Las nubes, la niebla, la lluvia, la nieve, etc., que es la forma condensada de humedad atmosférica, compuesta de pequeñas gotas de agua o de diminutos cristales de hielo, son el principal fenómeno atmosférico visible del tiempo meteorológico. Como tales, representan un paso transitorio, aunque vital, en el ciclo del agua. Este ciclo incluye la evaporación de la humedad desde la superficie terrestre, 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. Las partículas que componen las nubes tienen un tamaño que varía entre 5 y 25 micrómetros (0,005 y
Condensación y formación de nubes
La condensación es la transformación del vapor de agua a agua líquida. El resultado de este proceso puede ser la formación de rocío, niebla o nubes. Aunque cada uno de estos procesos de condensación es diferente, todos tienen dos propiedades en común:
a) Para que se produzca la condensación del vapor de agua, el aire debe estar saturado de humedad. La saturación se puede lograr por dos mecanismos diferentes: cuando el aire se enfría hasta alcanzar la temperatura del punto de rocío o cuando al aire se le agrega suficiente vapor de agua. Estos dos procesos pueden producirse en forma independiente o simultánea.
b) Para que se produzca la condensación del vapor de agua, debe existir una superficie sobre la cual el vapor pueda condensarse. Cuando la condensación se produce sobre la superficie de los objetos en el suelo como pasto, cemento, metal, etc., se forma el rocío en esas superficies. Para que la condensación se produzca en el aire, deben Haber partículas microscópicas en suspensión, que son las superficies sobre las cuales el vapor de agua puede posarse para condensar. Estas partículas microscópicas existen y se llaman núcleos de condensación.
Núcleos de condensación
Actúan como núcleos de condensación todo tipo de impurezas en la atmosfera como partículas de sal, polvo, humo, polen, etc., los que abundan en la baja atmósfera. Los núcleos de condensación son importantes, porque si no existieran, el vapor de agua no tendría una superficie donde condensar y la humedad relativa podría superar el 100 %, sin que se forme la condensación. Si eso ocurre, se dice que el aire esta sobresaturado de humedad. Las partículas más efectivas como núcleos de condensación para formar las gotas de nubes se llaman núcleos higroscópicos, que significa que son buenos absorbedores del agua. Algunos alimentos tienen esta propiedad, como cereales o galletas, razón por la cual absorben rapidamente la humedad cuando quedan expuestos al aire y se añejan, o la sal común que se humedece fácilmente. Los núcleos higroscópicos más comunes son pequeños cristales de sulfato y compuestos de nitrato, introducidos a la atmósfera principalmente por la combustión de incêndios forestales, vehículos, quemas de carbón y otros combustibles, y partículas de sal producidas por el rompimiento de las olas de los océanos. Su concentración es enorme, del orden de 102 – 103 núcleos/cm3.
La condensación se inicia en los núcleos de condensación, inicialmente el crecimiento de las gotas es rápido, pero este disminuye en un corto tiempo, porque se consume rápidamente el vapor de agua disponible por el gran número de gotas que se van formando. El resultado es una nube que consta de billones de pequeñas gotitas de agua, que por ser muy pequenas permanecen en suspensión en el aire, y no caerán como lluvia hasta que las gotas crezcan para tener suficiente volumen que les permita caer por su propio peso. La inmensa diferencia de tamaño entre una gota de nube y una de lluvia, que se muestra en la figura 6.1 (aproximadamente un millón de gotas de nubes forman una gota de lluvia) sugiere que la condensación no es el único proceso responsable para la formación de gotas grandes que puedan caer como lluvia; debe haber algún otro mecanismo que produzca el crecimiento de las gotas de nubes.
Otro aspecto importante en la formación de nubes es el proceso de ascenso del aire. Cuando una parcela de aire asciende, pasa a regiones sucesivas de menor presión, como resultado el aire se expande y se enfría adiabáticamente. En el nivel de condensación por ascenso la parcela alcanza la temperatura del punto de rocío, la humedad relativa aumenta hasta la saturación y si continua elevándose se produce la condensación y se formarán las nubes.
