Al contrario de lo que se suele escuchar erróneamente, una nube no es vapor de agua ya que este es invisible. Una nube es un volumen de aire que se hace visible al contener una menor o mayor cantidad de minúsculas gotitas de agua o cristales de hielo, o una combinación de las dos. Estas gotitas de agua o cristales de hielo suelen tener un tamaño muy pequeño (el diámetro común es de 0,01 mm) y por lo tanto pueden flotar en el aire, formando un número de unas 1000 por centímetro cúbico.
Las nubes se forman bien por condensación (paso de vapor de agua a agua líquida) o por sublimación (directamente de vapor de agua a cristales de hielo), estas dos reacciones se producen sobre algunas partículas sólidas microscópicas en suspensión que se encuentran en la atmósfera que reciben el nombre de núcleos de condensación y de sublimación.
Los mecanismos que hacen que el aire suba son cuatro tipos: la convección, la orografía, las borrascas y los frentes.
Como ejemplo en este caso se puede tomar el de una cacerola en la que se calienta agua: el agua situada en el fondo en contacto con la llama se calienta ascendiendo y es reemplazada por la más fría superficial. Así, el aire caldeado en contacto con la superficie terrestre comienza a ascender enfriándose progresivamente según gana altura, condensando a menudo el vapor de agua. Estas térmicas son normalmente aprovechadas por las rapaces diurnas y por los practicantes del vuelo sin motor.
Una masa de aire en movimiento en el intento de salvar un obstáculo como una montaña se ve obligada a ascender originando el proceso de condensación o sublimación. Cuando esto sucede nos podemos encontrar con claros contrastes de tiempo entre la vertiente de barlovento, expuesta al viento, y la de sotavento, que se encuentra resguardada. Una variante de este efecto es el llamado efecto Foehn, tomando el nombre de un característico viento de los Alpes del norte.
En las borrascas el aire sigue una espiral en sentido antihorario en el hemisferio norte convergiendo hacia el interior. Como el aire no puede acumularse indefinidamente se ve obligado a ascender condensándose y formando bastante nubosidad provocando situaciones generalizadas de "mal tiempo". Al contrario, en los anticiclones el aire tiende a salir en sentido horario divergiendo y descendiendo haciéndose seco y relativamente cálido.
Los frentes los componen dos masas de aire con características de humedad y temperatura diferentes. Hay tres tipos de frentes: cálidos, fríos y ocluidos. En el frente cálido este por tener una masa de aire con mayor temperatura asciende por la suave rampa que forma el frente frío, formando nubes estratiformes y lluvias. En los frentes fríos la masa de aire origina normalmente nubosidad cumuliforme con chubascos fuertes y tormentas.
Actualmente se distinguen diez géneros principales de nubes: cirros, cúmulos, estratos, cirroestratos, cirrocúmulos, estratocúmulos, nimboestratos, cumulonimbus, altoestratos y altocúmulos. Por su altura las nubes pueden ser altas, medias, bajas y de desarrollo vertical.
Las altas se forman a un nivel medio de 6.000 m (cirros, cirrocúmulos y cirroestratos); son nubes medias los altocúmulos y los altoestratos, formados entre los 6.000 m y los 2.000 m; son nubes bajas los estratocúmulos, los estratos y los nimboestratos, que se forman a un nivel inferior a los 2.000 m; y son nubes de desarrollo vertical los cumulonimbus, que tienen su base desde los 500 m y cuya cima puede superar con mucho los 6.000 m.
