¿Cómo se forman y clasifican las nubes?

Hasta hace apenas unos cuantos meses, nació en mí una gran fascinación por las nubes. No recuerdo de dónde vino la curiosidad para empezar a observarlas, pero quede sumamente sorprendido, no solo por las nubes en sí, si no por todo el espectáculo del que me perdía solo por no alzar la vista al cielo. Es por eso que quiero dedicar esta y varias entradas más a esos seres esponjosos que flotan en el cielo. Mi objetivo es que al final terminen igual que yo: enamorados de los cielos nublados.

En esta entrada vamos a hablar de lo básico de nubes. Es decir, cómo se forman, cómo se clasifican, y otras curiosidades. En las entradas futuras hablaremos de nubes más exóticas y raras de ver. Veremos nubes que brillan en la noche, nubes con formas de platillos voladores, o nubes con forma de rollo gigante. En mi opinión, muchas de esas nubes solo podrían ser concebidas en un sueño, van a ver.

Bueno, empecemos con lo básico.

¿Cómo se forman las nubes?

Primero necesitamos saber que, contra la creencia popular, las nubes no están hechas de vapor de agua. ¡No! Las nubes en realidad están formadas por miles de millones de gotitas liquidas (o bien, miles de millones de cristales de hielo). Se mantienen en el aire gracias a que tienen tamaños de apenas unos pocos micrómetros. Claro que en el interior de las nubes hay bastante vapor de agua, pero lo que ustedes ven cuando ven una nube son las gotitas, no el vapor.

Así que la clave para entender cómo se forman las nubes, es entender cómo se forman las pequeñas gotitas, y en realidad esto es muy sencillo. Simplemente necesitamos que el aire contenga suficiente vapor de agua, que la temperatura sea lo suficientemente baja para que el vapor se condense en gotitas y que existan pequeñas partículas de polvo para condensar sobre ellas. A estas partículas de polvo se les llama “núcleos de condensación de nube” y son completamente necesarias pues el agua no puede condensar de vapor a agua por si sola sin ayuda. De hecho el roció en el pasto, o el vapor en los cristales del auto, son gotas que condensaron gracias al ayuda que ofrece su superficie.

El resto se explica solo. Para tener temperaturas bajas para la condensación es necesario irnos a las alturas. Basta con mirar las montañas con picos nevados para comprobarlo. Esto ocurre gracias a que la presión también disminuye con la altura (entre más subimos, hay menos aire sobre nuestras cabezas). Si hay menos presión, los gases se expanden, y eso hace que su temperatura disminuya.

Y así es como se forman las nubes, pero hay un detalle más. El vapor de agua por sí solo no es lo suficientemente ligero para llegar a las grandes alturas necesarias para su condensación. Necesita un pequeño empujón que lo levante, que puede venir de muchas formas. Por ejemplo, corrientes de aire ascendente, frentes fríos, frentes cálidos, viento desviado por una montaña, o inclusive cosas más extremas, como la erupción de un volcán o una bomba atómica (aunque en estos ejemplos extremos el proceso de formación es un poco distinto).

En fin, ya que tenemos nuestra nube, está puede empezar a crecer. Las pequeñas moléculas de agua en el interior tienden a juntarse entre sí, hasta que adquieren suficiente peso para vencer las corrientes de aire que las sostienen. Es entonces cuando empieza a llover. Si las corrientes que sostienen a las gotitas, son lo suficientemente fuertes, se pueden formar nubes suficientemente grandes para crear una tormenta. Todo esto se los cuento platicadito, pero hay mucha física detrás de eso.

¿Por qué las nubes son blancas?

La respuesta es muy interesante. Nuevamente, todo es gracias a que las nubes están formadas por muchísimas gotitas de agua. A pesar de todas las gotitas son transparentes, la luz que entra en ellas es refractada (es decir la luz se dobla, como cuando sumergen un lápiz en agua). La luz se refracta tantas veces, que al final tenemos todos los colores “rebotando” dentro de la nube, y resulta que el blanco es la mezcla de todos los colores. Y esto no solo es cierto para las nubes, muchos otros objetos blancos hacen lo mismo, por ejemplo, la sal, o el talco.

Esto hace que las nubes sean capaces de reflejar entre el 70 y 95% de la luz visible que les llega. Por esa razón las nubes siempre serán blancas si las miran desde arriba, y tomarán colores grises y oscuros si las ven desde abajo.  Es decir, la próxima vez que vean enorme e intimidante tormenta negra, recuerden que se ve blanca e inofensiva como el algodón desde el espacio.

¿Cómo se clasifican las nubes?

El sistema de clasificación usado actualmente fue propuesto por Luke Howard en 1802, que dividió a las nubes en 3 categorías principales: Cúmulus, Stratos y Cirrus. Hubo otras propuestas para clasificar a las nubes, pero esta fue el que tuvo mayor aceptación. Tanto así, que el escritor alemán Johann Wolfgang von Goethe escribió 4 poemas sobre las nubes, dedicándoselos a Howard.

