájaros hasta las alturas heladas de la nube y han vuelto a caer rígidos y helados, como si hubiesen estado en un enorme congelador. 

En la parte trasera de la nube el aire se enfría de forma notable por lo que este aire al ser más frío, también es más pesado y por lo mismo, desciende. El cumulonimbo se desestructura cuando el descenso del aire supera al ascenso.

Justo en la vertical de la nube y en el suelo, se producen fuertes rachas de viento, que se denomina “frente de racha”. El frente de racha es un frente frío a muy pequeña escala que delimita la zona entre el aire caliente (por delante de la nube) y el aire frío (que está detrás). La lluvia y los chubascos no tardarán en aparecer.

Cuando en la parte superior del cumulonimbo comienza a aparecer el "yunque" (formado por cirros compuestos de pequeños cristales de hielo), la nube toma la denominación de "cumulonimbus incus"

Si el sol está presente durante la caída de la lluvia se forma el arco iris que queda muy contrastado con la oscuridad de la base del cumulonimbo. Es posible apreciar entonces, toda la gama de colores del espectro y hay ocasiones en que se puede formar otro arco iris (arco doble) en el que los colores se distribuyen a la inversa del arco iris principal.

Esate arco iris presenta un fuerte contraste respecto a las nubes oscuras situadas detrás de él. En la fotografía (realizada desde la estación de Santander-Ojáiz), se aprecia bien casi toda la gama de colores en los que se descompone la luz al atravesar las gotas de lluvia.

El rayo y el trueno

Según la teoría clásica, las abundantes colisiones entre las partículas de hielo y agua subfundida (agua a temperatura inferior a 0ºC, que no está helada), debidas a las fuertes corrientes de ascenso y descenso que ocurren en el interior de un cumulonimbo, comportan la electrización de la nube y la separación de las cargas: Las partículas más pesadas, cargadas negativamente, caen hacia la parte inferior de la nube; y las más ligeras, las positivas, quedan en la parte alta. En consecuencia, la parte del suelo situada bajo la nube se carga positivamente. La diferencia de potencial entre el suelo y la nube puede alcanzar hasta 100 millones de voltios, y las descargas eléctricas acaban siempre por producirse.

Los rayos en descenso, los más frecuentes, se producen en dos fases:

1ª) Un trazador corto desde la nube hasta el suelo. Esta pequeña descarga nace  allá donde el campo eléctrico es más intenso, en general de algún punto de la base de la nube. El trazador desciende por saltos sucesivos más o menos imprevisibles de una cincuentena de metros. Al llegar a 200 ó 300 metros de altura, otro trazador nace de la proximidad del suelo y empalma con el anterior.

2ª) El rayo sigue el trazador. El trazador ha creado un canal ionizado, que es el verdadero enlace eléctrico entre la nube y el suelo. En este momento puede tener lugar la descarga principal: Se trata de una sucesión de varias descargas intensas en forma de corrientes eléctricas pulsantes. Cada una de ella dura menos de 0,1 milisegundos, y el conjunto forma, contando las pausas intermedias, un rayo de 0,01 a 2 segundos. La luz parpadeante del rayo es debida a esta sucesión de descargas.

Rayos descargando desde la nube hacia la tierra. Las ramificaciones de los rayos principales son descargas secundarias.

En el canal ionizado por el rayo, la temperatura originada por la descarga se halla entre los 20000 y 30000 grados centígrados. Ello provoca que el aire se dilate bruscamente, como ocurre en una explosión, y produzca una onda acústica: El trueno.

Golpes de retroceso y piedras de rayo

Hay una clase de descarga eléctrica que puede causar la muerte aunque la persona o animal se encuentre bastante alejado del punto de caída del rayo. Cuando la nube de tormenta se halla a cierta distancia de un ser viviente, influye sobre la electricidad de su cuerpo, de manera que atrae hacia la parte superior la de nombre o potencial contrario y rechaza hacia los pies la del mismo signo. Al llegar el momento crítico en la nube y producirse la chispa de descarga, cesa la gran diferencia de potencial y, por tanto, la influencia eléctrica de la nube sobre la persona o animal, que al reconstituir el estado neutro de su cuerpo, da lugar a una pequeña descarga o rayo interno, que ocasiona la muerte. Este fenómeno se conoce como golpe de choque o golpe de retroceso.

Cuando el rayo cae en las rocas de las montañas funde las sustancias silíceas que encuentra a su paso y forma unos tubitos de pequeñas dimensiones denominados fulguritas. Antiguamente también se las conocía como piedras de rayo y se les atribuían propiedades supersticiosas. Todavía hoy, mucha gente mayor que vive en el campo, sigue teniendo el concepto de que ésas piedras están causadas por las descargas eléctricas (por el rayo), cosa completamente errónea.

Daños causados por el rayo

Dado que no todas las descargas eléctricas tienen la misma potencia, los “caprichos” del rayo son realmente extraordinarios. Alguna vez ha caído en una cama ocupada por dos pesonas y sólo ha muerto una de ellas; o se ha abatido en el centro de un grupo de personas y nadie ha resultado dañado; otras veces ocurre todo lo contrario.

Si se considera que la intensidad media durante cada descarga principal llega hasta 20000 amperios, no debe extrañar que el rayo sea tan poderoso y atemorice tanto. Pero la cantidad real de electricidad transferida a la tierra es muy pequeña puesto que esa enorme corriente eléctrica circula solamente durante una fracción desegundo. Con todo, es sumamente peligrosa, ya que quema lo que toca. electrocuta a los seres vivos y puede llegar a imantar las superficies metálicas.

El daño que causa el rayo se debe, en gran medida, al calor que produce. Muchas veces los árboles y los edificios resultan perjudicados debido a que la onda repentina de calor provoca la vaporización del agua y la acumulación de una presión suficiente como para hacer estallar la corteza de los árboles o hacer saltar los ladrillos de una pared. Por otro lado, cada año, mueren fulminadas por el rayo cientos de personas en todo el mundo.