Clasificación de las Nubes
El aspecto exterior de las nubes depende de la naturaleza, las dimensiones y la distribución de los cristales de hielo o de las gotitas de agua que las forman y de la luz que reciben. Con todo, es posible señalar un número concreto de formas características que pueden reunirse en diferentes grupos, admitiéndose también subdivisiones posteriores (especies y variedades). Actualmente se distinguen diez géneros principales de nubes: cirros, cúmulos, estratos, cirroestratos, cirrocúmulos, estratocúmulos, nimboestratos, cumulonimbus, altoestratos y altocúmulos. Por su altura las nubes pueden ser altas, medias bajas y de desarrollo vertical. Las primeras se forman a un nivel medio de 6.000 mts. (cirros, cirrocúmulos y cirroestratos); son nubes medias los altocúmulos y los altoestratos, formados entre los 6.000 mts. y los 2000 mts.; son nubes bajas los estratocúmulos, los estratos y los nimboestratos, que se forman a un nivel inferior a los 2.000 mts., y son nubes de desarrollo vertical los cumulonimbus, que tienen su base desde los 500 mts. y cuya cima puede superar con mucho los 6.000 mts. Cada nube de estos géneros pueden tener peculiaridades que permiten distinguir un total de quince especies, las cuales reciben nombres latinos que hacen referencia a una particularidad de la nube: fibratus indica una estructura fibrosa, castellanus señala la presencia de protuberancias, fractus se aplica a la existencia de discontinuidades, mediocris indica un grado escaso de desarrollo, stratiformis da cuenta de una estratificación, etc. Finalmente, cada especie puede presentarse en distintas variedades, que corresponden a su aspecto óptico: translucidus, opacus, etc.
Las gotitas de agua que componen las nubes medias y bajas tienen diámetros comprendidos entre diez micrones (estratos y estratocúmulos) y 50 micrones (cúmulos congestos), aunque se han registrado valores extremos de 2 y de 200 micrones. El número de gotas por centímetro cúbico varía desde 50 en ciertos cumulonimbus hasta 600 en algunos estratos. En consecuencia, el peso del agua en un metro cúbico de nube puede variar entre 0,3 y 5g. Los cristales de hielo que forman las nubes altas pueden alcanzar fácilmente algunas décimas de milímetro e incluso 3 ó 4 mm, pero el contenido de cristales de hielo por centímetro cúbico es mucho menor que el de gotas de agua. Una nube se mantiene gracias al equilibrio dinámico entre la formación de gotas en las regiones superiores y su desaparición en las inferiores. Este proceso se halla reforzado en ciertas nubes por la existencia de corrientes verticales interiores que elevan nuevamente hacia la cima las gotas de agua que han llegado a las regiones inferiores; con ello se impide su evaporación.
Clasificación de las nubes, adoptada por la Organización Meteorológica Mundial en 1891:
Cirro (Ci) - Elevado, de color blanco y estructura fibrosa. Constituido por cristales de hielo.
Cúmulo (Cu) - Denso, se eleva en forma de cúpula o torre a partir de una base horizontal de bajo nivel. Constituido por gotas de agua, que se pueden transformar en cristales de hielo a temperatura inferior a 0ºC.
Estrato (St) - De color gris, cuya base puede dar lugar a niebla, agujas de hielo o nieve granulada. Constituido por gotas de agua que se convierten en cristales de hielo cuando la temperatura es muy baja.
Cirroestrato (Cs) - Transparente, de aspecto fibroso o liso; forma el halo. Constituido principalmente por cristales de hielo.
Cirrocúmulo (Cc) - Blanco y transparente. Constituido por gránulos de cristales de hielo y gotas de agua subfundidas.
Estratocúmulo (Sc) - Gris o blanquecino, de estructura ondulada o aborregada. Constituido por gotas de agua.
Altocúmulo (Ac) - Blanco o gris. Constituido por elementos en forma de losa o guijarros y por gotas de agua.
Altoestrato (As) - Blanco o gris, de aspecto estriado de gran extensión horizontal. Constituido por gotas de agua y cristales de hielo. Es causa de lluvia o nieve.
Nimboestrato (Ns) - Gris; provoca la caída de lluvia o nieve, lo que enturbia el aspecto de la nube. Constituido por gotas de agua y de lluvia, copos y cristales de nieve.
Cumulunimbo (Cb) - Denso, de gran extensión vertical en forma de montaña; suele presentarse aislado o varios en filas formando una muralla. Constituido por gotas de agua y en la zona superior por cristales de hielo.
Estratiformes (nubes estratificadas): blanquinosas y ocupan grandes extensiones. Pueden ocasionar mucha precipitación en forma de lluvia o nieve.
Cumuliformes (nubes globulosas): Son como burbujas de aire calentado ascendiendo por menor densidad que el aire circundante. Provoca precipitaciones sobre áreas pequeñas.
