Granizo

Formación, Estructura y Predicción de la Precipitación Sólida Convectiva

El granizo es un tipo de precipitación sólida que consiste en partículas de hielo de forma aproximadamente esférica, con diámetros que oscilan desde 5mm hasta más de 15cm en casos extremos. Se forma exclusivamente en nubes convectivas de gran desarrollo vertical, principalmente cumulonimbus y constituye uno de los fenómenos meteorológicos más destructivos a escala local.

Algunas recomendaciones basicas ante una granizada:

Permanecer a resguardo, en caso de granizada, es importante buscar refugio y evitar salir a la calle. Verificar daños, una vez pasada la tormenta, revisar techos, cañerías, desagües, imbornales, persianas, toldos y ventanas para identificar posibles daños. Si los daños son graves y ponen en riesgo la seguridad, contactar con las autoridades. Si se está conduciendo durante una granizada, reducir la velocidad, mantener distancia con otros vehículos y evitar frenadas bruscas. 

Diferenciación Terminológica:

Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM):

• Granizo: Partículas de hielo ≥5mm de diámetro
• Granizo pequeño: Partículas entre 2-5mm, también llamado graupel
• Cinarra: Partículas <2mm, opacas y de densidad menor
• Pedrisco: Término popular para granizo de gran tamaño (>2cm)

Clasificación por Tamaño

• Granizo pequeño: 5-15mm (tamaño guisante)
• Granizo mediano: 15-25mm (tamaño cereza)
• Granizo grande: 25-45mm (tamaño pelota de ping-pong)
• Granizo muy grande: 45-70mm (tamaño pelota de tenis)
• Granizo gigante: >70mm (tamaño pelota de béisbol o superior)

Condiciones Ambientales Necesarias:

La formación de granizo requiere condiciones atmosféricas muy específicas:

• Inestabilidad convectiva intensa: CAPE >2500 J/kg
• Cizalladura vertical del viento: Especialmente entre 0-6km
• Nivel de congelación relativamente bajo: <3500m sobre el suelo
• Atmósfera seca en niveles bajos: Favorece enfriamiento evaporativo

Estructura de la Supercélula:

El granizo se forma principalmente en supercélulas, tormentas caracterizadas por:

• Mesociclón: Rotación persistente en niveles medios
• Corriente ascendente rotatoria: Velocidades >20-30 m/s
• Separación de corrientes: Ascendente y descendente bien diferenciadas
• Propagación: Movimiento hacia la derecha respecto al flujo medio

Proceso de Crecimiento:

Nucleación inicial: Partículas de hielo actúan como embriones de granizo a temperaturas <-10°C

Crecimiento por acreción húmeda: En zonas con abundante agua superenfriada, las gotas se adhieren y congelan gradualmente

Crecimiento por acreción seca: A temperaturas muy bajas (<-20°C), las gotas se congelan instantáneamente al contacto

Ciclos ascendentes: Los granizos suben y bajan múltiples veces en la corriente convectiva, creciendo en cada ciclo

Estructura Interna del Granizo:

Capas de Crecimiento

Los granizos presentan estructura laminar que revela su historia de formación:

• Capas opacas: Formadas por acreción seca, con burbujas de aire atrapado
• Capas transparentes: Resultado de acreción húmeda, hielo denso
• Alternancia: Indica múltiples pasajes por zonas de diferente temperatura

Análisis Microscópico

• Densidad: 0.8-0.9 g/cm³ (variable según tipo de acreción)
• Dureza: Escala de Mohs 1.5-2.0
• Estructura cristalina: Principalmente hielo hexagonal

Formas Características

• Esféricas: Crecimiento uniforme en todas direcciones
• Elipsoidales: Deformación por resistencia aerodinámica
• Irregulares: Fusión parcial o coalescencia de múltiples embriones

Parámetros Ambientales Críticos:

Energía Potencial Convectiva Disponible (CAPE)

• CAPE débil (<1000 J/kg): Granizo improbable
• CAPE moderado (1000-2500 J/kg): Granizo pequeño posible
• CAPE fuerte (2500-4000 J/kg): Condiciones favorables para granizo significativo
• CAPE extremo (>4000 J/kg): Potencial para granizo muy grande

