Nube
Una nube es un hidrometeoro que consiste en una masa visible compuesta de cristales de hielo o de gotas de agua microscópicas suspendidas en la atmósfera. La ciencia que las investiga es la nefología (del griego nephos, 'nube'), rama de la meteorología que estudia su formación, composición, densidad, temperatura, forma, evolución, movimiento, agrupación y clasificación.
Las nubes dispersan toda la luz visible y por eso se ven blancas. Sin embargo, a veces son demasiado gruesas o densas como para que la luz las atraviese. Cuando esto ocurre, la coloración se torna gris muy oscuro. Considerando que las nubes son gotas de agua sobre polvo atmosférico y dependiendo de algunos factores, las gotas pueden convertirse en lluvia, granizo o nieve. Son un aerosol formado por agua evaporada principalmente de los océanos.[cita requerida]
Las nubes se observan a simple vista y se clasifican según un sistema internacional creado en 1803 por Luke Howard,[1][2] químico y meteorólogo aficionado inglés, que las dividió en cuatro grandes categorías o formas:
- cirriformes, cirros, que son penachos elevados y con forma de haz, compuestos por cristales de hielo;
- estratiformes, estratos, extensas capas nubosas que traen, con frecuencia, lluvia continua;
- nimbiformes, nimbos, nubes capaces de formar precipitaciones;
- cúmuliformes, cúmulos, nubes hinchadas de base plana que cruzan el cielo de verano.
El actual sistema de clasificación de nubes incluye muchas combinaciones y subdivisiones de estas cuatro categorías básicas. Una combinación particular de estratiformes y cúmuliformes se considera a menudo una quinta categoría designada estratocúmuliformes.
Cuando un meteorólogo habla de precipitación, se refiere a lluvia, nieve o cualquier forma de agua líquida o sólida que se precipita o cae del cielo. La cantidad de lluvia caída se mide por medio de pluviómetros. La forma más simple de pluviómetro es un recipiente de lados rectos con una escala o regla para medir la profundidad del agua que cae en él. La mayoría de estos aparatos dirigen la precipitación mediante un embudo a un tubo más estrecho, para permitir mediciones más precisas de cantidades pequeñas de precipitación. Al igual que otros instrumentos meteorológicos, los pluviómetros pueden hacerse de modo que registren sus mediciones en forma continua.[cita requerida]
Las nubes atmosféricas pueden clasificarse por categoría o forma y varios rangos de altura para derivar diez tipos de troposféricos principales y dos tipos principales adicionales sobre la troposfera. El tipo de cúmulo incluye tres especies que indican el tamaño vertical.[cita requerida]
| Formas y alturas | Estratiformes no convectivo | Cirriformes mayormente no convectivos | Estratocúmuliformes convección limitada | Cúmuliformes libre de convección | Nimbiformes fuerte convección |
|---|---|---|---|---|---|
| Altura extremadamente grande Nube mesosférica polar | Velos noctilucentes | Ondas o remolinos noctilucentes | Bandas noctilucentes | ||
| Altura muy grande Nube estratosférica polar (PSC) | Ácido nítrico y agua PSC | Cirriforme nacaradas PSC | Lenticular nacaradas PSC | ||
| Altura grande | Cirrostratus | Cirrus | Cirrocumulus | ||
| Altura media | Altostratus | Altocumulus | |||
| Altura baja | Stratus | Stratocumulus | Cumulus humilis | ||
| Desarrollo vertical moderado | Nimbostratus | Cumulus mediocris | |||
| Gran desarrollo vertical | Cumulus congestus | Cumulonimbus |
Formación de las nubes
Algunas masas de aire que componen la atmósfera terrestre llevan entre sus componentes significativas cantidades de agua que obtuvieron a partir de la evaporación del agua de mar y de la tierra húmeda, juntándose así con partículas de polvo o cenizas que hay en el aire (núcleos de condensación).
Estas masas de aire cálido y húmedo tienden a elevarse cuando se topan con otra masa de aire frío y seco. Las masas de aire no se revuelven entre sí cuando chocan; están bien delimitadas y tienden a desplazarse hacia zonas de menor presión atmosférica. Al elevarse las masas de aire caliente se expanden al encontrar menor presión en las alturas y, de acuerdo con la ley de los gases ideales, disminuye también su temperatura. Esto causa que el vapor de agua que contienen estas masas de aire se condense formando las nubes.