Alta (6-12 Km): Cirros: nube delicada, arrizada formando rayas o líneas en el cielo. No impide el paso de la luz solar o lunar. Se mueven a gran velocidad, aunque para un observador en tierra parece todo lo contrario. Cirrostratos: formada por cristales de hielo. (Produce un halo alrededor de la luna o el sol). Cirrocúmulos: cuando la capa nubosa aparece como una formación de piezas globulares.
Media (2-6 Km): Altostratos: capa blanquecina suavemente distribuída, apariencia grisosa y base alisada. El sol aparece como una mancha brillante en la nube. Se asocian con la proximidad de mal tiempo. Altocúmulos: capa de masas nubosas individuales muy próximas una de otra siguiendo un patrón geométrico. De color blanquecino, algo gris en la periferia y entre nube y nube se puede observar el azul del cielo. Se asocian con buenas condiciones climáticas.
Baja (0-2 Km): Estratos: nube densa, baja, gris oscura. Si produce lluvia o nieve se la denomina nimbostratos. Estratocúmulos: nubes bajas, formada por masas individuales entre las cuales aparece el cielo. Forman los "caminos de las nubes", orientadas en ángulo recto a la dirección del viento y movimiento de las nubes. Asociadas con buen tiempo o mejoría pero pueden ocasionar alguna precipitación.
Las nubes con mucho desarrollo vertical se ubican a alturas mayores o iguales a su dimensión horizontal. El cúmulo es una masa nubosa blanca. Los más pequeños se asocian con buen tiempo.
Los grandes se ven con una base plana y superficie muy abultada. Tienen un blanco puro por el lado iluminado por el sol, pero en los laterales y base son de gris oscuro.
Bajo ciertas condiciones, éstas masas individuales crecen desmesuradamente formando los cumulonimbos, que es la nube típica de tormenta que originan muchas lluvias, fuertes vientos y grandes descargas eléctricas.
Los cumulonimbos pueden ir desde los 500 mts en la base hasta los 9 ó 12 Km. en la cima. Desde lejos se ven de un color blanco luminoso, pero vistas desde abajo oscurecen el cielo como si fuese a anochecer.
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| Por su altura y forma (géneros) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Altura | Género | Cód. | Símbolo | Descripción | Aspecto |
| Alta | Cirrus | Ci |  | Nubes separadas en forma de filamentos blancos y delicados o de bancos de formas estrechas, blancos o en su mayor parte. Estas nubes tienen un aspecto fibroso (de cabellos) o un brillo sedoso, o ambas cosas. |  |
| Cirrostratus | Cs |  | Velo nuboso transparente y blanquecino, de aspecto fibroso (de cabellos) o liso, que cubre total o parcialmente el cielo, dando lugar por lo general a fenómenos de halo. |  | |
| Cirrocumulus | Cc |  | Banco, manto o capa delgada de nubes blancas, sin sombras propias, compuesta por elementos muy pequeños en forma de gránulos, de ondas, etc., soldados o no, y dispuestos más o menos regularmente; la mayoría de los elementos tienen una anchura aparente inferior a un grado. |  | |
| Media | Altocumulus | Ac |  | Banco, manto o capa de nubes blancas o grises, o a la vez blancas y grises que tienen generalmente sombras propias, compuestos por laminillas, guijarros, rodillos, etc., de aspecto a veces parcialmente fibroso o difuso, soldados o no; la mayor parte de elementos pequeños dispuestos con regularidad tienen generalmente una anchura aparente comprendida entre uno y cinco grados. |  |
| Altostratus | As |  | Manto o capa nubosa grisácea o azulada, de aspecto estriado, fibroso o uniforme, que cubre total o parcialmente el cielo, presentando partes suficientemente delgadas para dejar ver el Sol al menos vagamente, como a través de un vidrio deslustrado. Este género no presenta fenómenos de halo. |  | |