Rayo impactando sobre un árbol. Fuente: Noticias de Aragón

LAS TORMENTAS ( I )

¿Cómo se forma la nube de tormenta? El Cumulonimbo

Esta vez vamos a considerar que nos encontramos en un dia de verano. El calor y la humedad son muy propios del clima de Cantabria gracias a la influencia marítima, sobre todo en la línea costera e incluso unos kilómetros hacia el interior de la región.

Por la mañana el cielo está completamente limpio; se anuncia un hermoso día. El sol calienta el suelo y se forman ascensos de aire caliente; son burbujas de aire que no podemos ver, pero ascienden por encima de las zonas sobrecalentadas: arenales, campos, vertientes expuestas al sol…etc. Las aves rapaces y los aviones sin motor, los vuelos de ala-delta o los parapentistas, aprovechan estas corrientes invisibles de aire ascendente.

A mediodía este aire, al ascender, se va enfriando y acaba por condensar el vapor de agua. Una vez que alcanza el nivel de condensación, se va formando una pequeña nube semejante a una col. Su base es plana pero en la parte superior tiene un aspecto globulado, con muchas protuberancias de color muy blanco. Después del mediodía, la nube continúa su crecimiento, dado que el aire en ascenso es más ligero (es decir, más caliente) que las capas de la atmósfera que atraviesa. Para que se forme un cumulonimbo es preciso que se den temperaturas muy bajas en altura.

Cuando el aire está muy frío en altura, el aire caliente en ascenso es mucho más ligero que el aire que encuentra en su recorrido hacia arriba. Así pues, sube más rápido, como si la nube fuese “aspirada” hacia arriba. Se precisa una gran diferencia de temperatura entre el nivel bajo y el superior: al menos unos 24ºC. Esta circunstancia se presenta muchas veces en verano, cuando hace mucho calor y la humedad es elevada; pero las tormentas son también posibles en cualquier otra estación, cuando el aire muy frío se encuentra en las capas más altas de la atmósfera.

Fotografía de un cumulonimbo iluminado por el sol del amanecer. Fotografía tomada desde la Estación Meteorológica de Santander-Ojáiz.

La temperatura en el interior de un cúmulo o de un cumulonimbo decrece teóricamente seis grados en un ascenso de mil metros. Un cumulonimbo normal, que se extienda al menos entre los 2000 y 5500 metros de altura, tendrá (teóricamente) una diferencia de 21º entre estas dos alturas. En la práctica se precisa de una diferencia un poco mayor para mantener ascensos potentes. El cumulonimbo necesita igualmente de humedad para desarrollarse; esta condición no siempre se satisface, sobre todo en las regiones secas. Las nubes de tormenta son, o bien aisladas (en verano) o más extensas (invierno), cuando se encuentra aire muy frío en altura, formando un frente de tormentas.

Desarrollo de un cumulonimbo en fotos

(1): El aire caliente ya ha comenzado a condensarse y ha superado el nivel de condensación. En la parte superior de la nube comienzan a aparecer zonas globulares, lo que indica que la nube seguirá creciendo aún más, alimentada por el flujo de aire caliente que asciende por su base y por la humedad del aire:

En la primera fase de un cumulonimbo, comienzan a formarse en la parte superior unas grandes protuberancias.

(2): El empuje de las corrientes interiores lleva a la parte superior de la nube hasta el límite de la troposfera. La parte superior de la nube está próxima a ésa capa y entonces comienza a expandirse hacia los lados:

Al llegar a la capa límite de la troposfera, la nube comienza a expandirse hacia los lados.

(3): Una vez alcanzada la estratosfera (entre los 10 y 11 kms de altura), la nube no puede crecer más debido a que tras ése límite la temperatura del aire es mayor. Entonces la nube se expande hacia los lados, adoptando la forma de un inmenso hongo. El tipo de nubes que corona la zona superior son generalmente Cirros, constituídos por cristales de hielo. En ocasiones ésa zona más alta presenta formas estriadas debido al viento reinante:

Cumulonimbo cuya parte superior ha llegado a la troposfera, a una altura entre diez y doce mil metros.

 Al continuar la expansión de la zona superior de la nube, ésta se compone de cirros (nubes compuestas por cristales de hielo) que forman el llamativo "yunque" del cumulonimbo. Esta característica hace que la nube sea fácilmente reconocida.

Los cirros de la parte superior del yunque de cumulonimbo aparecen, en ocasiones, fuertemente estriados, debido a las intensas corrientes de aire a ésas alturas.

(4): Tras el paso de la tormenta (truenos, descargas eléctricas y precipitaciónes en forma de chubascos intensos), el aporte del calor al interior de la nube finaliza, con lo que comienza la fase de disipación al no tener más energía. La nube principal se deshace en jirones (cúmulos más pequeños y estratocúmulos de origen cumuliforme):

EL DESCUBRIMIENTO DEL PARARRAYOS

En el siglo XVIII las máquinas electrostáticas eran motivo de diversión, dado que permitían obtener chispas a partir del rozamiento de un trapo sobre una rueda. Así el abad Nollet electrizó a toda una congregación de Chartreux que se cogían de la mano formando una cadena; saltaron todos a la vez en el momento de recibir la descarga eléctrica. El citado abad y otros físicos habían pensado con razón en la analogía entre los rayos y las chispas eléctricas. En el año 1750, Franklin aportó pruebas suplementarias y dejó escrito el concepto del pararrayos. El francés Dalibard pudo obtener chispas eléctricas de un mástil metálico, que no estaba unido al suelo, el 10 de mayo de 1752: Fué la primera experiencia y el primer herido por una descarga. Richmann tuvo menos suerte en San Petersburgo en 1753, pues se aproximó excesivamente al mástil y murió fulminado por el rayo.