Cuando la masa de aire cálido y húmedo es forzada a subir muy alto en la troposfera se enfría de tal manera que se forman nubes de cristales de hielo, llamadas cirros, cirrostratos o cirrocúmulos. A menor altitud se forman las nubes de gotas de agua, como son los altoestratos y altocúmulos que generalmente acompañan a los frentes cálidos, al igual que los estratos de menor altitud.
Los cúmulos, en cambio, acompañan a los frentes fríos. Estas nubes tienden a crecer de forma vertical hasta llegar a formar masas en altura, conocidas como cumulonimbos. Estas nubes de tormenta esconden en su interior un sistema de torbellinos, ascendentes en el interior y descendentes en el exterior. Si se dan las condiciones adecuadas, estos torbellinos pueden llegar hasta el suelo en forma de tornados.
La electricidad estática generada por el movimiento de los torbellinos dentro de estas nubes es una posible causa de las tormentas eléctricas.
Procesos de formación
Las nubes pueden formarse por procesos distintos:
- por ascenso orográfico;
- por convección térmica;
- por convección producida por un frente.
Nubes por ascenso orográfico
La masa de aire caliente y húmedo choca contra una montaña. Esto hace que el aire ascienda a capas más frías, dando origen a un tipo de nubes horizontales, llamadas estratos. Se forman por debajo de los 3 km de altitud.
Nubes de convección térmica
Una corriente de aire caliente y húmedo asciende a capas más altas y frías, dando lugar a la formación de cúmulos. Esto suele ocurrir por debajo de los 3 km de altitud. La nube puede crecer en altura, transformándose en un cumulonimbo. Cuando se produce la caída de la lluvia la nube se separa en dos fragmentos, porque no puede ascender el aire caliente. Al fragmentarse la nube, cesa la lluvia. Se producen borrascas de corta duración pero muy intensas.
Nubes producidas por un frente
Los frentes son zonas de contacto entre dos masas de aire que tienen distinta temperatura y densidad. Si una masa de aire caliente y húmedo, en movimiento, choca contra una de aire frío, se forman nubes horizontales, llamadas nimboestratos (3 km de altitud), altostrato (entre 3 y 5 km de altitud) o cirro y cirrostrato (12 km de altitud). Los nimbostratos y los altostratos producen, generalmente, lluvia. En cambio, los cirros indican buen tiempo si no se mueven deprisa o cambian en cirrostratos. Cuando una masa de aire frío, que se desplaza, choca contra una masa de aire caliente se forman cumulonimbos.[3]
Tipos y clasificación de las nubes troposféricas
| Clasificación de nubes por altitud. |
La clasificación de nubes troposféricas de acuerdo con sus características visuales proviene de la Organización Meteorológica Mundial y viene recogida en el International Cloud Atlas (Atlas internacional de nubes).
Categorías
- cumuliformes (tipo Cumulus): nubes de desarrollo vertical, forma redondeada (de días soleados);
- estratiformes (tipos Stratus, Altostratus, Cirrostratus, Nimbostratus): nubes que se encuentran estratificadas (formando niveles o estratos);
- nimbiformes (Nimbus, tipo Cumulonimbus): nubes capaces de formar precipitaciones (nube de tormenta);
- cirriformes (tipo Cirrus): nubes blancas muy elevadas y de aspecto fibroso;
Hay también una categoría secundaria de cúmulos con desarrollo vertical limitado que se forma en rollos u ondulaciones;[4]
- estratocumuliformes (tipos Stratocumulus, Altocumulus, Cirrocumulus).
Familias de nubes troposféricas dispuestos por altitud
Según su altitud, se agrupan en familias nombradas por una letra mayúscula:
- Familia D, desarrollo vertical: a menos de 3 km: Tipos nimbostratus y cumulonimbus, y cumulus especies mediocris y congestus.
- Familia C, altura baja: a menos de 2 km: Tipos stratus y stratocumulus, y cumulus especies fractus y humilis.
