CURSO METEOROLOGÍA
Capítulo 3. Las nubes.
TEMAS
3.1. ¿Qué es una nube?
Una nube es un conjunto de finas partículas de agua en estado líquido o en estado sólido (cristales de hielo) que forman masas de espesor, color y formas variables.
Las gotas de agua que forman las nubes son esféricas y muy pequeñas (entre 0,004 y 0,1mm). Estas gotas se encuentran suspendidas en el aire y sometidas a corrientes ascendentes y otras fuerzas, de tal forma que se encuentran en constante movimiento dentro de la nube, chocando unas con otras y agrupándose entre ellas. Según las condiciones atmosféricas existentes, se puede producir un aumento de su espesor hasta el punto de que su peso supere las fuerzas ascendentes y caigan hacia la tierra en forma de lluvia o precipitación.
3.2. Mecanismos de formación
El principal método para lograr el proceso de condensación consiste en enfriar una masa húmeda de aire para conseguir su punto de rocío. Y este proceso es el que da lugar a la formación de nubes, pues el aire caliente que se encuentra en las capas bajas se enfría al ascender a cotas superiores. Al alcanzar la temperatura de punto de rocío ya no puede retener toda su humedad en forma de vapor, que se condensa rápidamente.
Las causas que provocan este enfriamiento son diversas:
Una corriente de aire puede ser forzada a ascender cuando encuentra una pronunciada elevación de terreno en su camino, ya sea una montaña o una cordillera. El flujo de aire es perturbado de tal manera que sube a la altura suficiente para sortear el obstáculo. Al elevarse se enfría y condensa, dando lugar al nacimiento de nubes, principalmente cúmulos y altocúmulos, que adoptan muchas veces la forma lenticular, es decir, como una lente gigantesca.
Además del efecto obstáculo que representa la montaña para la corriente de aire que ha de sortearla, también es una fuente de calor que contribuye a la ascensión del aire, pues la superficie bañada por el sol está más caliente que las capas atmosféricas que se hallan en la misma altitud, pero en el llano o la pradera. Una vez se ha iniciado el movimiento de subida, el flujo de aire que tropieza con la montaña se calienta y acelera su movimiento ascensional, dando lugar a la formación de grandes nubes, algunas veces de cumulonimbus o nubes de tormenta. Las nubes originadas de esta manera se designan como nubes orográficas.
Una corriente de aire también puede elevarse caundo dos masas de diferentes tipos de aire se encuentran, o sea, cuando una masa de aire caliente tropieza con una “montaña” de aire frío, formando lo que se denomina un frente, que es el límite que separa una región de aire caliente de una de aire frío.
Si esas dos masas se mueven a distintas velocidades, la más cálida se desliza sobre el frente, ascendiendo a niveles superiores. Por este procedimiento, algunas veces llegan a alcanzar cotas de miles de metros. A medida que el aire va elevándose hacia la cima del frente, se van formando distintos tipos de nubes, siendo más espesas cuanto más cerca están del suelo, dando lugar a lluvia o nieve en la parte más baja. Este sistema puede designarse como frontal o ciclónico.
Además el aire también puede elevarse por sí mismo al calentarse, dando lugar a las corrientes de convección. Este proceso es muy corriente en los días calurosos de verano, pues el aire cercano al suelo se calienta rápidamente a causa del calor desprendido por la tierra y el irradiado por el Sol, por lo que se vuelve más liviano que el que le rodea y asciende. Esto da lugar especialmente a cúmulos, pero cuando las corrientes de convección son fuertes o penetrantes, se forman los cumulonimbos o nubes de tormenta, tan característicos del verano.
En la práctica la nubosidad se aprecia sin ningún aparato, simplemente se agrupan todas las nubes que se observan en un determinado momento y se divide imaginariamente el cielo en dos partes: la cubierta y la libre de nubes. Para la apreciación de la nubosidad hay que tener en cuenta que las nubes más alejadas del observador se ven juntas ( a pesar de que pueden estar muy separadas), especialmente si las nubes son gruesas. Al observar la cantidad total de nubes hay que tener en cuenta que no se deben excluir ninguna de ellas, se han de contar también los velos transparentes que forman el cirrus.
