Nube

Nubes (vista por riba).

Voando de Madrid a Compostela.

Cumulonimbus cloudscape over Borneo

Unha nube é un hidrometeoro visible formado pola acumulación de cristais de xeo e/ou pingas de auga microscópicas suspendidas na atmosfera, como consecuencia da condensación do vapor de auga. Xeralmente de cor branca, pode escurecerse ao aumentar o seu espesor óptico, ata volverse gris escura case negra.

As pingas e os cristais poden estar formados por auga ou outras substancias químicas. Na Terra, as nubes fórmanse como resultado da saturación do aire cando se arrefría ata o seu punto de resío, ou cando adquire suficiente humidade (normalmente en forma de vapor de auga) dunha fonte adxacente para elevar o punto de resío ata a temperatura ambiente.

As nubes sitúanse na homosfera da atmosfera da Terra, que inclúe a troposfera, a estratosfera e a mesosfera. A ciencia que estuda as nubes é a nefoloxía, unha rama da meteoroloxía centrada na formación, composición, densidade, temperatura, evolución, movemento, agrupación e clasificación das nubes. Existen dous métodos para denominar as nubes nas súas respectivas capas da homosfera, polo nome en latín e polo nome común.

Os xéneros da troposfera, a capa atmosférica máis próxima á superficie terrestre, teñen nomes latinos debido á adopción universal da nomenclatura de Luke Howard que a propuxo formalmente en 1802. Converteuse na base dun sistema internacional moderno que divide as nubes en cinco formas físicas que, á súa vez, poden dividirse ou clasificarse en niveis de altitude para obter dez xéneros básicos. Os principais tipos de nubes representativos de cada unha destas formas son os stratus, os cumulus, os stratocumulus, os cumulonimbus, e os cirrus . As nubes de nivel baixo non teñen prefixos relacionados coa altitude. Con todo, os tipos estratiformes e estratocumuliformes de nivel medio reciben o prefixo alto-, mentres que as variantes de nivel alto destas dúas mesmas formas levan o prefixo cirro-. En ambos os casos, suprímese estrato- desta última forma para evitar a dobre prefixación. Os xéneros cunha extensión vertical suficiente para ocupar máis dun nivel non levan prefixos relacionados coa altitude. Clasifícanse formalmente como de nivel baixo ou medio en función da altitude á que se forman inicialmente, e tamén se caracterizan máis informalmente como multinivel ou vertical. A maior parte dos dez xeneros derivados por este método de clasificación poden subdividirse en especies e á súa vez en variedades. As nubes estratiformes moi baixas que se estenden ata a superficie da Terra reciben os nomes comúns de néboa e brétema, pero non teñen nomes en latín.

Na estratosfera e mesosfera, as nubes teñen nomes comúns para os seus principais tipos. Poden ter a aparencia de veos ou láminas estratiformes, mechas cirriformes ou bandas ou ondulacións estratocumuliformes. Vénse con pouca frecuencia, principalmente nas rexións polares da Terra. Observáronse nubes nas atmosferas doutros planetas e lúas do sistema solar e máis aló. Con todo, debido ás súas diferentes características de temperatura, adoitan estar compostas, ademais de auga, por outras substancias como metano, amoníaco e ácido sulfúrico.

As nubes troposféricas poden ter un efecto directo sobre o cambio climático na Terra. Poden reflectir os raios entrantes do sol, o que pode contribuír a un efecto de arrefriado onde e cando se producen estas nubes, ou atrapar a radiación de onda máis longa que se reflicte de novo desde a superficie da Terra, o que pode causar un efecto de quecemento. A altitude, a forma e o espesor das nubes son os principais factores que inflúen no quecemento ou arrefriado local da Terra e a atmosfera. As nubes que se forman por encima da troposfera son demasiado escasas e finas para influír no cambio climático. As nubes son a principal incerteza da sensibilidade climática.

Nomenclaturas homosféricas e clasificación cruzada

A táboa que segue ten un alcance moi amplo, do mesmo xeito que o modelo de xéneros de nubes na que se basea en parte. Existen algunhas variacións nos estilos da nomenclatura entre o esquema de clasificación utilizado para a troposfera (latín estrito excepto para os aerosois superficiais) e os niveis superiores da homosfera (termos comúns, algúns derivados informalmente do latín). Con todo, os esquemas presentados aquí comparten unha clasificación cruzada de formas físicas e niveis de altitude para derivar os 10 xéneros troposféricos, a néboa e brétema que se forma a nivel de superficie, e varios tipos principais adicionais por encima da troposfera. O xénero cumulus inclúe catro especies que indican o tamaño vertical que pode afectar os niveis de altitude.