- Familia B, altura media: de 2 a 5 km: Tipos altostratus y altocumulus.
- Familia A, altura grande: por encima de 5 km: Tipos cirrus, cirrostratus, y cirrocumulus.
Tipos
Los nombres oficiales de los diferentes tipos de nubes se dan en latín y se traducen aquí al español. La Organización Meteorológica Mundial (OMM) distingue diez tipos combinados, según su forma: cirros, cirrocúmulos, cirroestratos, altoestratos, altocúmulos, estratos, estratocúmulos, nimboestratos, cúmulos y cumulonimbos. Las primeras ocho son nubes estratiformes, porque son paralelas a la superficie terrestre; las últimas dos son cumuliformes, porque se forman de manera vertical.
La mayoría pero no todos los tipos se pueden dividir en especies, algunas de las cuales se puede subdividir en variedades. Las nubes accesorias son formaciones especiales a veces consideradas como un tipo o especie en particular.
Especies
Los distintos tipos de géneros se dividen en especies que indican detalles estructurales específicos. Sin embargo, debido a que estos últimos tipos no están siempre limitados por rango de altura, algunas especies pueden ser comunes a varios géneros distintos.
Estratocumuliformes y cirriformes
Las especies de Castellanus que se asemejan a las torres de un castillo cuando se ven lateralmente, pueden encontrarse en cualquier tipo de nubes estratocumuliformes y circriformes parcialmente convectivas. La especie floccus también se ve a veces en nubes de las mismas categorías o formas cuando aparecen como mechones globulares separados.
Cumuliformes y nimbiformes
Con la excepción de los estratocúmulos, una masa de aire local inestable situada en los niveles más bajos tiende a producir cúmulos convectivos y distintos tipo de cumulonimbos, cuyas especies son principalmente indicadores del grado de desarrollo vertical. Un cúmulo de nubes se forma inicialmente como una nubecilla de las especies fractus o humilis, que solo muestra un desarrollo ligeramente vertical. Si el aire se vuelve más inestable, la nube tiende a crecer verticalmente primero en la especie mediocris, y a continuación en congestus, la especie de cúmulos más altos. Con una mayor inestabilidad, la nube puede seguir creciendo en cumulonimbus calvus (esencialmente, una nube congestus muy alta, que produce el trueno), a continuación, en última instancia, cuando las gotas de agua en el umbral superior son superenfriadas, se convierten en cristales de hielo, dándole a los capillatus una apariencia cirriforme.[cita requerida]
Resumen de los tipos y subtipos troposféricas dispuestos por familia altura y categoría o forma
Desarrollo vertical (familia D): Nimbiformes, cúmuliformes y estratiformes
Gran desarrollo vertical (sub-familia D2)
A menos de 3 km
Estas nubes pueden tener fuertes corrientes ascendentes, se elevan muy por encima de sus bases y se forman a muchas alturas.
- Tipo Cumulonimbus (asociadas a grandes precipitaciones y tormentas) (Cb)[5]
- Especie Cumulonimbus calvus (Cb cal)
- Especie Cumulonimbus capillatus (Cb cap)
- Nube accesoria Cumulonimbus pannus
- Nube accesoria Cumulonimbus incus
- Nube accesoria Cumulonimbus con nube mastodóntica
- Nube accesoria Cumulonimbus pileus
- Nube accesoria Cumulonimbus velum
- Nube accesoria Cumulonimbus arcus
