Resumen sobre el atlas mundial de nubes

Resumen sobre el atlas mundial de nubes

Introducción

Una de las actividades que puede hacer cualquier ser humano en un día cualquiera es observar la atmósfera y recrearse en las maravillas que la adornan. Uno de los elementos que se pueden analizar a simple vista, sin instrumentos y desde el suelo, son las nubes. Esta tarea tan simple, e importante, se viene haciendo desde tiempos ancestrales para diversos fines.

Una nube es la materialización física y visual del vapor de agua atmosférico que, al cambiar de fase (líquida o sólida) y agruparse, forma estructuras que cubren total o parcialmente el cielo. La |preferentemente blancas, otras veces son grisáceas e, incluso, negras ante la vista. Los rayos del sol al amanecer y atardecer adornan a las nubes de variados colores característicos. Una nube se puede definir como “una porción de aire enturbiada por el vapor de agua condensado en forma de gotitas líquidas, pequeñas, numerosas, en cristalitos de hielo o en esferitas congeladas o por mezcla de ambos elementos”. Esta definición ha sido extraída del “Manual del Observador de Meteorología” del Instituto Nacional de Meteorología, INM.

LA NUBE COMO UN ESLABÓN DEL CICLO DEL AGUA

Las nubes son un eslabón del ciclo natural del agua en la tierra, que es generado y movido por el ingente calor del sol, nuestra máquina del tiempo atmosférico. Todo empieza cuando el agua de los mares, océanos, lagos, ríos, etc., y de la vegetación se evapora y se incorpora a la atmósfera, El agua pasa al aire, principalmente, en forma de vapor. El vapor de agua es uno de los componentes del aire que, aun estando en pequeñas proporciones y limitado en las capas bajas de la atmósfera (troposfera), juega un papel importantísimo en ella y mantiene la vida en la tierra. El vapor de agua es invisible a nuestros ojos. Su cantidad variable puede ser medida directa o indirectamente por instrumentos meteorológicos (higrómetros e hidrógrafos entre otros), Cuando la concentración de vapor de agua llega a unos límites determinados, entonces se puede condensar en forma de gotitas líquidas (condensación), o pasar directamente a cristalitos de hielo (sublimación), o las propias gotitas de agua formar cristales por congelación.

Estos procesos físicos de cambios de fase, donde el vapor de agua se transforma en gotitas de agua o cristales de hielo, suponen una odisea gigantesca ya que se deben vencer fuerzas y tensiones que se oponen o resisten a ello, a continuación se presenta una imagen donde se puede apreciar a forma en que este proceso se lleva acabo.

MECANISMOS DE ASCENSOS DE MASAS DE AIRE

Como ya se ha dicho, el vapor de agua que puede contener el aire en su seno, y en particular en la troposfera, depende de su temperatura, en primer grado, y de la presión. El aire de las zonas cálidas tropicales y ecuatoriales admite mayor cantidad de vapor de agua que el de las zonas polares. En otras palabras, el aire cálido puede contener más vapor de agua que el frío, A partir de entonces, cualquier cantidad adicional de vapor de agua forma gotitas o cristalitos de hielo, ya que el aire no puede contener más vapor en su seno. Por otra parte, vimos anteriormente que los núcleos de condensación y sublimación eran capaces de favorecer la condensación del vapor de agua y generar minúsculas gotitas y cristalitos de hielo, En determinadas ocasiones, preferentemente invernales y en zonas marítimas, una masa de aire no saturada se enfría al encontrarse sobre una superficie más fresca. Este enfriamiento le puede llevar a la saturación, pudiéndose generar nieblas, escarchas y rocío, dependiendo de la temperatura ambiental. El enfriamiento continuado de la masa de aire saturada provoca que el vapor sobrante se elimine en forma de gotitas líquidas o sólidas en el aire o en las superficies circundantes. Por lo tanto, un enfriamiento local en capas bajas puede producir nubes. Otra forma de generar nubes se da normalmente en niveles bajos, cuando una parte de la atmósfera, que no está saturada, alcanza un estado de saturación o cercano a él a causa de algún mecanismo de ascenso.