Forma Nivel	Estratiforme non-convectiva	Cirriforme maioritariamente non convectivo	Estratocumuliforme limitado-convectivo	Cumuliforme libre-convectivo	Cumulonimbiforme forte-convectivo
Nivel extremo	Veo noctilucente	Vagas ou remuíños noctilucentes	Bandas noctilucentes
Nivel moi alto	Ácido nítrico e auga, veos PSC	Cirrus nácara PSC	Lenticularis nácara PSC
Nivel alto	Cirrostratus	Cirrus	Cirrocumulus
Nivel medio	Altostratus		Altocumulus
Torrente vertical				Cumulus congestus	Cumulonimbus
Multinivel ou vertical moderado	Nimbostrato			Cumulus mediocris
Nivel baixo	Stratus		Stratocumulus	Cumulus humilis ou fractus
Nivel superficie	Néboa ou brétema

Historia da ciencia das nubes

Os antigos estudos sobre as nubes non se facían de forma illada, senón que se observaban en combinación con outros elementos meteorolóxicos e mesmo con outras ciencias naturais. Ao redor do ano 340 a.C., o filósofo grego Aristóteles escribiu Meteorologica, unha obra que representaba a suma dos coñecementos da época sobre as ciencias naturais, incluídos o tempo e o clima. Por primeira vez, as precipitacións e as nubes das que caían as precipitacións recibiron o nome de meteoros, que procede da palabra grega meteoros, que significa 'alto no ceo'. Desta palabra xurdiu o termo moderno meteoroloxía, o estudo das nubes e o tempo. Meteorologica baseábase na intuición e a simple observación, pero non no que hoxe se considera o método científico. Con todo, foi a primeira obra coñecida que tentou tratar de forma sistemática un amplo abanico de temas meteorolóxicos, especialmente o ciclo hidrolóxico.

Clasificación das nubes troposféricas segundo a súa altitude de aparición: Os tipos de xéneros multinivel e verticais non limitados a un único nivel de altitude inclúen nimbostratus, cumulonimbus e algunhas das especies de cúmulos de maior tamaño.

.Tras séculos de teorías especulativas sobre a formación e o comportamento das nubes, os primeiros estudos verdadeiramente científicos foron realizados por Luke Howard en Inglaterra e Jean-Baptiste Lamarck en Francia. Howard era un observador metódico con sólidos coñecementos de latín, que utilizou para clasificar formalmente os distintos tipos de nubes troposféricas en 1802. Cría que as observacións científicas das cambiantes formas das nubes no ceo poderían desvelar a clave da predición meteorolóxica.

Ese mesmo ano, Lamarck traballara de forma independente na clasificación das nubes e ideara un sistema de nomenclatura diferente que non causou impresión nin sequera no seu país de orixe, Francia, porque utilizaba nomes e frases en francés infrecuentemente descritivos e informais para os tipos de nubes. O seu sistema de nomenclatura incluía 12 categorías de nubes, con nomes como (traducido do francés) nubes brumosas, nubes moteadas e nubes en forma de vasoira. En cambio, Howard utilizou o latín universalmente aceptado, que se impuxo rapidamente tras a súa publicación en 1803. O dramaturgo e poeta alemán Johann Wolfgang von Goethe compuxo catro poemas sobre as nubes e dedicoullos a Howard.

En 1891, a Conferencia Meteorolóxica Internacional adoptou formalmente o sistema de Howard. Este sistema só cubría os tipos de nubes troposféricas. Con todo, o descubrimento de nubes por encima da troposfera a finais do século XIX conduciu finalmente á creación de esquemas de clasificación separados que volveron ao uso de nomes comúns descritivos e frases que lembraban en certo xeito os métodos de clasificación de Lamarck. Estas nubes moi altas, aínda que clasificadas por estes métodos diferentes, son con todo moi similares a algunhas formas de nubes identificadas na troposfera con nomes latinos.