Cizalladura Vertical del Viento

• Cizalladura débil (<10 m/s): Tormentas pulse, granizo pequeño
• Cizalladura moderada (10-20 m/s): Tormentas multicélula
• Cizalladura fuerte (>20 m/s): Supercélulas, granizo grande probable

Perfil de Viento y Hodógrafa

• Hodógrafa curvada: Favorece rotación de la tormenta
• Jet de niveles bajos: Advección de humedad y energía
• Jet de niveles altos: Divergencia en altura, favorece ascensos

Temperatura y Humedad

• Punto de rocío superficial >15°C: Aporta energía y humedad
• Temperatura troposfera media: Determina zona de crecimiento
• Dry bulb temperatura: Afecta supervivencia durante caída

Tipos de Tormentas Productoras de Granizo:

Supercélulas Clásicas

• Características: Mesociclón bien definido, propagación hacia la derecha
• Duración: 2-6 horas
• Granizo: Típicamente >2cm, trayectorias largas

Supercélulas LP (Low Precipitation)

• Características: Poca precipitación líquida, alta base de nube
• Granizo: Puede ser grande pero cantidades menores
• Visibilidad: Excelente del núcleo de granizo

Supercélulas HP (High Precipitation)

• Características: Precipitación abundante, baja visibilidad
• Granizo: Embebido en lluvia intensa
• Detección: Dificultada por cantidad de precipitación

Tormentas Multicélula

• Estructura: Múltiples células en diferentes etapas
• Granizo: Generalmente <2cm
• Duración: Cada célula 30-60 minutos

Detección y Medición:

Radar Meteorológico Doppler

Reflectividad: Valores >55 dBZ indican granizo probable Velocidad radial: Detección de rotación mesociclónica Algoritmos de detección: HSI (Hail Size Index), MESH (Maximum Expected Size of Hail)

Radar de Doble Polarización

Coeficiente de correlación: Valores bajos (<0.95) indican granizo Reflectividad diferencial: Negativa en presencia de granizo grande Fase diferencial específica: Disminución en zonas de granizo

Redes de Observación

• Granizómetros: Placas de poliestireno que registran impactos
• Disdrômetros: Medición automática de tamaño y velocidad
• Observadores voluntarios: Reportes ciudadanos con fotografías

Estimación por Satélite

• Temperatura de topes nubosos: <-50°C indica potencial de granizo
• Características de textura: Regiones sobresalientes en nubes convectivas
• Índices combinados: Integración de múltiples canales espectrales

Índices y Parámetros de Predicción:

Índice de Granizo de Jefferson (JHI)

JHI = (CAPE × Cizalladura 0-3km) / 1000

• JHI <2: Granizo improbable
• JHI 2-4: Granizo posible
• JHI >4: Granizo probable

Parámetro de Supercélula Significativa (SCP)

SCP = (MUCAPE/1000) × (EBS/20) × (SRH/100) × (ESRH/50) Donde EBS = Effective Bulk Shear, SRH = Storm Relative Helicity

Índice de Granizo Significativo (SHIP)

SHIP = (MUCAPE × µs × LR750-500 × (-500mb T) × 850mb Td) / 42,000,000

• SHIP >1: Granizo significativo probable
• SHIP >3: Granizo muy grande probable

Parámetros Adicionales

• Lifted Index: <-6 indica inestabilidad severa
• Showalter Index: <0 condiciones favorables
• Wind Composite: Combinación de cizalladura y CAPE

Distribución Espacial y Temporal:

Geografía de Máxima Actividad

• "Hail Alley" (Estados Unidos): Colorado, Nebraska, sur de Wyoming
• Norte de Argentina: Mendoza, Tucumán
• Europa: Norte de Italia, Este de Francia, Alemania
• Asia: Norte de India, Bangladesh

Factores Geográficos

• Orografía: Convergencia en sotavento de montañas
• Contraste térmico: Zonas de transición climática
• Fuentes de humedad: Proximidad a masas de agua cálida

Distribución Estacional

• Hemisferio Norte: Máximo abril-julio
• Hemisferio Sur: Máximo octubre-marzo
• Ciclo diurno: Máximo tarde-noche (14:00-22:00 hora local)

