Douglas Wesley, meteorólogo senior del Programa Cooperativo de Meteorología Operativa, Educación y Capacitación (COMET) de la Corporación Universitaria de Investigación Atmosférica, explica:
Imagen: RON HOLLE, Catálogo de nubes de la Universidad de Illinois
NUBES FLOTANTES.Las partículas de agua y hielo en las nubes que vemos son simplemente demasiado pequeñas para sentir los efectos de la gravedad. Como resultado, las nubes parecen flotar en el aire.
Las nubes se componen principalmente de pequeñas gotas de agua y, si hace bastante frío, cristales de hielo. La gran mayoría de las nubes que ves contienen gotitas y/o cristales que son demasiado pequeños para tener una velocidad de caída apreciable. Así que las partículas continúan flotando con el aire circundante. Para una analogía más cercana al suelo, piense en pequeñas partículas de polvo que, cuando se ven contra un haz de luz solar, parecen flotar en el aire.
De hecho, la distancia desde el centro de una gota de agua típica hasta su borde, su radio, varía de unas pocas micras (milésimas de milímetro) a unas pocas decenas de micras (los cristales de hielo a menudo son un poco más grandes). Y la velocidad con la que cae cualquier objeto está relacionada con su masa y superficie, por lo que una pluma cae más lentamente que un guijarro del mismo peso. Para partículas que son aproximadamente esféricas, la masa es proporcional al radio cúbico (r3); el área de superficie orientada hacia abajo de dicha partícula es proporcional al radio cuadrado (r2). Por lo tanto, a medida que crece una pequeña gota de agua, su masa se vuelve más importante que su forma y la gota cae más rápido. Incluso una gotita grande con un radio de 100 micras tiene una velocidad de caída de solo unos 27 centímetros por segundo (cm/s). Y debido a que los cristales de hielo tienen formas más irregulares, sus velocidades de caída son relativamente más pequeñas.
Los movimientos verticales hacia arriba, o corrientes ascendentes, en la atmósfera también contribuyen a la apariencia flotante de las nubes al compensar las pequeñas velocidades de caída de sus partículas constituyentes. Las nubes generalmente se forman, sobreviven y crecen en el aire que se mueve hacia arriba. El aire ascendente se expande a medida que disminuye la presión sobre él, y esa expansión en aire más delgado y de gran altitud causa enfriamiento. El enfriamiento suficiente hace que el vapor de agua se condense, lo que contribuye a la supervivencia y el crecimiento de las nubes. Las nubes estratiformes (las que producen lluvia constante) se forman típicamente en un entorno con un movimiento ascendente generalizado pero débil (digamos, unos pocos cm/s); las nubes convectivas (las que causan lluvias y tormentas eléctricas) se asocian con corrientes ascendentes que exceden unos pocos metros por segundo. En ambos casos, sin embargo, el ascenso atmosférico es suficiente para negar las pequeñas velocidades de caída de partículas de nubes.
Otra forma de ilustrar la ligereza relativa de las nubes es comparar la masa total de una nube con la masa del aire en el que reside. Considere una pequeña nube hipotética pero típica a una altitud de 10,000 pies, que comprende un kilómetro cúbico y tiene un contenido de agua líquida de 1.0 gramos por metro cúbico. La masa total de las partículas de la nube es de aproximadamente 1 millón de kilogramos, lo que equivale aproximadamente al peso de 500 automóviles. Pero la masa total del aire en ese mismo kilómetro cúbico es de aproximadamente 1 mil millones de kilogramos 1 ¡1,000 veces más pesada que el líquido!
Por lo tanto, a pesar de que las nubes típicas contienen mucha agua, esta agua se extiende por millas en forma de pequeñas gotas de agua o cristales, que son tan pequeños que el efecto de la gravedad en ellos es insignificante. Por lo tanto, desde nuestra posición privilegiada en el suelo, las nubes parecen flotar en el cielo.
Respuesta publicada originalmente el 31 de mayo de 1999
