El ciclo hidrológico

La Tierra y la atmósfera que la envuelve contienen grandes cantidades de agua. Alrededor del 97% del agua que hay en la Tierra es salada, el resto, el 3%, está se encuentra en forma de hielo. Sólo un 0,7% del agua de la Tierra es dulce, y se encuentra en forma de lagos, ríos, acuíferos y vapor.

Las aguas superficiales son un componente esencial del ciclo del agua en la troposfera. Éstas constituyen un medio en que los recursos naturales experimentan los procesos físicos, químicos y biológicos que rigen su evolución física. El agua en la biosfera transporta materia y energía, ofrece soporte al desarrollo de la vida, forma parte de la materia inerte en proporciones variables y es un componente esencial y mayoritario de la materia viva.

La primera fase del ciclo hidrológico es la evaporación. Ésta tiene lugar en la superficie del mar, especialmente en las zonas cálidas. Esta agua en forma de gas vapor, pasa a la atmósfera originando la formación de nubes que serán las responsables de la precipitación.

Las nubes son formas condensadas de humedad atmosférica compuesta de pequeñas gotas de agua o de diminutos cristales de hielo. Éstas son el principal fenómeno atmosférico visible. Como tales, representan un paso transitorio, aunque vital, en el ciclo del agua. Este ciclo incluye la evaporación de la humedad desde la superficie de la Tierra, su transporte hasta niveles superiores de la atmósfera, la condensación del vapor de agua en masas nubosas y el retorno final del agua a la tierra en forma de precipitaciones de lluvia y nieve.

En meteorología, la formación de nubes debido al enfriamiento del aire provoca la condensación de vapor de agua invisible en gotitas o partículas de hielo visibles. Las partículas que componen las nubes tienen un tamaño que varía entre 5 y 75 micras, 0,0005 cm y 0,008 cm. Las partículas son tan pequeñas que las sostienen en el aire corrientes verticales leves.

Las diferencias entre formaciones nubosas derivan, en parte, de las diferentes temperaturas de condensación. Cuando ésta se produce a temperaturas inferiores a la de congelación, las nubes suelen componerse de cristales de hielo. Las que se forman en aire más cálido suelen estar compuestas de gotitas de agua. Sin embargo, en ocasiones, nubes «superenfriadas» contienen gotitas de agua a temperaturas inferiores a la de congelación.

El movimiento de aire asociado al desarrollo de las nubes también afecta a su formación. Las nubes que se crean en aire en reposo tienden a aparecer en capas o estratos. Las que se forman entre vientos o aire con fuertes corrientes verticales presentan un gran desarrollo vertical.

Las nubes desempeñan una función muy importante, ya que modifican la distribución del calor solar sobre la superficie terrestre y en la atmósfera. En general, ya que la reflexión de la parte superior de las nubes es mayor que la de la superficie de la Tierra, la cantidad de energía solar reflejada al espacio es mayor en días nublados. Aunque la mayor parte de la radiación solar es reflejada por las capas superiores de las nubes, algo de radiación penetra hasta la superficie terrestre, que la absorbe y la emite de nuevo. La parte inferior de las nubes es opaca para esta radiación terrestre de onda larga y la refleja de vuelta a la Tierra.

El resultado es que la atmósfera inferior absorbe, en general, más energía calorífica en días nublados por la presencia de esta radiación atrapada. Por el contrario, en una día claro, la superficie de la Tierra absorbe inicialmente más radiación solar, pero esta energía se disipa muy rápido por la ausencia de nubes. Sin considerar otros efectos meteorológicos relacionados, la atmósfera absorbe menos radiación en días claros que en días nublados.

La nubosidad tiene una influencia considerable en las actividades humanas. La lluvia, vital para la producción de plantas alimenticias, deriva de la formación de las nubes. En los primeros tiempos de la aviación, la visibilidad estaba afectada por las nubes. Con el desarrollo del vuelo con instrumentos que permiten al piloto navegar en el interior de una nube grande, este obstáculo ha sido mitigado.