La inconsciencia fué aún más lejos con las cometas que Franklin, en Estados Unidos, elevó bajo los cumulonimbos. Se logró obtener del extremo del hilo de cobre ligado a la cometa descargas de tres metros de largo y 3 centímetros de ancho, con un ruido propio de un pistoletazo. El francés De Romas, lo consiguió con el mínimo daño y fué solamente tirado al suelo por una descarga manifestando "movimientos convulsivos".

En 1770 los pararrayos comenzaron a implementarse realmente, pero no fué tan simple. Algunos vecinos querían destruirlos por miedo a que atrayesen los rayos sobre las poblaciones, mientras que otros, más puritanos, afirmaban que era una blasfemia modificar la voluntad de Dios.

El principio del pararrayos

La eficacia de los pararrayos y la explicación del Fuego de San Telmo se encuentran en el famoso efecto de las puntas, muy conocido entre los especialistas de electrostática. La parte más alta de un edificio está al mismo potencial eléctrico (tensión) que el suelo; se dice que está unido a tierra. A modo de referencia se le asigna un potencial cero. En situación de tormenta, el potencial eléctrico a 100 metros de altura es de, por ejemplo, un millón de voltios. La superficie de potencial de 500000 voltios es intermedia. El campo eléctrico es más fuerte allí donde las superficies equipotenciales están más apretadas, es decir, por encima de la punta.

Por encima de la iglesia las superficies de potencial están muy apretadas y la capacidad aislante del aire se ve superada, pudiéndose formar chispas sobre la punta del pararrayos. Dichas chispas, en circunstancias favorables, son las precursoras de la descarga de un rayo.

En ésa zona el campo se multiplica por más de 1000. La capacidad aislante límite del aire se ve comprometida y surgen chispas de las puntas de los objetos metálicos (pararrayos o mástiles en los buques). Es el Fuego de San Telmo, precursor de la descarga del rayo, denominado así porque los marinos se encomendaban a éste santo al ver aparecer sobre las puntas de los mástiles unas pequeñas llamas de color azulado, junto a un sonido crepitante.

A través de las puntas de los pararrayos los electrones pueden trasladarse fácilmente; éste fenómeno es conocido como "viento eléctrico". Dichas partículas van desde la carga negativa de la nube que está encima y dejan las cargas positivas en la punta del pararrayos, las cuales adquieren tal fuerza y cohesión que ionizan el aire que las rodea. A diferencia de las cargas de la punta, las del aire ionizado pueden ascender hasta la nube, rechazadas por las cargas positivas que quedan detrás del pararrayos y atraídas por las negativas situadas en la base del cumulonimbo. Por lo tanto, si el rayo se produjera en ése momento, recorrería el camino más corto y fácil que es el que conduce al pararrayos. Como éste está conectado al suelo, el rayo, al tocar la punta metálica, se descarga hacia tierra a través de un grueso cable sin causar daños.

Otra característica del pararrayos estriba en la producción del viento eléctrico del que habíamos hablado anteriormente. Los electrones que se desprenden del pararrayos ascienden hacia la nube formando dicho fenómeno. Si logran alcanzar la nube, neutralizan su carga negativa y por lo tanto impiden que descienda la chispa eléctrica.

La protección del pararrayos

A diferencia de lo que mucha gente cree, un pararrayos ofrece un campo limitado de seguridad, por lo tanto no abarca grandes extensiones.

Un pararrayos clásico protege una zona comprendida en un espacio cónico cuyo vértice es la punta del aparato. Los conos protegidos se clasifican en primero, segundo y tercer grado, según que el radio de cobertura (radio de la base circular) sea igual a la altura, al doble de la altura o al cuádruple de la altura del vértice sobre la base, respectivamente.

La protección de un pararrayos está ligada a la altura a la que esté instalado y al radio de la base, formando un cono

La detección de los rayos

Existen algunos métodos de detección de las descargas eléctricas, desde los más caseros hasta los más sofisticados.

En los receptores de radio, sintonizados en una banda en la que no emita ninguna emisora, se escuchan unos chasquidos característicos cada vez que salta una chispa. Las ondas largas permiten detectar una tormenta a varios centenares de kilómetros de distancia.

Entre la chispa del rayo y el sonido del trueno existe un periodo de tiempo variable. Este depende de la distancia a la que se ha producido la descarga, ya que la luz es mucho más veloz que el sonido. Una sencilla operación permite calcular, aproximadamente, la distancia a la que se ha originado el rayo: Se multiplican los segundos que median entre la chispa y el primer sonido del trueno por 340 (la velocidad del sonido); el resultado es la distancia, en kilómetros, a la que se ha producido la descarga. Esta misma operación sirve para saber qué distancia ha recorrido un rayo, si en vez de los segundos que transcurren entre el avistamiento de la chispa y el primer sonido del trueno, contamos los segundos que pasan mientras estamos oyendo el fragor del trueno. La misma multiplicación nos dará (también en kilómetros) la distancia a través de la cual el rayo se ha propagado.

Los relámpagos de calor tienen lugar ente diferentes nubes o en la misma nube y se producen a niveles mucho más altos que las descargas que llegan al suelo. De noche se les ve muy bien hasta una distancia de 100 kilómetros; incluso pueden llegar a divisarse hasta los 200 kms. si el terreno es llano y despejado.

Otros tipos de detectores se basan en la captación de las ondas electromagnéticas que se producen en las descargas y que son recibidas por una antena especial. Un software específico y el cálculo que se obtiene con ciertos algoritmos muy complejos, permite localizar el área donde ha caído el rayo, su distancia con respecto al detector que ha captado la señal, e incluso discriminar la señal para saber si se trata de rayos positivos o negativos, o si la descarga se ha producido entre la nube y el suelo o en el interior de la nube.