Variabilidad Climática

• ENSO: Modula actividad en diferentes regiones
• Oscilación Decenal del Pacífico: Afecta patrones de largo plazo
• Cambio climático: Posible intensificación pero menor frecuencia

Supervivencia del Granizo:

Factores Durante la Caída

• Temperatura del aire: Determina tasa de fusión
• Humedad relativa: Afecta enfriamiento evaporativo
• Velocidad de caída: Función del tamaño y densidad
• Altitud de formación: Tiempo disponible para fusión

Velocidad Terminal

• Granizo 1cm: ~15 m/s
• Granizo 2cm: ~20 m/s
• Granizo 4cm: ~30 m/s
• Granizo 6cm: ~35 m/s

Tamaño de Supervivencia

Para que el granizo llegue al suelo debe superar un diámetro crítico que depende de:

• Altura de la isoterma 0°C
• Temperatura y humedad del aire bajo la nube
• Tiempo de tránsito desde zona de formación

Impactos y Daños:

Agricultura

• Daño directo: Destrucción de cultivos por impacto
• Defoliación: Pérdida de área fotosintética
• Heridas: Entrada de patógenos
• Timing crítico: Mayor vulnerabilidad durante floración y fructificación

Automovilismo y Aviación

• Daño vehicular: Abolladuras, rotura de cristales
• Peligro aéreo: Daño estructural a aeronaves
• Granizo ingestion: Riesgo para motores de aeronaves

Infraestructuras

• Tejados: Rotura de tejas, claraboyas
• Paneles solares: Rotura de cristales protectores
• Invernaderos: Destrucción masiva de estructuras
• Telecomunicaciones: Daño a antenas y equipamiento

Económicos

• Seguros: Una de las principales causas de pérdidas aseguradoras
• Agricultura: Pérdidas millonarias anuales
• Turismo: Cancelaciones y daños a infraestructura recreativa

Sistemas de Alerta y Predicción:

Vigilancia Meteorológica

• Watches: Condiciones favorables para desarrollo
• Warnings: Granizo inminente o en curso
• Nowcasting: Predicción 0-6 horas basada en radar

Productos Operativos

• Probability of Hail: Probabilidad de granizo en área determinada
• Maximum Hail Size: Tamaño máximo esperado
• Hail Tracks: Trayectorias previstas de tormentas

Modelos de Alta Resolución

• WRF: Configuraciones específicas para convección
• NAM: Resolución 3-4km para mesoescala
• HRRR: Actualizaciones horarias, resolución 3km

Métodos de Supresión:

Siembra de Nubes

• Yoduro de plata: Incrementa núcleos de condensación
• Objetivo: Producir granizo más pequeño y numeroso
• Efectividad: Controvertida, resultados mixtos

Técnicas de Aplicación

• Cohetes: Lanzamiento desde superficie
• Aviones: Siembra directa en núcleos convectivos
• Generadores terrestres: Dispersión por corrientes ascendentes

Limitaciones

• Ventana temporal: Muy estrecha para intervención efectiva
• Precisión: Dificultad para determinar momento óptimo
• Verificación: Compleja evaluación de efectividad

Investigación y Tendencias:

Proyectos de Investigación

• RELAMPAGO: Estudio en Argentina de convección severa
• HAILCAST: Modelo de trayectoria y crecimiento de granizo
• NEXRAD: Mejoras en algoritmos de detección

Tecnologías Emergentes

• Radar phased-array: Mayor resolución temporal
• Inteligencia artificial: Mejora en predicción y detección
• Redes sociales: Integración de reportes ciudadanos

Cambio Climático

• Proyecciones: Posible aumento en intensidad
• Distribución espacial: Cambios en regiones de máxima actividad
• Estacionalidad: Modificación de patrones temporales

El granizo representa un fenómeno meteorológico que requiere condiciones atmosféricas muy específicas para su formación y crecimiento. Los avances en tecnología radar y modelos numéricos continúan mejorando la capacidad de detección y pronóstico, aunque la supresión artificial permanece como un campo controvertido con efectividad limitada. El granizo seguirá siendo un fenómeno de gran impacto económico y social que requiere sistemas de alerta eficaces y estrategias de mitigación adaptadas a cada región.