nubes

¿Qué son las nubes? Cómo se forman las nubes, tipos principales y características

Ecosistemas

Las nubes son el resultado de la condensación del vapor de agua. Se pueden ver tanto desde la superficie de la Tierra como desde el espacio. Se diferencian en composición, altura de formación, tamaño, forma y otros parámetros. Desempeñan un papel importante en los procesos de redistribución de la humedad en la Tierra.

Composición de las nubes

Según la composición, se dividen en 3 grupos:

  1. Agua: completamente compuesta de gotas de agua (por encima de -10 ℃). A temperaturas bajo cero, las gotas se sobreenfrían.
  2. Hielo o cristalino: compuesto en su totalidad por cristales de hielo (por debajo de -15 ℃).
  3. Mixto: una mezcla de cristales de hielo y gotas de agua (-10 a -15 ℃).

Las gotas de agua y los cristales se denominan elementos de nube. Los tamaños de las gotas varían significativamente. Se determinan mediante el método de microfotografía (creando una foto con gran aumento):

cristales de hielo y gotas de agua

Cristales de hielo y gotas de agua

Cuando la nube apenas comienza a formarse, el diámetro de las gotas en ella varía en el rango de 5-50 micrones (1 micrón = 0,001 mm). En la etapa de desarrollo de las nubes, las gotas se vuelven más grandes, de 50 a 200 micrones de diámetro. Comienzan a caer poco a poco, mientras que en meteorología hablan de lluvia ligera – escarcha. En el futuro, las gotas se pueden transformar en lluvia, con un diámetro de 500 a 5000 micrones.

Un dato interesante : las nubes parecen ligeras y “aireadas”, pero en realidad el peso de una gran nube es de aproximadamente 1 tonelada.

Los cristales tienen diferentes formas y tamaños según la humedad y la temperatura del aire. La mayoría se llaman completos y se asemejan a un prisma hexagonal en forma. Si la altura de tal cristal es pequeña en comparación con la base, es una placa. Los cristales de forma opuesta son columnas de hielo. También hay elementos de forma compleja, en forma de aguja.

Por tanto, las gotas de agua son de tamaño pequeño, pero su densidad en la composición de la nube es igual a varios cientos en 1 cm³. Los cristales, por el contrario, son más grandes, pero tienen una densidad más baja, hasta 100 en 10 cm³.

Fuente: National Geographic. Mas información: https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/cloud/

Otra característica importante es el contenido de agua, es decir, la cantidad de agua contenida en 1 m³ de nube. Contenido medio de agua:

  • nubes con pequeñas gotas – hasta 1 g / m³;
  • cúmulo – 2 g / m³;
  • cumulonimbus – 4-5 g / m³;
  • cristalino – hasta 0,02 g / m³;
  • mezclado – 0,2-0,3 g / m³.

¿Cómo se forman las nubes?

La formación de nubes es un proceso complejo, cuyas etapas están estrechamente relacionadas entre sí. Las nubes pueden formarse en cualquier latitud.

Formación de nubes

Aparece una nube debido a la transición del vapor de agua a un estado líquido o sólido: condensación. Ocurre por dos razones: una disminución de la temperatura y un aumento de la humedad absoluta del aire. Muy a menudo, ambos factores están presentes al mismo tiempo.

La disminución de la temperatura se explica por el aumento de las masas de aire, así como por su movimiento horizontal (advección). Por lo tanto, el aire caliente está por encima de la superficie fría de la tierra. Las masas de aire se elevan hacia arriba por varias razones:

  • convección
  • relieve del terreno
  • ciclones
  • formación de frentes atmosféricos

Cuando la superficie de la tierra se calienta intensamente por los rayos del sol, el calor se transfiere al aire. Se produce la convección: el aire caliente se eleva rápidamente y, a una altura, comienza a enfriarse. Contiene vapor de agua. Existe un concepto de punto de rocío: esta es la temperatura a la que el vapor de agua alcanza su punto de saturación y comienza a condensarse.