Cuando una masa o capa de aire se eleva, se encuentra cada vez con presiones más bajas (siempre la presión y la temperatura, en general, decrecen en la troposfera con la altura cuando nos elevamos). En estas condiciones la masa, capa o “burbuja” de aire que asciende se enfría y se expande sin variar significativamente su contenido de vapor de agua. A un determinado nivel de ascenso, el estado de la burbuja es tal que el vapor de agua que contiene alcanza la saturación. En su continuo ascenso el vapor en exceso forma gotitas líquidas o cristalitos de hielo, según la temperatura reinante. En estas condiciones se comienza a formar la nube. El nivel a partir de cual se forma una nube al ascender una burbuja o capa de aire es el nivel de condensación por ascenso. La presencia de núcleos de condensación y sublimación facilita el cambio de fase de vapor a líquido y sólido, respectivamente, incluso antes de que la burbuja ascendente llegue a saturarse. Normalmente, y dependiendo de dichos núcleos, el paso se efectúa en un rango muy variable de temperaturas negativas, digamos entre –5 y - 15 ºC. Lo que sí es cierto es que a temperaturas del orden de –30 a –40ºC, toda la nube está formada por cristalitos de hielo.

Algunos mecanismos atmosféricos capaces de elevar a capas o burbujas de aire en la baja atmósfera. Los mecanismos de ascenso que fuerzan a elevar masas de aire son de diversos tipos. Sólo señalaremos los más importantes y fundamentales, a saber:

Frentes. En la baja atmósfera y en nuestras latitudes es muy común encontrarnos con sistemas de bajas y altas presiones que se desplazan de oeste a este. Si nos centramos en los sistemas de bajas presiones móviles, sabemos que estas perturbaciones llevan asociadas diversos tipos de frentes o zonas de discontinuidad que separan masas de aire de características distintas. Son los frentes.

Orografía. La orografía, en sí misma, no genera nubosidad pero representa un obstáculo para el movimiento de las masas de aire. Efectivamente, cuando una barrera natural, obliga al aire a ascender y enfriarse frecuentemente el resultado es la formación de nubosidad de carácter orográfico en la zona donde incide el flujo aéreo, a barlovento de la cadena montañosa. Cuando las condiciones de estabilidad reinantes son muy significativas, se pueden generar oscilaciones al nivel del pico de las montañas y formar ondas y estructuras nubosas a sotavento y sobre la misma cresta,. En cualquier caso, las montañas pueden generar nubosidad de carácter orográfico al forzar ascensos en las masas de aire incidentes, tanto a sotavento como a barlovento.

Convección. La convección es un fenómeno que se da en los fluidos por el cual se desarrollan corrientes ascendentes y descendentes de los fluidos como consecuencia de la diferencia de densidades entre ellos atribuibles, generalmente, a su distinta temperatura. Circunscribiéndonos al aire, el origen de la convección, y de los movimientos convectivos, se debe al calentamiento solar diferencial que se genera en la superficie de la tierra. Los rayos del sol no calientan al aire, es la superficie de la Tierra la que absorbe la mayor parte de los rayos solares, elevando su temperatura y, a la vez, la del aire en contacto con ella.

En la atmósfera ocurre otro fenómeno muy significativo: el aire húmedo, esto es, el aire con vapor de agua es menos pesado que el aire más seco, por lo tanto, las masas de aire ricas en vapor de agua serán más propensas a ascender que las más secas. Si el aire en capas bajas es calentado o se carga de vapor de agua, tenderá a ascender con más facilidad que otro más fresco y seco. Las laderas de montañas orientadas convenientemente al sol o las zonas terrestres cercanas a la costa se calientan relativamente más que las zonas llanas circundantes y las zonas marinas.

Los anteriores conceptos nos llevan a otro más general, la convergencia del viento. Si nos centramos en las capas bajas, vemos de inmediato por qué es importante este factor (de hecho está implícitamente contemplado en los sistemas nubosos frontales, orográficos, etc). Cuando sopla viento y se ve impedido en su movimiento por un obstáculo de ciertas dimensiones, la masa de aire tratará de ascender sobre él. El fluido aéreo irá reduciendo la velocidad a medida que se acerca a la barrera. El resultado es el represamiento y convergencia de dicha masa de aire que, a su vez, forzará a ascender al aire que fluye. La convergencia será compensada por el ascenso vertical.

Si el obstáculo es otra masa de aire que se desplaza en sentido opuesto a la primera, tendremos también una convergencia de masas de aire. El mismo proceso ocurre, básicamente, si el obstáculo es otra masa de aire estática (o incluso que se mueve más lentamente que el incidente) y fría, que se opone al desplazamiento de la primera. La convergencia se produce entre ambas masas de aire por el movimiento diferencial y, por tanto, da lugar a la acumulación de aire: hay más aire que llega que el que sale.

Pero cualquier ascenso en la baja troposfera no garantiza la formación de nubes. Es necesario que exista la humedad suficiente y partículas higroscópicas capaces de saturar, condensar y hacer crecer a los constituyentes de la nube. En otras palabras, y por poner un ejemplo, ascensos de masas de aire muy seco no tienden a generar nubes. Eso sí, una vez formadas, las nubes son transportadas

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