Constitución das nubes

As nubes están constituídas por gotas minúsculas ou cristais de xeo que se forman en torno a núcleos microscópicos, que poden ser de po, na atmosfera. Despois de formadas, as nubes poden ser transportadas polo vento no sentido ascendente ou descendente. No primeiro caso a nube é forzada a se elevar e, debido ao arrefriamento, as gotas de auga poden terminar total ou parcialmente conxeladas. No segundo caso, como xa se indicou, a nube pódese disipar pola evaporación das gotas de auga.

Vídeo time-lapse coa formación de nubes.

Polo tanto, as nubes poden estar constituídas por gotas de auga e cristais de xeo ou, incluso, exclusivamente por cristais de xeo en suspensión no ar húmido. Así, a constitución da nube vai depender da súa temperatura e altitude.

Formación de nubes

Congreso brasileiro baixo a chuvia.

Hai varios procesos de formación das nubes e das súas consecuentes formas e dimensións.

As nubes son formadas polo arrefriamento do ar ata a condensación da auga sobre unha partícula soluble en suspensión no ar (aerosol) debido á subida e expansión do ar. É o que sucede cando unha parcela de ar sobe a niveis onde a presión atmosférica é cada vez menor e o volume de ar se expande. Esta expansión require enerxía, que é absorbida da calor da parcela, e, por iso, a temperatura descende. Este fenómeno é coñecido por arrefriamento adiabático. A condensación e conxelación ocorren en torno de núcleos apropiados, procesos que resultan do arrefriamento adiabático, o cal, en cambio, resulta de ar ascendente.

Unha vez formada a nube poderá evolucionar, medrando cada vez máis, ou disiparse. A disipación da nube resulta da evaporación, das gotas de auga que a compoñen, motivada por un aumento de temperatura resultante da mestura do ar con outra masa de ar máis quente, polo quecemento adiabático ou, incluso, pola mestura cunha masa de ar seco. Tamén pode ser debida á precipitación en forma de choiva

Unha nube pode xurdir cando unha certa masa de ar é forzada a moverse para riba acompañando o relevo do terreo. Esas nubes, chamadas de “orixe orográfica”, tamén resultan da condensación do vapor de auga debido ao arrefriamento adiabático do ar.

As nubes terrestres atópanse na maior parte da homosfera, que inclúe a troposfera, a estratosfera e a mesosfera. Dentro destas capas da atmosfera, o ar pode saturarse ao arrefriarse ata o seu punto de resío ou ao engadirse humidade dunha fonte adxacente. Neste último caso, a saturación prodúcese cando o punto de resío elévase ata a temperatura do ar ambiente.

Arrefriado adiabático

O arrefriado adiabático prodúcese cando un ou varios dos tres posibles axentes elevadores -convectivo, ciclónico/frontal ou orográfico- fan que un paquete de ar que contén vapor de auga invisible elévese e arrefríese ata o seu punto de resío, a temperatura á que o ar se satura. O principal mecanismo deste proceso é o arrefriado adiabático. Cando o ar arrefríase ata o seu punto de resío e satúrase, o vapor de auga normalmente condénsase para formar nubes de pingas. Esta condensación prodúcese normalmente en núcleos de condensación de nubes como sal ou partículas de po que son o suficientemente pequenas como para ser mantidas no ar pola circulación normal do ar.

Animación da evolución das nubes de cumulus humilis a cumulonimbus capillatus incus

.Un dos axentes é o movemento ascendente convectivo do ar causado polo quecemento solar diúrno a nivel da superficie. A inestabilidade da masa de ar en niveis baixos permite a formación de nubes cumuliformes na troposfera que poden producir chuvascos se o ar é suficientemente húmido. En raras ocasións, a sustentación convectiva pode ser o suficientemente potente como para penetrar a tropopausa e empuxar a cima da nube cara á estratosfera.

A elevación frontal e ciclónica prodúcese na troposfera cando o ar de estable é forzado cara a arriba en frontes meteorolóxicas e ao redor de centros de baixas presións mediante un proceso denominado converxencia. Os frontes cálidas asociados a ciclóns extratropicales tenden a xerar principalmente nubes cirriformes e estratiformes nunha ampla zona, a menos que a masa de ar cálido que se aproxima sexa inestable, nese caso os cúmulos congestus ou cumulonimbos adoitan estar incrustados na capa principal de nubes precipitantes. Os frontes frías adoitan desprazarse máis rapidamente e xeran unha liña de nubes máis estreita, na súa maioría estratocumuliformes, cumuliformes ou cumulonimbiformes, dependendo da estabilidade da masa de ar cálido situada xusto diante da fronte.