La altura a la que comienza el proceso de convertir el vapor en gotas de rocío es el límite inferior de la nube formada o el nivel de condensación. En este caso, el aire caliente continúa fluyendo desde la superficie de la tierra. Cruza el límite inferior y la condensación se produce en un nivel superior. Esto hace que la nube sea más alta. Su límite superior suele ser indistinto; se denomina nivel de convección libre.

Dato interesante: a veces aparecen colinas en el camino de las corrientes de aire. Durante su superación, las masas de aire se elevan hacia arriba. Estas nubes son de origen orográfico. Su altura está determinada por la altura del obstáculo.

Un ciclón es una masa de aire en forma de vórtice atmosférico. Las masas de aire se arremolinan hacia el centro del eje vertical del ciclón. Debido a esto, se producen caídas de presión: los flujos de aire aumentan intensamente hacia arriba. Pueden alcanzar los límites superiores de la troposfera y formar una gran cantidad de estratos, lluvia, cúmulos y sus variedades. Tales nubes siempre traen precipitaciones con ellas.

ciclón

Ciclón – Vista desde el espacio

Efecto de los frentes atmosféricos sobre las nubes

El frente atmosférico se forma como resultado de la convergencia de masas de aire cálido y frío. En este caso, las nubes pueden aparecer tanto en el frente cálido como en el frío. La formación de nubes es más intensa por encima del calor.

Durante la colisión de masas de aire, las corrientes cálidas se mueven hacia arriba, a lo largo de una suave línea de retirada de las corrientes frías oa lo largo de la superficie frontal. Dado que el aire se mueve casi horizontalmente (con una ligera desviación hacia arriba), se forma una nubosidad deslizante hacia arriba. Estas nubes son notables por su baja altura y su significativa longitud en dirección horizontal, hasta cientos de kilómetros.

 

Los cúmulos se forman sobre el frente atmosférico frío. Cuando las masas de aire caliente se deslizan hacia arriba, las masas de aire frío se mueven directamente debajo de ellas.

¿Cómo flotan las nubes por el cielo?

Las nubes son más ligeras que el aire. Están ubicados a diferentes alturas. Las nubes se mueven por el cielo debido al movimiento de masas de aire, el viento fluye.

 

Un dato interesante: el movimiento de las nubes en direcciones opuestas es un fenómeno asombroso, pero completamente comprensible. Esto se debe al hecho de que las nubes no son continuas y se mueven junto con las corrientes de aire. En este caso, la dirección y la velocidad del viento cambian con la altura.

¿Dónde se encuentran las nubes?

Cada grupo de nubes tiene una zona de ubicación específica, que depende de la temporada. Entonces, en primavera y verano (en latitudes templadas), las nubes de agua ocupan la parte inferior de la troposfera (la capa inferior de la atmósfera, cuyo límite superior se encuentra a una altitud de 6-20 km). Las nubes mixtas ocupan la troposfera media y las nubes cristalinas la superior. Con el inicio del otoño-invierno, las nubes de hielo se pueden encontrar en la parte inferior de la troposfera.

También hay una clasificación de nubes, según la cual se dividen en familias y géneros. Cada familia ocupa su propio nivel:

  1. Nubes de desarrollo vertical (convección).
  2. Nivel inferior: hasta 2 km.
  3. Nivel medio: de 2 a 6 km.
  4. El nivel superior es de 6 a 13 km.

