Existen distintos procesos atmosféricos que dan como resultado la formación de precipitación. Detallaremos brevemente a continuación algunos pasos por los que atraviesan estos procesos.

• Nucleación

Una parcela de aire asciende, se expande y enfría, luego no es capaz de contener toda su humedad en forma de vapor de agua. El exceso de humedad se condensa sobre NÚCLEOS DE CONDENSACIÓN suspendidos en el aire (partículas de polvo, contaminantes, sal), formando pequeñísimas gotas de nube. Otras veces no se condensa agua líquida sino que se forman cristales de hielo que crecen alrededor de núcleos de congelamiento (arcilla, yoduro de plata).

A las partículas sólidas que se hallan en suspensión en el aire se las llama AEROSOLES. La concentración de aerosoles sobre los continentes es aproximadamente 10.000 millones por metro cúbico, mientras sobre el mar llega apenas a unos 1.000 millones por metro cúbico. Así, las nubes que se forman sobre los continentes tienen más gotas por metro cúbico que las que se forman sobre los mares. También existe un efecto de aumento de las precipitaciones sobre las grandes ciudades con poca ventilación, como efecto de la gran cantidad de aerosoles (contaminación) presente.

• Difusión

El vapor presente en el aire saturado sigue condensándose sobre las pequeñas gotas (o cristales) de nube, al principio rápidamente, pero luego más lentamente, ya que a esta altura del proceso existe una gran cantidad de gotas (o cristales) compitiendo entre sí por captar la humedad disponible.

Avanzado hasta aquí el proceso, las gotas tienen un diámetro aproximado de 10 micrómetros (son microscópicas) y caerían tan lentamente que les llevaría dos o tres días recorrer la distancia entre la base de una nube baja y la superficie terrestre. En realidad, se evaporarían al caer unos pocos metros y nunca llegarían al suelo.

• Agregación

Para formar una gota de lluvia capaz de alcanzar la superficie debe producirse algún proceso por el cual las pequeñas gotas de nube se reúnan entre sí, formando gotas más grandes.

Cuando las temperaturas son bajas tiene lugar el llamado PROCESO DE BERGERÓN. En las nubes frías encontramos a la vez gotitas de nube y cristales de hielo. Una interesante propiedad del agua hace que el aire circundante se halle exactamente saturado para las gotitas de agua (humedad relativa del 100%) pero sobresaturado con respecto a los cristales de hielo (humedad relativa superior al 100%). Ejemplo: para una temperatura de –10°C, una humedad de 100% para un sistema “agua-vapor” corresponde a una humedad del 110% para un sistema “hielo-vapor”. Por lo tanto, el vapor de agua comienza a depositarse rápidamente sólo en los cristales, provocando un descenso de la humedad del aire y la evaporación de las gotas, que se convierten así en una fuente de vapor de agua para que los cristales de hielo sigan creciendo. Los cristales más grandes comenzarán a caer, colectando a su paso más gotas que se congelarán sobre ellos, formando copos de nieve. También se romperán, dando lugar cada uno a dos cristales más pequeños que comenzarán a crecer. Si la temperatura en la superficie es mayor que 4°C, los copos de nieve se derriten antes de llegar al suelo, cayendo en forma de lluvia.

Cuando las temperaturas son altas tiene lugar otro proceso: el de COLISIÓN - COALESCENCIA. En este caso las nubes se componen solamente de gotas, o sea, carecen de cristales de hielo. La formación de gotas capaces de precipitar dependerá entonces de la presencia de gotas de tamaño superior a 20 micrómetros, que aparecen generalmente en presencia de núcleos de condensación de gran tamaño o de partículas higroscópicas (que “atraen” la humedad, como la sal). Estas gotas más grandes caen más rápidamente que las más pequeñas. Así, las grandes colisionan contra las más pequeñas y lentas, coalesciendo (uniéndose en una misma gota) y creciendo hasta alcanzar un tamaño que les permita alcanzar la superficie sin evaporarse.

Las nubes con gran desarrollo vertical (cumulonimbus) poseen corrientes ascendentes que permiten que las gotas grandes atraviesen la nube varias veces, colisionando contra gotas más chicas y creciendo cada vez más. Este proceso puede repetirse hasta que la gota alcanza un diámetro de 7 mm como máximo, a partir del cual se rompen espontáneamente.