Altura de las nubes: La altura a la que se encuentra la base de una nube es un parámetro muy importante ya que afecta a su temperatura y, en parte, a su composición fisica. La determinación de la altura debe realizarse mediante aparatos meteorológicos, como globo, los métodos goniométricos o el método del proyector.
Movimiento de las nubes: resulta muy interesante determinar la dirección de desplazamiento de las nubes ya que es un buen indicador de la dirección del viento en el nivel en el que se encuentran. En las nubes bajas la medida es relativamente sencilla ya que sus movimientos son más rápidos debido a su proximidad al observador. En general, para determinar el movimiento de las nubes, hay que fijarse en una en particular y observar su movimiento en relación a un sistema fijo, como puede ser una montaña, un arbol o un edificio. Entonces, y sin moverse, deben tomarse dos medidas de posición y, a partir de las mismas, determinar la dirección, el sentido y la velocidad de movimiento de la nube.Para las nubes altas, que se mueven a una velocidad aparente más reducida,deben esperase cinco o más minutos entre las dos medidas.
3.3. La nubosidad
La nubosidad es la extensión del cielo cubierta por nubes y se expresa en octavos de cielo cubierto u Octas, según se ve en la siguiente tabla:
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Símbolo |
Extensión cielo cubierto |
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0/8 |
Despejado |
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1/8 |
Poco nuboso |
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2/8 |
Poco nuboso |
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3/8 |
Poco nuboso |
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4/8 |
Nuboso |
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5/8 |
Nuboso |
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6/8 |
Muy nuboso |
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7/8 |
Muy nuboso |
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8/8 |
Cubierto |
3.4. Tipos de nubes
GALERIA DE FOTOS DE NUBES: VISITAR
Hay diversas formas de clasificar las nubes, a continuación exponemos las principales.
CLASIFICACIÓN DE HOWARDLas nubes se pueden clasificar, según estableció Luke Howard en 1803, y atendiendo a su aspecto en:
| Cirriforme | Forma de plumero de color blanco y aspectro fibroso. Son nubes altas y formados por cristales de hielo. Incluyen a los cirros, cirrostratos y cirrocúmulos. |
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| Estratiforme | Aparecen en forma de capas grises que cubren uniformemente el cielo. Su espesor es muy superior a su dimensión horizontal. Incluyen a los estratos, nimbostratos, altostratos y cirrostratos. |
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| Cumuliforme | Son nubes de evolución vertical, con la base plana y aspecto de algodón. De color blanco y aspecto denso. Incluyen a los cúmulos, estratocúmulos, cumulonimbos, altocúmulos y cirrocúmulos. |
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CLASIFICACIÓN POR ALTITUD
Atendiendo a su altura y la forma o estructura que presentan al observador, las nubes se clasifican según el siguiente cuadro:
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NUBES ALTAS |
| Cirros | Son nubes blancas, transparentes y sin sombras internas que presentan un aspecto de filamentos largos y delgados. Estos filamentos pueden presentar una distribución regular en forma de líneas paralelas, ya sean rectas o sinuosas. Ocasionalmente los filamentos tienen una forma embrollada. La apariencia general es como si el cielo hubiera sido cubierto a brochazos. Cuando los cirros invaden el cielo puede estimarse que en las próximas 24 h. habrá un cambio brusco del tiempo; con descenso de la temperatura. |
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| Cirrocúmulos | Forman una capa casi continua que presenta el aspecto de una superficie con arrugas finas y formas redondeadas como pequeños copos de algodón. Estas nubes son totalmente blancas y no presentan sombras. Cuando el cielo está cubierto de Cirrocúmulos suele decirse que esta aborregado. Los Cirrocúmulos frecuentemente aparecen junto a los Cirros y suelen indicar un cambio en el estado del tiempo en las próximas 12 h. Este tipo de nubes suele preceder a las tormentas. |