- Nube accesoria Cumulonimbus tuba
- Tipo Cumulus (Cu)[6]
- Especie Cumulus congestus (Cu con/TCu)[5]
- Variedad Cumulus congestus radiatus
- Nube accesoria Cumulus congestus pannus
- Nube accesoria Cumulus congestus pileus
- Nube accesoria Cumulus congestus velum
- Nube accesoria Cumulus congestus arcus
- Nube accesoria Cumulus congestus tuba
- Variedad Cumulus congestus radiatus
- Especie Cumulus congestus (Cu con/TCu)[5]
Desarrollo vertical moderado. Sub-familia D1
A menos de 3 km
- Tipo Nimbostratus (Ns)[7]
- Nube accesoria Nimbostratus pannus
- Tipo Cumulus (Cu)
- Especie Cumulus mediocris (Cu med)
- Variedad Cumulus mediocris radiatus
- Especie Cumulus mediocris (Cu med)
Altura baja (familia C): Estratiformes, estratocúmuliformes y cúmuliformes
A menos de 2 km
- Tipo Stratus (St)
- Especie stratus nebulosis (St neb)
- Especie stratus fractus (St fra)
- Tipo Stratocumulus (Sc)
- Especie Stratocumulus castellanus (Sc cas)
- Especie Stratocumulus lenticularis (Sc len)
- Especie Stratocumulus stratiformis (Sc str)
- Variedad Stratocumulus stratiformis translucidus
- Variedad Stratocumulus stratiformis perlucidus
- Variedad Stratocumulus stratiformis opacus
- Tipo Cumulus (Cu)
- Especie Cumulus fractus (Cu fra)
- Especie Cumulus humilis (Cu hum)
Altura media (familia B): Estratiformes y estratocúmuliformes
De 2 a 5 km
- Tipo Altostratus (As)
- Variedad Altostratus undulatus
- Tipo Altocumulus (Ac)
- Especie Altocumulus floccus (Ac flo)
- Especie Altocumulus castellanus (Ac cas)
- Especie Altocumulus lenticularis (Ac len)
- Especie Altocumulus stratiformis (Ac str)
- Variedad Altocumulus stratiformis translucidus
- Variedad Altocumulus stratiformis perlucidus
- Variedad Altocumulus stratiformis opacus
- Variedad Altocumulus stratiformis undulatus
Altura grande (familia A): Cirriformes, estratiformes y estratocúmuliformes
De 5 km en adelante
- Tipo Cirrus (Ci)
- Especie Cirrus uncinus (Ci unc)
- Especie Cirrus Spissatus
- Especie Cirrus floccus
- Especie Cirrus castellanus (Ci cas)
- Especie Cirrus fibratus (Ci fib)
- Variedad Cirrus fibratus intortus
- Variedad Cirrus fibratus radiatus
- Variedad Cirrus fibratus vertebratus
- Variedad Cirrus fibratus duplicatus
- Tipo Cirrostratus (Cs)
- Especie cirrostratus nebulosus (Cs neb)
- Especie cirrostratus fibratus (Cs fib)
- Variedad cirrostratus fibratus duplicatus
- Variedad cirrostratus fibratus undulatus
- Tipo Cirrocumulus (Cc)
- Especie Cirrocumulus floccus (Cc flo)
- Especie Cirrocumulus castellanus (Cc cas)
- Especie Cirrocumulus lenticularis (Cc len)
- Especie Cirrocumulus stratiformis (Cc str)
- Variedad Cirrocumulus undulatus
- Variedad Cirrocumulus lacunosus
Nubes orográficas troposféricas
Además de los tipos anteriores, existen diferentes tipos de niebla y un grupo de nubes troposféricas denominado nube orográfica, y las hay:
- nubes lenticulares: Stratocumulus/altocumulus/cirrocumulus lenticularis:
- nubes de banner: Stratocumulus/altocumulus/cirrocumulus stratiformis[cita requerida]
Nubes fuera de la troposfera
Nube estratosférica polar
De 15 a 25 km
- Nubes nacaradas (Nacreous): Nubes formadas por cristales de agua congelada.
- Estratosférico polar superenfriado: nubes que contienen agua y ácido nítrico, a veces con ácido sulfúrico.