Tipos de nubes

Hay 10 géneros o tipos principales de nubes, que difieren en apariencia, forma y otros parámetros.

nubes cúmulos

Se diferencian en densidad, tono blanco brillante. Desarrollado en dirección vertical. En la parte superior tienen forma redonda. Se forman, por regla general, en masas de aire neutras o frías. Espesor – 1-2 o 3-5 km.

nubes cúmulos

Nube cúmulo

Nubes estratos

En estructura, se parecen a la niebla debido a su homogeneidad, pero ocupan una altura de 100 a 400 m, la mayoría de las veces cubren completamente el cielo, a veces se observan huecos. El espesor medio es de decenas, cientos de metros.

nubes estratos

Nubes estratos

Nubes de estratocúmulos

Se distinguen por un tinte gris y consisten principalmente en agua. Pueden presentarse en forma de masa sólida u ondas separadas por los rayos del sol. Espesor – 200-800 m.

nubes estratocúmulos

Nubes estratocúmulos

Nubes Altostratus

Exteriormente, se asemejan a un sudario gris, a veces con un tinte azulado. Pueden tener una estructura homogénea o mal expresada. La composición está dominada por cristales, gotas enfriadas.

Nubes altostratus

Nubes altostratus

Nubes altocúmulos

Típico de la temporada cálida. Pueden ser blancos, grises, azules. Toman la forma de placas, copos rasgados, entre los que brillan los rayos del sol. En altura se extienden por varios cientos de metros. A veces se convierte en un poderoso cúmulo.

nubes altocúmulos

Nubes altocúmulos

Nubes Spindrift

Numerosos elementos pinnados (hilos, jirones, crestas), alargados. Se distinguen por su estructura fibrosa y la posible presencia de un brillo sedoso. Están ubicados a gran altura y están compuestos por cristales.

Predominan los cristales de gran tamaño, que caen sensiblemente hacia abajo. Por lo tanto, las nubes cirros se caracterizan por una extensión vertical significativa y una dirección desigual de los filamentos.

nubes spindrift

Nubes spindrift

Cirrocúmulos nubes

Tienen forma esférica alargada, se encuentran a una altitud de 6 km. Un rasgo característico es la ausencia de sombras. También es posible pintar los bordes en forma de arcoíris. Formado a partir de cristales.

cirrocúmulos nubes

Cirrocúmulos nubes

Cirrostratus nubes

Presentado en forma de mortaja blanca de estructura homogénea. Son bien translúcidos por los rayos del sol y la luna. Puede ser nebuloso o fibroso.

Dato interesante: con la participación de los cirroestratos, a menudo ocurre un fenómeno llamado halo o halo. Es un fenómeno óptico atmosférico, que es un resplandor alrededor de una fuente de luz. Surge debido al hecho de que los rayos de luz que atraviesan una nube son refractados por cristales. El halo suele tomar la forma de un círculo, un semicírculo, una columna de luz, etc.

cirrostratus nubes

Cirrostratus nubes

Dato interesante: con la participación de los cirroestratos, a menudo ocurre un fenómeno llamado halo. Es un fenómeno óptico atmosférico, que es un resplandor alrededor de una fuente de luz. Surge debido al hecho de que los rayos de luz que atraviesan una nube son refractados por cristales. El halo suele tomar la forma de un círculo, un semicírculo, una columna de luz, etc.

 

efecto halo

Efecto aureola

Nubes estratos

Capa sólida de color gris oscuro. Alcanzan varios kilómetros de espesor. Durante el período de precipitación, parece homogéneo. En el medio, se vuelven heterogéneos.

nubes estratos

Nubes estratos

Nubes cumulonimbus

Se diferencian en densidad, desarrollo vertical, precipitación abundante con tormentas eléctricas, granizo. Formado por grandes cúmulos. Pueden reunirse en una línea extendida, una línea de borrascas.

nubes cumulonimbus

nubes cumulonimbus

¿Cómo distinguir entre cúmulos, altocúmulos y cirrocúmulos en el cielo?

Una nube cúmulo se distingue por su forma pronunciada y su gran tamaño. Su grosor suele coincidir o exceder el ancho. Las nubes altocúmulos son pequeñas y están esparcidas por el cielo (más comunes en primavera y verano). Las nubes cirrocúmulos son delgadas, en forma de onda o onduladas debido a numerosas curvas.

tipos de nubes

Tipos de nubes

¿Por qué las nubes son blancas?