El primer estudio científico de las nubes se hizo en 1803, cuando el meteorólogo británico Luke Howard ideó un método de clasificación de nubes. Lo siguiente fue la publicación, en 1887, de un sistema de clasificación que más tarde sirvió de fundamento del conocido Atlas Internacional de las Nubes de 1896. Este atlas se revisa y modifica regularmente y se usa en todo el mundo.

Las nubes suelen dividirse en cuatro familias principales según su altura: nubes altas, nubes medias, nubes bajas y nubes de desarrollo vertical. Éstas últimas se pueden extender a lo largo de todas las alturas. Estas cuatro divisiones pueden subdividirse en género, especie y variedad, describiendo en detalle el aspecto y el modo de formación de las nubes. Se distinguen más de cien tipos de nubes diferentes.

A continuación describimos sólo las familias principales y los géneros más importantes:

• • • Los cirros están aislados, tienen aspecto plumoso y en hebras, a menudo con ganchos o penachos, y se disponen en bandas.
    • Los cirroestratos aparecen como un velo delgado y blanquecino; en ocasiones muestran una estructura fibrosa y, cuando están situados entre el observador y la Luna, dan lugar a halos.
    • Los cirrocúmulos forman globos y mechones pequeños y blancos parecidos al algodón; se colocan en grupos o filas.Las nubes altas están compuestas por partículas de hielo, situadas a altitudes medias de 8 kilómetros sobre la tierra. Esta familia contiene tres géneros principales:

   

• Las nubes medias están compuestas por gotitas de agua, tienen una altitud variable, entre 3 y 6 kilómetros sobre la tierra. Esta familia incluye dos géneros principales:
  • Los altos estratos parecen velos gruesos grises o azules, a través de los que el Sol y la Luna sólo pueden verse difusamente, como tras un cristal traslúcido.
  • Los altocúmulos tienen el aspecto de globos densos, algodonosos y esponjosos un poco mayores que los cirro cúmulos. El brillo del Sol y la Luna a través de ellos puede producir una corona, o anillo coloreado, de diámetro mucho menor que un halo.
• Las nubes bajas también están compuestas por gotitas de agua, suelen tener una altitud menor de 1,6 kilómetros. Este grupo comprende tres tipos principales:
  • • Los estratocúmulos son grandes rollos de nubes, de aspecto ligero y de color gris. Con frecuencia cubren todo el cielo. Debido a que la masa nubosa no suele ser gruesa, a menudo aparecen retazos de cielo azul entre el techo nuboso.
    • Los nimboestratos son gruesos, oscuros y sin forma. Son nubes de precipitación, desde las que casi siempre llueve o nieva.
    • Los estratos son capas altas de niebla. Aparecen, como un manto plano y blanco, a alturas por lo general inferiores a los 600 metros. Cuando se fracturan por la acción del aire caliente en ascensión, se ve un cielo azul y claro.

   

• Las nubes de desarrollo vertical alcanzan altitudes que varían desde menos de 1,6 a 13 kilómetros sobre la tierra. En este grupo se incluyen dos tipos principales:
  • Los cúmulos tienen forma de cúpula o de madejas de lana. Se suelen ver durante el medio y el final del día, cuando el calor solar produce las corrientes verticales de aire necesarias para su formación. La parte inferior es, en general, plana y la superior redondeada, parecida a una coliflor.
  • Los cumulonimbos son oscuros y de aspecto pesado. Se alzan a gran altura, como montañas, y muestran a veces un velo de nubes de hielo, falsos cirros, con forma de yunque en su cumbre. Estas nubes tormentosas suelen estar acompañadas por aguaceros violentos e intermitentes.
• Un grupo de nubes anómalo es el que incluye las nubes nacaradas, o de madreperla, con altitudes entre 19 y 29 kilómetros, y las nubes noctilucentes, con altitudes entre 51 y 56 kilómetros. Estas nubes, muy delgadas, pueden verse sólo entre el ocaso y el amanecer, en altas latitudes.