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| Cirrostratos | Tienen la apariencia de un velo, siendo difícil distinguir detalles de estructura, presentando ocasionalmente un estriado largo y ancho. Sus bordes tienen límites definidos y regulares. Este tipo de nubes suele producir un halo en el cielo alrededor del Sol o de la Luna. Los Cirrostratos suelen suceder a los Cirros y preludian la llegada de mal tiempo por tormentas o frentes cálidos. |
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NUBES MEDIAS |
| Altocúmulos | Presentan un aspecto de copos de tamaño mediano formando una estructura irregular, presentándose sombras entre los copos. Presentan ondulaciones o estrías anchas en su parte inferior. Los Altocúmulos suelen preceder al mal tiempo producido por lluvias o tormentas. |
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| Altostratos | Presentan zonas de nubes densas en una capa delgada de nubes, en la mayoría de los casos es posible determinar la posición del Sol a través de la capa de nubes. El aspecto que presentan los Altostratos es el de una capa uniforme de nubes con manchones irregulares. Los Altostratos generalmente presagian lluvia fina y pertinaz con descenso de la temperatura. |
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| Nimbostratos | Presentan un aspecto de una capa regular de color gris oscuro con diversos grados de opacidad. Con cierta frecuencia es posible observar un aspecto ligeramente estriado que corresponde a diversos grados de opacidad y variaciones del color gris. Son nubes típicas de lluvia de primavera y verano y de nieve durante el invierno. |
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NUBES BAJAS |
| Estratocúmulos | Presentan ondulaciones amplias parecidas a cilindros alargados, pudiendo presentarse como bancos de gran extensión. Estas nubes presentan zonas con diferentes intensidades de gris. Los Estratocúmulos rara vez aportan lluvia, salvo cuando se transforman en Nimbostratos. |
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| Estratos | Tienen la apariencia de un banco de neblina grisáceo sin que se pueda observar una estructura definida o regular. Presentan manchones de diferente grado de opacidad y variaciones de la coloración gris. Durante el otoño e invierno los Estratos pueden permanecer en el cielo durante todo el día dando un aspecto triste al cielo. Durante la primavera y principios del verano aparecen durante la madrugada dispersándose durante el día, lo que indica buen tiempo. |
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| Cumulonimbos | De gran tamaño y apariencia masiva con un desarrollo vertical muy marcado que da la impresión de farallones montañosos y cuya cúspide puede tener la forma de un hongo de grandes dimensiones; y que presenta una estructura lisa o ligeramente fibrosa donde se observan diferentes intensidades del color gris o cerúleo. Estas nubes pueden tener en su parte superior cristales de hielo de gran tamaño. Los Cumulonimbos son las nubes típicas de las tormentas intensas pudiendo llegar a producir granizo. |
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| Cúmulos | Presentan un gran tamaño con un aspecto masivo y de sombras muy marcadas cuando se encuentran entre el Sol y el observador. Presentan una base horizontal y en la parte superior protuberancias verticales de gran tamaño que se deforman continuamente, presentando un aspecto semejante a una coliflor de gran tamaño. Los Cúmulos corresponden al buen tiempo cuando hay poca humedad ambiental y poco movimiento vertical del aire. En el caso de existir una alta humedad y fuertes corrientes ascendentes, los Cúmulos pueden adquirir un gran tamaño llegando a originar tormentas y aguaceros intensos. |
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CLASIFICACIÓN DE LAS NUBES-CUADRO RESÚMEN
| Familia | Género | Símbolo | Altura del suelo a la base en metros | Espesor en metros | ||||
| Mínima | Media | Máxima | Mínima | Media | Máxima | |||
| Nubes altas | Cirros | Ci | 6.000 | 8.000 | 12.500 | 150 | 300 | 2.000 |