El tubo más grueso situado a la izquierda de los sensores de viento, alberga la antena que capta las ondas electromagnéticas causadas en las descargas elécticas. Estación meteorológica de Santander-Ojáiz (Peñacastillo-Cantabria)

Tras ser captada la señal por medio de la antena, ésta viaja a través de un cable hasta el ordenador. Allí un software específico trata la señal por medio de complicados algoritmos y la traduce permitiendo conocer la distancia, la dirección y el tipo de descarga que se ha producido. Estación meteorológica de Santander-Ojáiz (Peñacastillo-Cantabria)

Detector de descargas instalado en la Estación Meteorológica de Santander-Ojáiz, en tiempo real:

http://ojaizmeteo.net/storm/nexstorm.jpg

METEOROLOGIA E HISTORIA

Hoc signo victor eris

Hace 1700 años, los cirroestratos (nubes que se localizan casi en el límite de la troposfera, constituídas por diminutos cristales de hielo), cambiaron el curso de la historia de la humanidad, desencadenando una serie de acontecimientos cuyo resultado fué que el cristianismo se convirtiera en la religión dominante en el Imperio Romano.

El 28 de octubre del año 312, el emperador Flavio Varelio Constantino, también conocido como Constantino I el Grande, venció a su rival y cuñado, el emperador Majencio en la batalla del puente Milvio, al norte de Roma. Los dos emperadores competían por el control de las regiones occidentales del imperio. Con sólo 50000 hombres ante los 70000 de Majencio, Constantino salió victorioso y se convirtió en el emperador más importante de la antigüedad tardía.

La victoria de Constantino en el puente Milvio fué sin duda un momento decisivo en la historia mundial y, si hemos de creer a varios historiadores de la época, fué el resultado de una señal milagrosa en el cielo, revelada a Constantino la víspera de la batalla.

Unos 25 años después del acontecimiento, el obispo Eusebio de Cesarea escribió un relato de la leyenda que rodea ésa visión en La vida de Constantino. Afirmaba que, en su marcha hacia Roma el día antes de la batalla, Constantino y su ejército divisaron una cruz luminosa en el cielo sobre la que se leía "hoc signo victor eris" (por ésta señal resultarás victorioso).

Aquella noche (según el obispo Eusebio), Cristo se le apareció en sueños a Constantino "y le ordenó que repodujera el símbolo que había visto en el cielo y que lo utilizara como salvaguarda en todos los combates contra sus enemigos". Así, Constantino ordenó que se confeccionaran estandartes con la señal en ellos. Su ejército marchó hacia la victoria bajo éste símbolo que se conoce con el nombre de labarum.

Halo solar, fotografiado en la estación de esquí de Baqueira Beret (Lérida). Uno parecido a éste podría haber sido visto por el emperador Constantino.

Posteriormente aquella imagen apareció en numerosas monedas romanas asociadas con aquella decisiva batalla y, con el advenimiento del cristianismo, la figura se erigió en el símbolo de dicha fé.

Nummus de bronce, conocido como "spes public", que representa el estandarte militar romano inspirado en la visión de Constantino, en la parte superior de la moneda.

Los halos solares

Es un grupo de fenómenos ópticos (fotometeoros) que tienen forma de anillos, arcos, columnas de luz o focos luminosos engendrados por la refracción o la reflexión de la luz a través de cristales de hielo en suspensión en la atmósfera. Se forman con nubes del tipo cirroestratos, niebla helada, etc.

Los fenómenos de halo comprenden:

1) El halo pequeño

Es un anillo luminoso de 22 grados de radio, cuyo centro es el astro luminoso (el sol o la luna). Presenta habitualmente una franja roja poco visible en el interior y en algunos casos muy raros una franja violeta en el exterior. Se trata del fenómeno de halo más frecuente.

2) El gran halo

Anillo luminoso de 46 grados de radio. Este halo es siempre el menos luminoso y mucho menos frecuente que el halo pequeño.

3) Columna luminosa blanca

Tiene la forma de una cola de luz, continua o no, que se puede observar en la vertical del sol o de la luna, por encima o por debajo del astro.

4) Arco tangente superior

Al igual que el arco tangente inferior, son a veces visibles en el exterior del pequeño o del gran halo. Estos arcos tocan al halo circular respectivamente en sus puntos mas alto y mas bajo. Son a menudo muy cortos y pueden llegar a reducirse a tan sólo un foco luminoso.

5) Arcos circuncenitales

Puede haber dos: el superior y el inferior. El arco circuncenital superior es un arco de fuerte curvatura de un círculo menor horizontal, situado cerca del cénit; presenta colores brillantes, con el rojo por la parte exterior y el violeta por la interior. El arco circuncenital inferior, es un arco abierto ampliamente, de un círculo horizontal de gran radio, situado cerca del horizonte.

6) El círculo parhélico.

Es un círculo blanco horizontal situado a la misma altura angular que el sol. En ciertos puntos del círculo parhélico pueden aparecer focos luminosos (falsos soles), que se sitúan corrientemente un poco al exterior del pequeño halo.

7) La imagen del sol

Aparece en la vertical y por debajo del sol en forma de una mancha blanca brillante. Es semejante a la imagen del sol en una extensión de agua en calma.

8) Parhelios

Sobre el círculo horizontal y cerca de sus puntos de intersección con el halo ordinario, pueden llegar a verse dos manchas brillantes, vivamente coloreadas, y cerca de sus puntos de intersección con el halo extraordinario otros dos más débiles. Son los parhelios o falsos soles, principales y secundarios, por que parecen efectivamente imágenes del sol. Cuando se trata de la luna se llaman paraselenes.

Esquema de las figuras que pueden producir los halos alrededor del astro luminoso. Ponemos su significado a continuación de la imagen.

S: Sol

HH: Halor ordinario

H' H': Halo extraordinario

PP: Parhelios principales

P' P': Parhelios secundarios

ZZ: Arco circuncenital

TT: Arcos tangentes superiores

T' T': Arcos tangentes inferiores

T" T": Arcios tangentes infralaterales

T""" T""": Arcos tangentes supralaterales

CC: Círculo parhélico

LL: Columna de luz.