Nube mesosférica polar
De 80 a 85 km
Efectos sobre la troposfera, el clima y el cambio climático
Las nubes troposféricas ejercen numerosas influencias sobre la troposfera y el clima de la Tierra. En primer lugar, son la fuente de precipitación, lo que influye en gran medida en la distribución y la cantidad de precipitación. Debido a su flotabilidad diferencial en relación con el aire libre de nubes circundante, las nubes pueden asociarse con movimientos verticales del aire que pueden ser convectivos, frontales o ciclónicos. El movimiento es hacia arriba si las nubes son menos densas porque la condensación del vapor de agua libera calor, calentando el aire y disminuyendo así su densidad. Esto puede provocar un movimiento hacia abajo porque la elevación del aire produce un enfriamiento que aumenta su densidad. Todos estos efectos dependen sutilmente de la estructura vertical de temperatura y humedad de la atmósfera y dan como resultado una importante redistribución del calor que afecta el clima de la Tierra.[12]
La complejidad y diversidad de las nubes en la troposfera es una de las principales razones de la dificultad para cuantificar los efectos de las nubes sobre el clima y el cambio climático. Por un lado, las cimas de las nubes blancas promueven el enfriamiento de la superficie de la Tierra al reflejar la radiación de onda corta (visible e infrarroja cercana) del sol, disminuyendo la cantidad de radiación solar que se absorbe en la superficie, mejorando el albedo de la Tierra. La mayor parte de la luz solar que llega al suelo se absorbe, calentando la superficie, que emite radiación hacia arriba en longitudes de onda infrarrojas más largas. Sin embargo, a estas longitudes de onda, el agua de las nubes actúa como un absorbente eficaz. El agua reacciona irradiando, también en infrarrojos, tanto hacia arriba como hacia abajo, y la radiación de onda larga hacia abajo provoca un aumento del calentamiento en la superficie. Esto es análogo alefecto invernadero de gases de efecto invernadero y vapor de agua.[12]
Los tipos de género de alto nivel muestran particularmente esta dualidad tanto con el enfriamiento del albedo de onda corta como con los efectos de calentamiento del invernadero de onda larga. En general, las nubes de cristales de hielo en la troposfera superior (cirros) tienden a favorecer el calentamiento neto.[13][14] Sin embargo, el efecto de enfriamiento es dominante con nubes de nivel medio y bajo, especialmente cuando se forman en capas extensas.[13] Las mediciones de la NASA indican que, en general, los efectos de las nubes de nivel medio y bajo que tienden a promover el enfriamiento superan los efectos de calentamiento de las capas altas y los resultados variables asociados con las nubes desarrolladas verticalmente.[13]
Tan difícil como es evaluar las influencias de las nubes actuales en el clima actual, es aún más problemático predecir cambios en los patrones y propiedades de las nubes en un clima futuro más cálido y las influencias de las nubes resultantes en el clima futuro. En un clima más cálido entraría más agua a la atmósfera por evaporación en la superficie; como las nubes se forman a partir del vapor de agua, se esperaría que aumentara la nubosidad. Pero en un clima más cálido, las temperaturas más altas tenderían a evaporar las nubes.[15]Ambas afirmaciones se consideran precisas y ambos fenómenos, conocidos como retroalimentación de las nubes, se encuentran en los cálculos del modelo climático. En términos generales, si las nubes, especialmente las nubes bajas, aumentan en un clima más cálido, el efecto de enfriamiento resultante conduce a una retroalimentación negativa en la respuesta climática al aumento de gases de efecto invernadero. Pero si las nubes bajas disminuyen o si aumentan las nubes altas, la retroalimentación es positiva. Las diferentes cantidades de estas retroalimentaciones son la razón principal de las diferencias en las sensibilidades climáticas de los modelos climáticos globales actuales. Como consecuencia, muchas investigaciones se han centrado en la respuesta de las nubes bajas y verticales a un clima cambiante. Sin embargo, los modelos mundiales líderes producen resultados bastante diferentes, algunos muestran nubes bajas en aumento y otros muestran disminuciones.[16][17] Por estas razones, el papel de las nubes troposféricas en la regulación del tiempo y el clima sigue siendo una fuente principal de incertidumbre en las proyecciones del calentamiento global.[18][19]
En otros planetas
En planetas distintos de la Tierra las nubes pueden estar compuestas de otras sustancias.
Las nubes de Venus están formadas por gotas de ácido sulfúrico. Marte posee nubes de agua y de dióxido de carbono. Titán está cubierta de una densa niebla de hidrocarburos, que oculta nubes de metano. Los planetas gigantes Júpiter y Saturno tienen nubes superiores de amoniaco y poseen nubes intermedias de hidrosulfuro de amonio y nubes profundas de agua. Urano y Neptuno poseen posiblemente nubes profundas análogas a las jovianas y, con seguridad, nubes superiores de metano.