| Nimbostratus | Ns |  | Capa nubosa gris, frecuentemente sombría, cuyo aspecto resulta borroso por las precipitaciones más o menos continuas de lluvia o nieve que, en la mayoría de los casos, alcanzan el suelo. El espesor de esta capa es en todas sus partes suficiente para para ocultar completamente el Sol. Por debajo de la capa, existen frecuentemente nubes bajas desgarradas, soldadas o no con ella. |  | |
| Baja | Stratocumulus | Sc |  | Banco, manto o capa de nubes grises o blanquecinas, que tienen casi siempre partes oscuras, compuestos por losas, guijarros, rodillos, etc., de aspecto no fibroso, excepto cuando en su parte inferior se forman regeros de precipitaciones verticales u oblicuas (virga) que no alcanzan el suelo. La mayor parte de los elementos pequeños dispuestos con regularidad tienen una anchura aparente superior a cinco grados. |  |
| Stratus | St |  | Capa nubosa generalmente gris, con base bastante uniforme, que puede dar lugar a llovizna, prismas de hielo o granizo blanco. Cuando el Sol es visible a través de la capa, su contorno es claramente discernible. Este género no da lugar a fenómenos de halo, salvo eventualmente a muy bajas temperaturas. A veces se presenta en forma de bancos desgarrados. |  | |
| Cumulus | Cu |  | Nubes separadas, generalmente densas y con contornos bien delimitados, que se desarrollan verticalmente en forma de redondeces, de cúpulas o de torres, cuya región superior protuberosa parece frecuentemente una coliflor. Las partes de estas nubes iluminadas por el Sol son amenudo de un blanco brillante; su base, relativamente oscura, es sensiblemente horizontal. Están a veces desgarradas. |  | |
| Cumulonimbus | Cb |  | Nube densa y potente, con un dimensión vertical considerable, en forma de montaña o de enormes torres. Una parte al menos de su región superior es generalmente lisa, fibrosa o estriada, y casi siempre aplastada; esta parte se extiende frecuentemente en forma de yunque o de amplio penacho. Por debajo de la base de esta nube, a menudo muy sombría, existen frecuentemente nubes bajas desgarradas, soldadas o no con ella, y precipitaciones, a veces en forma de regeros verticales u oblicuos (virgas) que no alcanzan el suelo. |  | |
En el siguiente cuadro se recoge de forma más detallada todos los tipos de nubes adoptados por la Organización Mundial de Meteorología, con géneros, especies, variedades, particularidades y nubes de origen.
| Género | Especies | Variedades | Particularidades | Nubes origen |
|---|---|---|---|---|
| Cirrus | fibratus, uncinus, spissatus, castellanus, floccus | intortus, radiatus, vertebratus, duplicatus | mamma | Cirrocumulus, Altocumulus, Cumulonimbus |
| Cirrocumulus | stratiformis, lenticularis, castellanus, floccus | undulatus, lacunosus | virga, mamma | — |
| Cirrostratus | fibratus, nebulosus | duplicatus, undulatus | — | Cirrocumulus, Cumulonimbus |
| Altocumulus | stratiformis, lenticularis, castellanus, floccus | translucidus, perlucidus, opacus, duplicatus, undulatus, radiatus, lacunosus | virga, mamma | Cumulus, Cumulonimbus |
| Altostratus | — | translucidus, opacus, duplicatus, undulatus, radiatus | virga, praecipitatio, pannus, mamma | Altocumulus, Cumulonimbus |
| Nimbostratus | — | — | praecipitatio, virga, pannus | Cumulus, Cumulonimbus |
| Stratocumulus | stratiformis, lenticularis, castellanus | translucidus, perlucidus, opacus, duplicatus, undulatus, radiatus, lacunosus | mamma, virga, praecipitatio | Altostratus, Nimbostratus, Cumulus, Cumulonimbus |
| Stratus | nebulosus, fractus | opacus, translucidus, undulatus | praecipitatio | Nimbostratus, Cumulus, Cumulonimbus |
| Cumulus | humilis, mediocris, congestus, fractus | radiatus | pileus, velum, virga, praecipitatio, arcus, pannus, tuba | Altocumulus, Stratocumulus |
| Cumulonimbus | calvus, capillatus | — | praecipitatio, virga, pannus, incus, mamma, pileus, velum, arcus, tuba | Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus, Stratocumulus, Cumulus |