| Cirrocúmulos | Cc | 5.000 | 6.000 | 7.000 | 150 | 500 | 3.000 | |
| Cirrostratos | Cs | 3.500 | 6.000 | 12.000 | 150 | 500 | 3.000 | |
| Nubes medias | Altocúmulos de estacionamiento | Ac | 1.500 | 3.000 | 4.500 | 500 | 800 | 1.500 |
| Altocúmulos de inestabilidad | 1.500 | 3.500 | 5.000 | 500 | 1.500 | 3.000 | ||
| Altocúmulos borrascoso | 2.000 | 3.500 | 6.000 | 1.000 | 2.500 | 6.000 | ||
| Altostratos | As | 1.500 | 3.500 | 5.000 | 500 | 2.000 | 4.000 | |
| Nimbostratos | Ns | 300 | 800 | 2.000 | 1.000 | 3.000 | 5.000 | |
| Nubes bajas | Estratocúmulos | Sc | 500 | 1.500 | 2.500 | 200 | 600 | 2.000 |
| Estratos | St | suelo | 500 | 1.200 | 50 | Vr. 200 In. 400 | 800 | |
| Cúmulos | Cu | 400 | 1.200 | 2.000 | 150 | 1.600 | 500 | |
| Cumulonimbos | Cb | 300 | 1.000 | 3.500 | 5.000 | 7.000 | 12.000 | |
3.5. La niebla
Es otro de los fenómenos producidos por la condensación del vapor de agua atmosférico. En realidad, es una nube tan baja que toca el suelo. Tanto la niebla como la nube consisten, en esencia, como ya hemos detallado en el apartado correspondiente, en un conjunto de gotitas dispersas en el aire. Las diferencias existentes entre ambas formaciones son la altitud a la que cada una se origina, y que las nubes contienen cristalitos de hielo.
La niebla, pues, está constituida por gotitas de agua tan microscópicas que flotan en el aire, reduciendo la visivilidad tanto cuanto más juntas están, es decir, cuanto más espesa es la misma. La niebla se forma al enfriarse el aire que está en contacto con la tierra o el mar. Al igual que las nubes, el exceso de vapor se condensa en gotitas de agua gracias a los núcleos de condensación.
Existen dos maneras de que se enfríen esas masas de aire, lo cual origina dos tipos distintos de nieblas: la niebla por convección y la niebla por radiación.
En la niebla por convección, la masa de aire se traslada de una superficie caliente hacia otra más fría, con lo que su temperatura disminuye. Las nieblas marinas se forman, generalmente, por este procedimiento, y aparecen cuando una masa de aire caliente y húmeda se encuentra o cruza una corriente fría. El aire sufre, entonces, un brusco enfriamiento, alcanzando el punto de rocío, y el vapor de agua que contiene se condensa sobre los núcleos de condensacíon, partículas de sal en este caso. La niebla tropical, que es el tipo más corriente en alta mar, se origina por un enfriamiento progresivo del aire húmedo procedente de los trópicos, a medida que avanza hacia latitudes menos calurosas.
Por su parte, la niebla por radiación se forma sobre tierra firme, al enfriarse ésta por la noche, principalmente en las noches claras y serenas, al no haber nubes que actúen como capa aislante. Al perder la tierra parte de su calor por radiación, se enfría muy rápidamente, haciendo lo mismo las capas inferiores de aire que están en contacto con su superficie. De esta manera, si no sopla viento, la masa de aire enfriada queda “encerrada” o “atrapada”, pues el aire más cálido que se encuentra encima impide su ascensión. Si la masa de aire atrapada contiene vapor de agua suficiente, se origina la niebla.
Con la formación de la niebla se produce el fenómeno llamado inversión de la temperatura La temperatura de la atmósfera, en sus capas inferiores, disminuye con la altitud, pero cuando se enfría la superficie terrestre se produce una perturbación en la distribución de temperaturas. En este caso, la temperatura aumenta con la altura hasta un determinado punto, en que comienza a descender y sigue la escala normal. A cierta altura, pues, tiene lugar la inversión de la temperatura. Las nieblas siempre se forman por debajo del nivel de la inversión de la temperatura.
Un factor primordial para que se forme la niebla por radiación consiste en que el aire ha de estar estancado, prácticamente en calma, pues un poco de brisa o viento es suficiente para disipar el aire encerrado bajo la capa de inversión, haciendo que se mezcle con el más caliente de las zonas superiores.
En cuanto a la llamada niebla de montaña, casi siempre es una nube baja en contacto con montañas altas. En otros casos, este tipo de niebla se forma en las laderas de los montes que dan al mar, al enfriarse el aire más caliente procedente del mismo.