Términos informales
- Skypunch
- Pyrocumulus
- Trazo de avión. Un trazo de una nube caracterizada por ser extremadamente fina, causada por el paso de algún tipo de aeronave que funcione con turbinas (turborreactores o turbohélices). (OMM Cirrus)
- Cirrus Kelvin-Helmholtz
Véase también
Referencias
- «Clasificación de las nubes OMM (Organización Meteorológica Mundial)».
- Howard, Luke (1865). Collections of Oxford University, ed. Essay on the modifications of clouds.
- Proyecto Biosfera. Ministerio de Educación de España
- E.C. Barrett; C.K. Grant (1976). «The identification of cloud types in LANDSAT MSS images». NASA. Consultado el 22 de agosto de 2012.
- ↑ Paul de Valk, Rudolf van Westhrenen, and Cintia Carbajal Henken (2010). . Archivado desde el original el 16 de noviembre de 2011. Consultado el 15 de septiembre de 2011.
- «Cumulus clouds». Weather.
- Koermer, Jim (2011). «Plymouth State Meteorology Program Cloud Boutique». Plymouth State University. Consultado el 31 de enero de 2011.
- World Meteorological Organization, ed. (2017). «Type I Veils, International Cloud Atlas». Consultado el 18 de julio de 2019.
- World Meteorological Organization, ed. (2017). «Type II Bands, International Cloud Atlas». Consultado el 18 de julio de 2019.
- World Meteorological Organization, ed. (2017). «Type III Billows, International Cloud Atlas». Consultado el 18 de julio de 2019.
- World Meteorological Organization, ed. (2017). «Type IV Whirls, International Cloud Atlas». Consultado el 18 de julio de 2019.
- ↑ «Cloud Climatology». International Satellite Cloud Climatology Program. National Aeronautics and Space Administration. Consultado el 12 July 2011.
- ↑ Ackerman, p. 124
- Franks, F. (2003). «Nucleation of ice and its management in ecosystems». Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 361 (1804): 557-74. Bibcode:2003RSPTA.361..557F. PMID 12662454. S2CID 25606767. doi:10.1098/rsta.2002.1141.
- Wolchover, Natalie. «A World Without Clouds». Quanta Magazine.
- Bony, S. (2005). «Marine boundary layer clouds at the heart of tropical cloud feedback uncertainties in climate models». Geophysical Research Letters 32 (20): L20806. Bibcode:2005GeoRL..3220806B. doi:10.1029/2005GL023851.
- Medeiros, B.; Stevens, B.; Held, I. M.; Zhao, M.; Williamson, D. L.; Olson, J. G.; Bretherton, C. S. (2008). «Aquaplanets, Climate Sensitivity, and Low Clouds». Journal of Climate 21 (19): 4974-4991. Bibcode:2008JCli...21.4974M. doi:10.1175/2008JCLI1995.1.
- Randall, D. et al. (2007) "Climate models and their evaluation" in S. Solomon, D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K. Averyt, M.Tignor, and H. Miller (eds.) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
- «Will Clouds Speed or Slow Global Warming?». National Science Foundation. Consultado el 23 October 2012.
Bibliografía
- Houze, R. A. Cloud Dynamics, Academic Press, 1993. ISBN 0123567711
- International Cloud Atlas/Atlas internacional de nubes; publicado por la World Meteorological Organization, Ginebra, Suiza. Publicación n.º 407
- Volumen I - Manual de observación de nubes y otros meteoros (1975,1993), ISBN 92-63-30407-6
- Volume II (plates) 1987, ISBN 92-63-12407-8
- Las nubes. Las maravillosas nubes. Instituto Nacional de Meteorología, Ministerio de Medio Ambiente, Madrid, 2007. ISBN 978-84-8320-390-3
- Larousse enciclopedia Quod, 2006. Editorial: Larousse, México
Enlaces externos
- Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Nubes.
- El Diccionario de la Real Academia Española tiene una definición para nube.
- Atlas de nubes de Houze.
- Imágenes del satélite Meteosat.
- Cubierta de nubes mundial — Astronoo