Las complicadas figuras que se han descrito no sueles observarse nunca completas, se observan sólo fragmentos. Las partes más frecuentes son el halo ordinario y uno de los dos parhelios principales. Los círculos tangentes es relativamente raro encontrarlos.

Relaciones entre los halos y la lluvia

Habíamos comentado que la aparición de los halos obedece a la refracción de la luz del sol o de la luna al travesar las partículas de hielo de las que están formadas algunos tipos de nubes. Y la relación de éstas nubes (cirros y cirroestratos) y el periodo de lluvia se atribuye a la presencia de nubes a diferentes alturas por delante de un núcleo ciclónico.

Al avanzar la borrasca o perturbación las nubes se presentan en el siguiente orden: Cirros, cirroestratos, altoestratos y, finalmente, nimboestratos (las nubes productoras de lluvia). Fijando la hora de la aparición del halo puede calcularse de una manera aproximada la llegada de la lluvia ciclónica.

En España, de acuerdo con observaciones realizadas en distintas regiones, y sin pretender una exactitud científica para cada comunidad o provincia, puede establecerse la siguiente tabla:

Estación       Tiempo que media desde el halo hasta la aparición de la lluvia

Invierno                                                  24 horas

Primavera                                              35 horas

Verano                                                   37 horas

Otoño                                                     42 horas

EL ASPECTO DEL CIELO ( y II )

El sector cálido

Dentro del sector cálido el techo de las nubes, por lo general, está siempre muy bajo y se encuentra cubierto por una capa casi continua de estratocúmulos que a veces van acompañados de nieblas. Las precipitaciones son débiles (habitualmente lloviznas) y la presión barométrica y el viento se mantienen más o menos constantes hasta la llegada del frente frio.

Al paso de la masa de aire cálido, la lluvia tiende a interrumpirse y es sustituída por lloviznas. El techo de las nubes, muy compacto, puede elevarse un poco y las nubes predominantes suelen ser los extratocúmulos asociados a la turbulencia que provoca el rozamiento del aire al nivel del mar. Si nos situamos ligeramente al sur de esta masa de aire, en la zona que une ésta perturbación con la siguiente y que se denomina zona de unión, observamos que la visibilidad es mala, y el cielo está cubierto por numerosos estratos, al menos durante el invierno..

Cuando se acerca el frente frio es muy común que el cielo vuelva a oscurecerse de nuevo. Es en éste momento cuando nos encontramos con el cuerpo de la borrasca.

El frente frio está formado en sí mismo por una especie de barrera bastante sospechosa. El aire frio posterior expele con violencia a la parte posterior de la masa de aire cálido. Al ser lanzado bruscamente hacia las alturas se vuelve inestable y da como resultado la aparición de nubes del tipo cúmulos: Cúmulos congestus o Cumulonimbos, a cuyo paso se registran chubascos intensos, fuertes aguaceros o incluso tormentas. A la llegada del frente frio se puede comprobar cómo el viento rola ligeramente hacia el SW por breves minutos, pasando de nuevo al NW racheado. Entre chubasco y chubasco se despeja e incluso sale el sol , pero hace más frio.

Los grandes cúmulos, como los congestus, son las nubes predominantes al paso del frente frio.

La estela

El cielo de estela es sin duda uno de los más bellos. Hace frio y desde el momento de su aparición el termómetro acusa un notable descenso, mientras que el barómetro comienza a subir. Este aire frio que en contacto con el océano es calentado por su base, se vuelve muy inestable. Por eso mismo el cielo se puebla de grandes nubes del tipo cúmulos; a veces aparece una de las nubes más bellas de cuantas podamos observar (y también la más peligrosa): el Cumulonimbo.

La estela de una perturbación puede llegar a ser muy grande y puede extenderse a lo largo de miles de kilómetros mientras que su paso puede durar unas veinticuatro horas, o incluso más tiempo. Con frecuencia podemos ver aparecer en el cielo los cirros que presagian a la borrasca siguiente. Cuando no hay una perturbación próxima, el tiempo se va suavizando poco a poco y el viento vuelve a soplar del Norte, desapareciendo las nubes gruesas. Pronto ya no quedará en el cielo más que algunos cúmulos de poco desarrollo (los cúmulos humilis); en verano, éstas nubes pueden agruparse en forma de "filas" más o menos ordenadas, que es lo que se denomina como calles de cúmulos.

El cumulonimbo forma parte de la estela de una perturbación. Es fácilmente identificable por la forma de "yunque" de su parte superior, formada por cirros. De él se esperan chubascos y aguaceros más o menos intensos y, sobre todo, actividad eléctrica en forma de rayos y truenos.

EL ASPECTO DEL CIELO ( I )

El gran movimiento al que son sometidas las masas de aire favorece el nacimiento de grandes formaciones nubosas. Pero en este caso aparece un hecho nuevo y es que estas formaciones nubosas no se mueven por el cielo al capricho o al azar; su distribución en el espacio y su sucesión en el tiempo son tan características, que constituyen un verdadero sistema nuboso, es decir, una agrupación ordenada que comprende varias zonas diferentes entre sí y en las que el cielo presenta particularidades bien diferenciadas.

Como vamos a ver a continuación, existen distintos sistemas nubosos. El que acompaña a una perturbación del frente polar (cuyo nombre técnico es sistema nuboso depresionario móvil extratropical) es el más característico de todos. Cada una de sus zonas corresponde a un "momento" concreto de la perturbación y le da su nombre. De este modo un observador que esté situado en el eje de desplazamiento de la perturbación verá pasar sucesivamente la cabeza, el cuerpo, el sector cálido, y la estela de dicho sistema de nubes. Un observador situado un poco más al norte de la trayectoria sólo percibirá el margen frio; y en el caso de se colocarse un poco más hacia el sur, verá el margen cálido y, de forma eventual, la zona de unión, que es la que une dicha perturbación con la siguiente.

