En hidrología, es normal describir las capas de nieve en términos de la densidad de la nieve acumulada en comparación con la profundidad del agua que se obtendría al derretir la nieve. La profundidad del agua que produciría la fusión total de una capa de nieve sobre una superficie horizontal se denomina equivalente en agua de la capa de nieve. Por ejemplo, al derretir 10 unidades de profundidad de una capa de nieve con un equivalente líquido del 20 % se obtienen 2 unidades de equivalente líquido.
A la hora de considerar la densidad, necesitamos pensar en términos de masa por volumen; un valor de densidad típico para la nieve es de 1 dg/cm3. Esto significa que el agua es diez veces más densa que la nieve, porque además de agua, la nieve contiene aire. El otro factor principal que determina la densidad de la capa de nieve acumulada es la cantidad de líquido que contiene.
Esto puede también expresarse en términos del valor adimensional que se deriva de la razón entre la profundidad de la nieve y el equivalente líquido, que se conoce como relación de nieve a líquido. En este ejemplo, 10 unidades de profundidad de nieve en el suelo corresponden a 2 unidades de profundidad de líquido, lo cual corresponde a una relación de nieve a líquido de 5:1.
Estos son algunos ejemplos de valores típicos de relación de nieve a líquido. La nieve recién caída con vientos generalmente calmos y temperaturas por debajo de cero grados tiene un equivalente líquido aproximado del 5 %, lo cual equivale a una relación de nieve a líquido de 20 a 1.
En ciertas condiciones, esta relación puede llegar a ser mucho mayor que 20 a 1, y es capaz de alcanzar valores de 40, 60 e incluso 80 a 1. Conforme la nieve sufre los efectos individuales o combinados de asentamiento, calentamiento y arrastre por el viento, la relación de nieve a líquido disminuye, como permite apreciar la tabla que describe algunas posibles condiciones.
La existencia de un gradiente de temperatura en las capas de nieve es producto normal del grado de relativo calentamiento geotérmico producido por el contacto con el suelo en el fondo de la capa en comparación con las temperaturas frías del aire en la superficie de la nieve. La temperatura en la superficie de la nieve puede fluctuar a diario con los cambios en la radiación solar incidente. La parte central de la capa puede calentarse cuando el agua de deshielo o la lluvia que penetra la capa desde arriba vuelve a congelarse y libera calor latente.
El manto de nieve está en condiciones isotérmicas si no hay un gradiente de temperatura a través del mismo. Si la capa de nieve es isotérmica y la temperatura está cerca de cero grados, la nieve se considera saturada y puede derretirse en muy poco tiempo.
Existen dos tipos de metamorfismo de la nieve: seco y húmedo. El metamorfismo seco ocurre en ausencia de agua líquida, cuando por lo general las temperaturas se encuentran por debajo de cero grados Celsius.
A su vez, el metamorfismo seco de la nieve se puede subdividir en dos clases. La primera se denomina equilibrio (sinterización) y ocurre cuando el gradiente de temperatura de la capa de nieve es poco pronunciado. A menudo, los cambios en la estructura cristalina aumentan la unión entre los cristales. Conforme se deposita vapor de agua en los cristales, sus puntas se suavizan y los espacios vacíos se van llenando. En algunos casos la deposición y el cambio resultante en la forma de los cristales alcanzan extremos tales que se vuelve imposible identificar la fisionomía y la estructura cristalina original. La nueva forma más redondeada de los cristales aumenta la densidad de la capa de nieve por unidad de profundidad y, por tanto, su equivalente en agua. Éste es el tipo de metamorfismo seco más importante en hidrología de nieves.
El otro tipo de metamorfismo seco es el crecimiento cinético, que ocurre cuando el gradiente de temperatura en la capa de nieve supera los 10 °C por metro. A menudo, las nuevas estructuras cristalinas no están bien unidas y hasta pueden reducir la densidad de la capa de nieve.
El metamorfismo húmedo ocurre a temperaturas de cero grados Celsius o muy cerca de esa temperatura. La capa de nieve contiene agua líquida, lo cual causa la destrucción preferencial de los granos de nieve pequeños, mientras los granos más grandes se suavizan al fundirse. Como resultado de este proceso, se vuelve difícil identificar la estructura cristalina original. Los ciclos reiterados de fusión y congelamiento crean conjuntos grandes de granos fusionados. El proceso de metamorfismo húmedo de la nieve puede aumentar considerablemente el equivalente en agua por unidad de profundidad de la capa de nieve.
Comments (1)
Yuri Villavicencio-Fdez - 15 septiembre, 2011
Era necesaria esta segunda parte, me ha quedado todo mucho más claro. La vez pasada estaba viendo en «Historia de la Tierra» como se formaban los glaciares y la nieve en algunos aspectos se comporta como un suelo, las densidades varían enormemente como bien señalaste en tu artículo.