Cada familia tiene a su vez muchas subdivisiones, pero no entraremos en mucho detalle sobre ellas.

Cumulus

Si alguien les pidiera dibujar una nube, es casi seguro que dibujarían una Cumulus. En latín, Cumulus significa “montón” o “pila”.  Estas nubes se caracterizan por tener orillas bien definidas, y dan la impresión de ser suaves y estar hechas de algodón. Estas nubes suelen encontrarse en altitudes bajas, a no más de 2000 m.

Estas nubes, suelen tener un desarrollo vertical muy notable. Pueden tener su base a unos 2 km de la tierra y la cima hasta 15 o 20 km. Estas nubes gigantescas reciben el nombre de cumulonimbus (nimbus es una 4ta clasificación, para distinguir las nubes que pueden producir lluvia) y es en ellas donde se producen las tormentas eléctricas.

Cumulus

Cumulonimbus

Stratus

Cuando piensan en un “día nublado” por lo general piensan en nubes stratus. Del latín, stratus significa “extendida” o “ensanchada”. Como su nombre lo indica, son nubes sin forma, que por lo general están a baja altitud (no más de 2400 m). Suelen tener colores grises y oscuros. Las nubes que forman la niebla, son nubes stratus.

Stratus en el bosque

Cirrus

En lo personal estas son mis favoritas. Cirrus significa en latín “hebrea de cabello”. Se caracterizan por ser formadas a grandes altitudes, por lo menos a 5 km de tierra, pero por lo general viven entre los 8 y 12 km. A esas alturas, las nubes están formadas por delgadas capas de hielo.

Cirrus

Cirrus

Estas nubes tienen muchas curiosidades, por ejemplo, los cristales de hielo que forman estas nubes, pueden tener distintas formas y tamaños, dependiendo de la temperatura del aire, la presión atmosférica y la saturación de hielo. También sirven para predecir el clima pues la presencia de un gran número de nubes cirrus, indica que se acerca un frente.

Las nubes cirrus, cubren el 25% de la Tierra. Cuando son delgadas y traslucidas, provocan un poco de efecto invernadero, pues pueden evitar que escape a hasta 50% de la radiación de la Tierra. Algunos científicos creen que estas nubes podrían tener algo de responsabilidad en el calentamiento global, pero no es nada claro.

Cuando la luz visible interactúa con los cristales de hielo de estas nubes, se pueden producir sorprendentes efectos ópticos como los “halos”, “glorias” o “sun dogs”

Halo en la Luna

Las “glorias” solo aparecen en la sombra del observador

Sun dogs

Evidentemente hay combinaciones entre estas 4 familias. Hay cirrostratos, stratocumulus, cirrocumulus, nimbostratus, etc, etc.

Aaah se me olvidaba, quizá se estén preguntando, si las cumulus y stratus viven en bajas altitudes, y las cirrus a grandes altitudes, ¿Qué hay en medio? Bueno, a esas nubes se les agrega un “alto”. Entonces también hay altocumulus y altostratus.

¡Fuf! Cuantas cosas, quizá debí partir este tema en partes. Para terminar, los dejo con unas cuantas imágenes más. Como ya sabemos cómo se clasifican las familias principales, no nos costará trabajo entender el por qué tienen el nombre que tienen.

Altocumulus en Mumbai

Cirrostratus

Altostratus en Hong Kong

Stratocumulus

Y eso es todo por hoy. Espero que la próxima vez que volteen al cielo y vean una nube, puedan ver más de lo que antes veían.

Otras entradas de nubes:

Nubes Lenticulares 

Nubes Morning Glory

Nubes Noctilucentes

¡Arcoíris de Fuego!

 Efecto corona y el fuego de San Telmo

Cumulonimbus: El Rey de las nubes

P.D Esta entrada participa en la edición XXXII del Carnaval de la Física, que este mes se celebra en Ciencia

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Todas las imágenes fueron tomadas de Wikipedia

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5 comentarios el “¿Cómo se forman y clasifican las nubes?

  1. Wow, está muy padre! No sabía que las cirrus eran de hielo, creía que todas las nubes eran de gotitas líquidas. Por cierto, muy buenas las imágenes.

  2. Pingback: Nubes Lenticulares | Imperio de la Ciencia

  3. Wow me encanto! tengo muchisimas preguntas, en lo personal me fascinan las nubes, los rayos, la nieve, y todo eso en general, pero no eh podido encontrar alguien que le guste de igual manera que a mi en mi circulo social , me encantaria poder estar en contacto y intercambiar información,videos y experiencias. Ya me eh leido casi todo de esta pagina hahaha y espero saber mas…

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