Las nubes son blancas debido al alto contenido de elementos turbios: gotas y cristales. Reflejan los rayos del sol. Cuanto menor sea el tamaño de estos elementos, más blanca se verá la nube.

¿Por qué hay nubes blancas o grises?

Las nubes se vuelven grises e incluso negras cuando se ven desde el suelo, ya que se caracterizan por su alta densidad. Se proyectan sombras entre sí y también transmiten débilmente la luz solar.

Dato interesante: si vuela directamente sobre una nube gris, se verá blanca: los rayos del sol vienen de arriba.

vista superior de una nube

Vista superior de una nube

¿Qué es un rastro de condensación de un avión?

Un rastro de condensación es una nube artificial o hecha por el hombre. Ocurre como resultado de la condensación de la humedad atmosférica mezclada con el vapor de agua de los gases de escape emitidos por los motores de los aviones. Con el tiempo, el rastro desaparece, sus componentes se evaporan.

rastro de condensacion

rastro de condensación

¿Cómo determinar el clima a partir de las nubes?

Las nubes no proporcionan información completa sobre las condiciones meteorológicas más cercanas, pero algunas de ellas aún pueden presagiar ciertos fenómenos meteorológicos:

  1. Cúmulos: buen tiempo en general sin precipitaciones.
  2. Cumulonimbus (más denso): ubicado a poca altura del suelo, puede presagiar lluvia.
  3. Cirrus: hundiéndose gradualmente más hacia la superficie de la tierra, puede indicar precipitación en las próximas 12 horas.
  4. En capas: rara vez traen precipitación debido a su pequeño espesor.

Las densas nubes oscuras presagian la precipitación. Al mismo tiempo, el color negro indica la ausencia de vientos fuertes, el marrón indica la posibilidad de vientos fuertes y el gris puede indicar lluvia prolongada.

Procesos de sedimentación

La precipitación se forma principalmente en la troposfera, ya que hay más vapor de agua. Se forma niebla cerca de la superficie de la tierra como resultado de la acumulación de productos de condensación.

La precipitación se forma solo en aquellas nubes que consisten en partículas de nubes grandes (0.1-7 mm). Se vuelven pesados, no pueden permanecer en la nube y caen como precipitación. La precipitación atmosférica cae de las nubes o se deposita en la superficie desde el aire.

Precipitación que cae:

  • de gran tamaño – monótono, largo;
  • llovizna – no intensa, monótona;
  • los tormentosos se caracterizan por fuertes fluctuaciones.

Precipitación en la superficie:

  • Rocío;
  • escarcha;
  • hielo (se forma en cualquier superficie debido a la congelación de las partículas de precipitación);
  • hielo (se forma solo en la superficie de la tierra).

Precipitación no clasificada:

  • agujas de hielo;
  • aislamiento (un fenómeno poco común en forma de grandes burbujas de agua que se producen durante una tormenta).

agujas de hielo

Agujas de hielo

Métodos para influir en las nubes

La ciencia moderna ha descubierto algunas formas de influir en las nubes. En particular, la dispersión de nubes sobreenfriadas, niebla, el impacto en las nubes que transportan granizo. Esto cambia la microestructura de las nubes, así como su estado de fase de forma artificial.

Por ejemplo, para dispersar una nube superenfriada, se introducen en ella refrigerantes o partículas de yoduro de sustancias formadoras de hielo desde un avión. Estas sustancias contribuyen a la formación de una gran cantidad de cristales: la densidad de las gotas de agua disminuye y la nube se disipa. Se utilizan instalaciones terrestres de naturaleza similar para influir en la niebla.

También es posible inducir precipitación artificialmente, por ejemplo, durante incendios forestales. Para esto, se inyectan reactivos: yoduro de plata o composiciones pirotécnicas especiales en la nube con la ayuda de un avión.

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