O crepúsculo vespertino ventoso, potenciado polo ángulo do Sol, pode imitar visualmente un tornado resultante da sustentación orográfica

.Unha terceira fonte de sustentación é a circulación do vento que forza ao ar para superar unha barreira física, como unha montaña (sustentación orográfica). Se o ar é estable en xeral, non se forman máis que nubes de casquete lenticular. Con todo, se o ar vólvese suficientemente húmido e inestable, poden aparecer chuvascos orográficos ou tormentas eléctricas.

As nubes formadas por calquera destes axentes elevadores obsérvanse inicialmente na troposfera, onde estes axentes son máis activos. Con todo, o vapor de auga que foi elevado á parte superior da troposfera pode ser transportado mesmo máis arriba polas ondas gravitatorias, onde unha maior condensación pode dar lugar á formación de nubes na estratosfera e na mesosfera.

Arrefriado non adiabático

Xunto co arrefriado adiabático que require un axente elevador, existen tres mecanismos non adiabáticos principais para baixar a temperatura do aire ata o seu punto de resío. O arrefriado por condución, por radiación e por evaporación non requiren ningún mecanismo de elevación e poden provocar condensación na superficie, o que dá lugar á formación de néboa.

Humidificación do aire

Pódense engadir varias fontes principais de vapor de auga ao aire como forma de conseguir a saturación sen ningún proceso de arrefriado: evaporación das augas superficiais ou do chan húmido, precipitación ou virga, e transpiración das plantas.

Clasificación troposférica

A clasificación na troposfera baséase nunha xerarquía de categorías con formas físicas e niveis de altitude na parte superior. Estes clasifícanse nun total de dez tipos de xénero, a maioría dos cales poden dividirse en especies e subdividirse á súa vez en variedades, que se sitúan na parte inferior da xerarquía.

Nubes Cirrus fibratus en marzo

As nubes da troposfera adoptan cinco formas físicas baseadas na estrutura e o proceso de formación. Estas formas utilízanse habitualmente para a análise por satélite.

Na actualidade, a nomenclatura das nubes segue a pauta iniciada por Luke Howard:

	Cirro
	Alto
	Estrato
	Nimbo

En canto ao aspecto

• Estratiformes - desenvolvemento horizontal, cubrindo grandes áreas; de pouco espesor; precipitación de carácter leve e continuo.
• Cumuliformes - desenvolvemento vertical, en grande extensión; xorden illadas; precipitación forte, en pancadas e localizadas.
• Cirriformes: Finas e case transparentes.
• Estratiformes: Moi finas e en grande extensión; son causantes da néboa.

En canto á constitución

• Líquidas - constituídas por gotículas de auga.
• Sólidas - constituídas por cristais de xeo.
• Mixtas - constituídas por gotículas de auga e cristais de xeo.

En canto á altura

De acordo co Atlas Internacional de Nubes da OMM (Organización Meteorolóxica Mundial) existen tres alturas de nubes:

• Nubes altas: base por riba de 6 km de altura - sólidas.
• Nubes medias: base entre 2 a 4 km de altura nos polos, entre 2 a 7 km en latitudes medias, e entre 2 a 8 km no ecuador - líquidas e mixtas.
• Nubes baixas: base ata 2 km de altura - líquidas.

Grupo	Tipo	Subtipo	Formas especiais	exemplos
Cirrus	fibratus uncinus spissatus castellanus floccus	intortus radiatus vertebratus duplicatus	mammatus	Cirrus fibratus	Cirrus
Cirrocumulus	stratiformis lenticularis castellanus floccus	undulatus lacunosus	virga mammatus		Cirrocumulus stratiformis
Cirrostratus	fibratus nebulosus	duplicatus undulatus			Cirrostratus stratiformis
Altocumulus	stratiformis lenticularis castellanus floccus	translucidus opacus duplicatus undulatus radiatus lacunosus	virga mammatus		Altocumulus
Altostratus		translucidus opacus duplicatus undulatus radiatus	virga praecipitatio pannus mammatus		Altostratus
Stratocumulus	stratiformis lenticularis castellanus	translucidus opacus duplicatus undulatus radiatus lacunosus	mammatus virga praecipitatio		Stratocumulus
Stratus	nebulosus fractus	opacus translucidus undulatus	praecipitatio		Stratus
Cumulus	humilis mediocris congestus fractus	radiatus	pileus velum virga praecipitatio arcus pannus tuba		Cumulus
Nimbostratus			praecipitatio virga pannus		Nimbostratus
Cumulonimbus	calvus capillatus		praecipitatio virga pannus incus mammatus pileus velum arcus tuba		Cumulonimbus