La constatación de un sistema nuboso de esta clase es de una importancia especial, pues al conocer los diferentes aspectos que pueda presentar el cielo, podemos ver venir una perturbación, situarnos con relación a ella y seguir las distintas etapas de su desarrollo. Por lo tanto basaremos nuestro análisis en la descripción de las principales clases de cielo que caracterizan el citado desarrollo.

Cielos de perturbación

La noción de la clase de cielo no debe tormarse en un sentido demasiado absoluto, pues los sistemas nubosos varían constantemente de una perturbación a otra según la edad de éstas y también según la estación en la que se originan. Por este motivo, los sistemas verdaderamente típicos se manifiestan, la mayoría de las veces, sólo en invierno. Durante el verano (una época que interesa de modo especial), los sistemas que cruzan nuestro entorno están más bien debilitados, por lo que sus características son bastante diferentes. Existen toda clase de variantes y algunas de ellas complican mucho las cosas a la hora de realizar las predicciones.

Sistema nuboso dentro de una perturbación joven. Las partes de las que se componen están bien definidas y separadas

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En un sistema nuboso dentro de una perturbación ocluída, las diferentes secciones están más juntas entre sí.

La cabeza

La cabeza del sistema nuboso se caracteriza por un cielo de cirros (Ci) ordenados que invaden progresivamente el cielo, acompañados o seguidos de un velo de cirroestratos (Cs), o de altoestratos (As) poco densos. La presión baja lentamente y el viento presenta una tendencia a orientarse hacia el sur, refrescando a medida que transcurren las horas.

La cabeza del sistema corresponde a la llegada del frente cálido (aire caliente y húmedo) en altura. Está situada en primer lugar y a gran distancia de la parte central de la perturbación; el aire cálido se eleva lentamente por encima del aire más frio y cuando llega a 6 ó 7 kms de altura, el vapor de agua que contiene se transforma en cristales de hielo. Las primeras nubes que aparecen son cirros, del tipo uncinus (en forma de comas o ganchos), o también del tipo fibratus (de aspecto deshilachado). Vienen de una zona muy concreta del horizonte, normalmente del oeste o del suroeste, en donde presentan un aspecto muy denso.

Los cirros son la primera avanzadilla del sector cálido de una perturbación. Con la luz del atardecer presentan infinidad de tonalidades.

A continuación de los cirros y procedentes de la misma zona que éstos, un velo de cirroestratos se va extendiendo progesivamente hasta cubrir enseguida el cielo. Alrededor del sol o de la luna es fácil poder ver un círculo iluminado que rodea éstos astros, según sea de día o de noche; son los halos (solar o lunar) y se producen por la refracción de la luz que atraviesa los cristales de hielo de los que están constituídas éstas nubes. Cuando se produce éste fenómeno alrededor del sol o de la luna, podemos saber exactamente qué tipo de nubes los originan.

Halo solar completo producido por una capa de cirroestratos.

En realidad, la aparición de cirros y cirroestratos no puede aportar la certidumbre de que nos encontramos en el inicio de una perturbación. Estos aparecen también en el sector frio en donde todo se organiza con bastante rapidez. El hecho de que el barómetro comience a bajar y que el viento apunte en dirección sur, tampoco es muy determinante. Pero si el techo de nubes continúa descendiendo progresivamente con el paso de las horas, y después de los cirroestratos las nubes se espesan cada vez más ocultando el sol pero permitiendo ver su contorno como si se viese a través de un cristal esmerilado (altoestratus traslúcidus), ya tenemos la seguridad del avance del sector cálido de la borrasca. Este último tipo de nube presenta un color ligeramente azulado, tornándose a gris claro a medida que aumenta de grosor y anuncia el final de la cabeza y el comienzo del cuerpo de la perturbación.

A través de una capa de altoestratos puede verse un sol difuminado, sin que se aprecien bien sus cotornos.

El cuerpo

El cuerpo de un sistema se caracteriza por la aparición de una capa continua de altoestratos o de nimboestratos, que frecuentemente se acompañan de nubes desgarradas que viajan por debajo de la capa principal de nubes, empujadas por el viento (los fracto-estratos). La presión sigue bajando y alcanza el punto más bajo con la llegada del frente cálido. Las lluvias continuas y persistentes es lo que caracteriza a éste periodo y el viento, por lo general, ha rolado hacia el oeste ó noroeste con dirección constante.

La masa de aire caliente invade ahora los niveles inferiores del cielo. Esas nubes a las que nos habíamos referido antes, de aspecto deshilachado, que corren velozmente empujadas por el viento (los diablillos), son las que prededen la llegada de un enorme nimboestrato, la nube característica de la lluvia continua y que da al cielo un color gris plomizo, sin apenas contornos. La visibilidad se reduce bastante debido a la precipitación, mientras que el viento sigue soplando del NW.

Nimboestrato, nube de lluvia, bajo el cual aparecen los fracto estratos.

En este punto de la descripción es necesario distinguir entre perturbaciones de edades diferentes. En el caso de una perturbación joven, después de un frente cálido sigue un sector cálido. Cuando éste acaba de pasar entra en escena la segunda parte del cuerpo de la perturbación que corresponde al paso del frente frio. Si se trata de una borrasca que ha evolucionado más, el frente frio sigue con mayor o menor rapidez al frente cálido, sin que se observe ningún sector intermedio.

EL BRUJO DE LA METEOROLOGIA

Así es como denominaban los marinos de antaño al barómetro. Lleva en su rincón una vida silenciosa, con altos y bajos que dan cuenta fielmente de las idas y venidas que tienen lugar en la atmósfera.

