Cómo se forman las nubes (muy superficial)
Cómo y por qué se forman las nubes
Qué condiciones se deben cumplir para que se forme una nube
Primera cuestión, debe haber aire húmedo
(vapor de agua suficiente)
Toda nube está hecha de gotitas microscópicas
de agua, o cristales de hielo que, para que se formen, el aire debe contener vapor de agua, y en cantidad suficiente para que pueda condensarse.
Normalmente una humedad relativa ≥ 60–70% favorece la formación, pero con eso no alcanza.
Segundo, también debe haber
enfriamiento del aire (por ascenso)
Un paso crítico es
que el aire se enfríe hasta su punto de rocío. ¿Cómo se enfría? Casi siempre por ascenso adiabático (sin intercambio de calor)[1].
Cuando el aire sube, la presión disminuye, el aire se expande y al expandirse se enfría. Este enfriamiento ocurre a una tasa fija, 9,8°C/km
si el aire está seco, o 6°C/km si ya está saturado. Sin este enfriamiento no
hay nube.
Tercero, punto
de saturación o punto de rocío
A medida que el
aire se enfría, su capacidad de retener vapor disminuye. Cuando la temperatura del aire es igual al
punto de rocío el aire se vuelve saturado y en ese momento, el vapor tiene que condensar.
Cuarto, núcleos
de condensación (partículas en suspensión)
El vapor de agua no se condensa solo. Necesita “superficies” para adherirse. Ejemplos de
núcleos de adhesión son, polvo, polen, sales marinas, cenizas, partículas
industriales, iones atmosféricos. Si no existen estos núcleos, aunque el aire
esté saturado, no se forma la nube (o solo se forma bajo supersaturación muy alta).
EN RESUMEN: las 4
condiciones para que se formen las nubes son
1.
Vapor de agua suficiente
2.
Enfriamiento del aire hasta el
punto de rocío
3.
Saturación (punto de rocío
alcanzado)
4.
Núcleos microscópicos de
condensación
¿Cuáles son los mecanismos que
generan el “ascenso del aire”?
Convección, el aire caliente sube y se forman nubes
cumuliformes. Otro mecanismo es el forzamiento orográfico. En esta forma de
ascenso el aire choca con una montaña y asciende lo que forma nubes lenticulares, u orográficas. Un tercer tipo de
ascenso del aire son los frentes meteorológicos, como en el caso de un frente
frío en el que el aire frío empuja al aire cálido hacia arriba, en tanto que en
un frente cálido el aire cálido asciende sobre el aire frío. Finalmente, una
cuarta forma de ascenso del aire para que se produzca el enfriamiento es la convergencia
de vientos. Por ejemplo, en zonas donde los vientos se juntan pueden obligar al
aire a subir.
El aire tiene vapor de agua
Siempre hay vapor en
la atmósfera, proveniente de evaporación de mares y ríos, transpiración de
plantas, o humedad del suelo. Pero este vapor es invisible, para que aparezca una nube, ese vapor debe transformarse en
gotas o cristales. El aire debe enfriarse. Esto es importante,
pues cuando el aire se enfría su capacidad de retener vapor disminuye y el vapor sobrante se vuelve líquido (o hielo). ¿Cómo
se enfría el aire? Principalmente por ascender.
Al subir en la
atmósfera la presión baja, el aire se expande y al expandirse pierde temperatura. Esto se llama enfriamiento adiabático.
Ejemplo:
·
cerca del suelo:
20 °C
·
si asciende 1 km la
temperatura baja aproximadamente 10 °C
·
ahora está a 10
°C.
[1]En
un proceso adiabático el sistema
(en este caso el aire ascendente) no intercambia calor con el entorno. En
consecuencia Q=0 y el primer principio de la Termodinámica nos dice que
entonces ΔU=-W (la variación de la energía
interna corre por cuenta del trabajo que se hace sobre el sistema, en ese caso
aumenta, o que el sistema hace sobre el entorno, en tal caso disminuye). Como
en el ascenso el gas aumenta su volumen, dado que W=PΔV, es positivo,
con lo que ΔU es negativo y su energía interna
disminuye. Puesto que la variación de energía interna es proporcional al cambio
de la temperatura, ΔU=KΔt, la temperatura misma disminuye.
Este es un razonamiento simplificado, pues se ha supuesto a
los otros factores de la energía interna,
englobados en la constante K, precisamente como constantes.
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