Tipos de nubes

Cúmulo Mammatus formada durante o Furacán Catarina en 2004, Santa Catarina.

• Cirrus (CI): aspecto delicado, sedoso ou fibroso, cor branca brillante. Lembran colas de cabalo. Fican a 8 mil metros de altitude, nunha temperatura a 0 °C, por iso están constituídas cristais microscópicos de xeo.
• Cirrocumulus (CC): delgadas, compostas de elementos moi pequenos en forma de gránulos e rugas. Indican base de corrente de xato e turbulencia.
• Cirrostratus (CS): veo transparente, fino e esbranquizado, sen ocultar o sol ou a lúa, presentan o fenómeno de halo (fotometeoro). Fican logo debaixo dos Cirrus e tamén están formados por cristais de xeo.
• Altostratus (AS): capas cincentas ou azuladas, moitas veces asociadas a altocumulus; compostas de gotículas superenfriadas e cristais de xeo; non forman halo, cobren o sol; precipitación leve e continua.
• Altocumulus (AC): banco, lenzo ou capa de nubes brancas ou cincentas, tendo xeralmente sombras propias. Constitúen o chamado "ceo ovellado".
• Stratus (ST): moi baixas, en capas uniformes e suaves, cor cinza; coladas á superficie é o neboeiro; presenta topo uniforme (ar estable) e produce chuvisca (orballo). Cando se presentan fraccionadas son chamadas fractostratus (FS).
• Stratocumulus (SC): lenzo continuo ou descontinuo, de cor cinza ou esbranquizada, tendo sempre partes escuras.
• Nimbostratus (NS): aspecto amorfo, base difusa e baixa, moi espesa, escura ou cincenta; produce precipitacións intermitentes e máis ou menos intensa.

Cumulonimbus.

• Cumulus (Cu): contornos ben definidos, aseméllanse a unha coliflor; máxima frecuencia sobre a terra de día e sobre a auga de noite. Poden ser orográficas ou térmicas (convectivas); presentan precipitación en forma de pancadas; correntes convectivas. Cando se presentan fraccionadas son chamadas fractocumulus (FC). As moi desenvolvidas son chamadas cumulus congestus. Son sinal de bo tempo.
• Cumulonimbus (CB): nube de treboada; base entre 700 e 1.500 m, con cumios chegando a 24 e 35 km de altura, sendo a media entre 9 e 12 km; están formadas por pingas de auga, cristais de xeo, gotas superenfriadas, flocos de neve e saraiba. Caracterizadas pola "bigornia": o cumio presenta expansión horizontal debido aos ventos superiores, lembrando a forma dunha bigornia ou zafra de ferreiro, e é formado por cristais de xeo, sendo nubes do tipo Cirrostratus (CS).

Galería de imaxes

• 
  Ciclón Catarina, 26 de marzo de 2004.
• 
  Treboada. Relampo.
• 
  Huayna Picchu, (Perú).
• 
  Nubes estratosféricas polares
• 
  Cirros sobre o Monte Corneira

Véxase tamén

Bibliografía

• Ackerman, Steven A. (2011). Meteorology: Clouds and the Greenhouse Effect. Jones & Bartlett. ISBN 978-0-7637-8927-5. 
• Dunlop, Storm (xuño de 2003). The Weather Identification Handbook. Lyons Press. ISBN 978-1-58574-857-0. 
• IPCC (2021). Masson-Delmotte, V.; Zhai, P.; Pirani, A.; Connors, S. L.; et al., eds. Climate Change 2021: The Physical Science Basis (PDF). Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. 

Outros artigos

• Cambio climático
• Ceo
• Néboa
• Pileus
• Precipitación (meteoroloxía)
• Ronsel de condensación.

Ligazóns externas

• INMET^{[Ligazón morta]}