El valor de la presión que indica no tiene, en sí mismo, más que un significado limitado. Todo lo más, podemos pensar que estamos en un régimen anticiclónico si la agua alcanza o sobrepasa los 1020 milibares, y que nos encontramos en una zona depresionaria cuando desciende por debajo de los 1010 milibares (una gran depresión puede tener hasta 960 mb en su centro). Pero también podemos experimentar mal tiempo con presiones del orden de 1015 mb. En todo caso, es conveniente que el barómetro esté calibrado, es decir, que indique la presión real. Este hecho es de una vital importancia para la previsión de los fenómenos peligrosos. Pero ante todo, es realmente importante observar los movimientos de la aguja que nos permiten conocer la variación o tendencia existente.

En lo que respecta al observador, ésta tendencia constituye igualmente la indicación fundamental. Es la que puede anunciar de manera más exacta la evolución del tiempo. De un modo general, podemos decir que un descenso de 2 ó 3 milibares en tres horas, tiene que hacernos considerar seriamente la posibilidad de un empeoramiento del tiempo; un descenso de 3 ó 5 milibares, anuncia la llegada de una perturbación importante; y si el descenso es superior a los 5 milibares, es que se está preparando algo fuera de lo común.

En estas afirmaciones existen algunos matices. La tendencia no constituye una indicación absoluta; la violencia de una perturbación no es exactamente proporcional a la tendencia negativa que la ha anunciado; incluso pueden producirse temporales con una tendencia positiva exclusivamente, dentro de un flujo de aire frio del sector NW a NE, por ejemplo. Sin embargo y en la mayoría de las ocasiones, ésta tendencia confirmada por la observación, resulta fundamental. Una tendencia negativa y la aparición de nubes del tipo Cirros, suele indicar que el tiempo va a estropearse. A veces la tendencia es el único dato del que disponemos, en particular en lo que respecta a la previsión de ciertos fenómenos peligrosos que escapan a la red meteorológica.

Barómetro de mercurio en el que la altura alcanzada por este elemento dentro de un tubo de vidrio, indica la presión atmosférica en cada momento.

Previsión del tiempo con la ayuda del barómetro

Con el más sencillo barómetro pueden hacerse predicciones muy aproximadas teniendo en cuenta unas reglas formuladas por el meteorólgo español Sr. Sama y que son las siguientes:

1º: Si el tiempo es bueno y el barómetro señala aproximadamente el valor normal del lugar pero comienza a descender moderadamente, puede suponerse que una borrasca está cruzando lejos del lugar de observación.

2º: Si el descenso del barómetro es rápido (de 2 mb por hora), es muy posible que la perturbación atmosférica pase cerca del observador o que sea de gran importancia.

3º: Si el descenso de la presión es aún más rápido que los indicados con anterioridad, la borrasca puede tomar caracteres alarmantes o pasará muy cerca del punto de observación.

4º: Si el barómetro sube francamente a la misma velocidad con la que bajó, irá mejorando el tiempo hasta ser bueno; pero si sube lentamente es posible que haya un retroceso al mal tiempo.

5º: Si estando el barómetro muy bajo sube bruscamente, la mejoría del tiempo que se produzca será poco duradera.

6º: Si el barómetro está en su altura media y a partir de ahí sube bruscamente, es probable que se produzca una bajada próxima y el tiempo será poco estable.

7º: Un ascenso persistente y lento por encima del valor normal de la estación denota buen tiempo, tan duradero como otros tantos días en los que el barómetro ha tardado en subir hasta su nivel más alto.

Predicción del tiempo con el barómetro y el termómetro

Por otra parte, si además se dispone de un termómetro, con ambos instrumentos puede conocerse con más precisión aún las tendencias del tiempo atmosférico. Para ello sólo hay que seguir las normas establecidas por M. Gachons:

Hay que empezar por leer el barómetro y el termómetro a primera hora de la mañana (siempre a la misma hora). Las lecturas, una en milibares o en milímetros de mercurio, y la otra en grados centígrados, se llevan a una gráfica que puede hacerse con papel cuadriculado o milimetrado. En la mitad superior de la hoja se representa cada día, con un punto, la lectura barométrica; y en la mitad inferior, la del termómetro. De este modo se irán formando dos curvas: La de arriba referida a la presión, y otra, abajo, de la temperatura. Ambas indicarán el pronóstico del tiempo (con mayor o menor exactitud), de acuerdo a éstas reglas:

1ª: Si las dos curvas se acercan o convergen lentamente, es indicio de que vendrá mal tiempo; si se separan de la misma forma, el tiempo será bueno.

2ª: Si se acercan bruscamente señala la llegada de una borrasca importante. Si, por el contrario, se separan de igual modo, el tiempo será poco estable.

3ª: Si las dos curvas se acercan con oscilaciones, es señal de un periodo prolongado de mal tiempo; pero si se separan del mismo modo, el buen tiempo volverá poco a poco.

4ª: Si las dos líneas marchan paralelas, es señal de que el tiempo continuará como está.

METEOROLOGIA MARINA ( y 3 )

La mar y los obstáculos

El estado de la mar, ya sea con mar de fondo o con mar de viento, puede variar considerablemente en función de los obstáculos que ésta encuentre en su camino.

En primer lugar hay que recordar que la mar puede originar por sí misma sus propios obstáculos: Olas cruzadas o viento en sentido contrario a la corriente que, en ausencia de otro tipo de influencia terrestre, desorganizan las olas de superficie y la de la mar de fondo.

De igual modo, el estado de la mar puede variar según sea el perfil del fondo marino. En algunos lugares donde los fondos ascienden bruscamente, las olas se encuentran repetinamente frenadas; en el caso de que se encuentren con una corriente contraria su altura aumenta, lo que hace que se quiebren y se rompan. Así se forman las características rompientes de los fondos altos o bajos (bajíos), muy conocidos por la mala mar que se forman sobre ellos. 

En Cantabria tenemos, entre otros muchos ejemplos, una de éstas súbitas elevaciones del fondo marino que forma una especie de meseta rocosa. Se localiza a escasas millas de la Isla de la Virgen del Mar y con ése mismo nombre se le conoce: Cabezo de la Virgen del Mar.

Carta náutica de la aproximación al puerto de Santander. El círculo rojo marca la situación del cabezo próximo a la Isla de la Virgen del Mar.

Esquema de un "cabezo"

 

Las olas de mar de fondo pueden sufrir también grandes deformaciones al llegar a una isla o a una roca. En esos casos podemos observar cómo se producen fenómenos de refracción o de difracción. completamente idénticos a los que pueden experimentar las ondas acusticas y luminosas. El oleaje pasa a cada lado de la isla y vuelve a formarse detrás de ella, y la interferencia de las dos series de olas originadas de este modo frecuentemente hace que se forme una mar confusa, incluso a muy poca distancia de la orilla.

El extremo de una escollera con muros verticales origina una difracción del oleaje de fondo que gira alegremente, mientras que en el plano de agua próximo al espigón se forma una mar picada. Sin embargo la difracción va acompañada de una dispersión de la energía y por éste motivo la ola acaba por romperse. Lo mismo sucede detrás de los cabos; si el cabo es un acantilado, la ola gira sobre su extremo igual que si fuera en un rompeolas. Si el cabo está prolongogado por rocas más o menos sumergidas, la ola rompe y el resguardo es bueno. Pero si los fondos forman una suave pendiente alrededor de la punta, no existirá ningún resguargo. 

En las proximidades de la costa, allí donde la subida de los fondos no es paulatina sino brusca, podemos comprobar que las olas rompen siempre en el mismo sitio formando una barra. Delante de algunas costas esta barra puede llegar a tener una gran longitud, estar muy localizada y formarse a la entrada de un estuario donde la acumulación de los sedimentos aportados por los rios, origina una verdadera subida del fondo marino que las olas no son capaces de cruzar sin romper.

En el caso de dos masas de agua en direcciones contrarias los sedimentos quedan depositados allí donde se encuentran y chocan entre sí formando también una barra, pero mucho más elevada que en el supuesto anterior. Dicha barrera recibe el nombre de "restinga" y dependiendo de las mareas puede quedar a cubierto o verse en superficie. Muchas veces la restinga forma parte de un tómbolo que une, en bajamar, un islote situado en mar abierto con la costa, como por ejemplo el Mont Sant Michel, en la costa de Saint Maló (Francia). Pero no es necesario irnos tan lejos para ver un ejemplo de esto: El islote del Castro, frente a la playa de Covachos (Soto de la Marina), es un buen ejemplo en Cantabria.

Playa de Covachos (Soto de la Marina). La restinga (o tómbolo) une a tierra, en bajamar, la Isla del castro con la costa

Cerca de la orilla, la influencia del fondo sobre el recorrido de las olas se traduce en una refracción del oleaje de fondo, es decir, un cambio de dirección parecido a la desviación de los rayos ópticos al atravesar medios de índices diferentes. La ola de fondo oblicua va girando de forma progresiva, y las crestas de las olas se van haciendo cada vez más paralelas a la orilla. Para estudiar su recorrido se trazan líneas perpendiculares a las crestas de las olas que se denominan ortogonales de olas de fondo. Para ello se utilizan los modelos de las cuencas así como las fotografías aéreas.

Estas ortogonales aparecen muy juntas delante de las puntas, lo que indica una concentración de energía en ésa zona. Por el contrario, en el fondo de las bahías donde el oleaje se debilita, éstas líneas aparecen muy separadas y sirven para comprender la influencia del relieve marino sobre el estado de la mar.

Pero en fin, todas las olas acaban por morir. Cuando llegan a las aguas poco profundas, el movimiento de las partículas adquiere una forma elíptica y se aplasta. Frenadas por el fondo, las olas disminuyen su velocidad pero se hacen más altas; en el último momento todo transcurre como si  el seno anterior de la ola, al encontrarse en aguas menos profundas que el seno posterior, se desplazara con menos rapidez que éste; y en ése momento es alcanzado por la cresta la cual rompe con gran estrépito.

Cuando la ola "siente" el fondo, el movimiento de las moléculas de agua adopta la forma de una elipse

Puesto que la profundidad de las olas está en función de su longitud, las olas más largas, es decir, las más antigüas, perciben el fondo antes y pueden aumentar enormemente su altura antes de alcanzar la orilla; son las olas más largas y lentas las que originan las resacas más fuertes. El espectáculo de dichas olas que se elevan en vertical, a veces bajo un sol resplandeciente, y que adquieren nuevas formas a la hora de romper, suele ser grandioso. En las costas de pendientes suaves van avanzando durante mucho tiempo casi a punto de romper, aunque sólo lo hacen en las proximidades de la orilla.

Marea de temporal

Frecuentemente existe una ligera diferencia entre el nivel del mar previsto en los cálculos de mareas con los datos que pueden leerse en los mareógrafos. La causa más habitual de ésta diferencia es la presión barométrica. Una situación anticiclónica duradera produce una disminución de la cota (niveles de pleamar y bajamar mas bajos que los previstos); mientras que una situación depresionaria persistente, ocasiona un aumento de la cota que se traduce en unos niveles de pleamar y bajamar más elevados que los previstos.

La presión atmosférica, por lo general, sólo es responsable de pequeñas diferencias (inferiores a 0,30 metros) y a menudo pasan desapercibidas. Por el contrario, cuando el viento y la presión unen sus efectos, se forma una onda solitaria llamada onda de temporal que acompaña a la depresión. Esta onda genera aumentos de cota que sobrepasan con frecuencia el metro de altura. Si el fenómeno coindice con la pleamar en mareas vivas, los resultados pueden llegar a ser catastróficos; el periodo más frecuente de aparición es a finales del invierno, despues de los temporales más fuertes que han dejado sin apenas arena a las playas, por lo que éstas se encuentran mucho más expuestas.