¿Qué fuerzas impulsan el vapor de agua para formar las formas que dibuja cada niño? ¿Por qué el vapor de agua no forma una capa de niebla uniforme de manera consistente (lo que a veces ocurre)?
Tengo dos ideas generales sobre cómo este proceso puede autosostenerse: la sombra de una nube que se forma reduce la luz solar a vapor que se eleva y se condensa; la sombra de la nube que se forma provoca velocidades variables para que el vapor se eleve desde la sombra y desde fuera de la sombra en el suelo, lo que provoca una tasa variable de condensación.
Ninguno de estos, sin embargo, puede decirme cómo ocurrió la formación de un bulto en primer lugar.
Las nubes cúmulos se forman cuando la atmósfera se vuelve inestable. Para líquidos incompresibles, "inestable" significa que un "agua" líquido de alta densidad se equilibra precariamente en un "aceite" líquido de baja densidad (ignore la tensión superficial). Si sube un poco del líquido de menor densidad, actuará como una "burbuja" y será empujado hacia arriba. La corriente ascendente provocará una retroalimentación positiva que extraerá más "petróleo". Eventualmente, grandes penachos de "petróleo" se elevan a medida que el "agua" cae para ocupar su lugar. Si coloreas el "aceite" de blanco, verás una forma de nube cúmulo.
Para el aire, la definición de "inestabilidad" es más complicada porque el aire es comprimible. "inestable" significa que si toma una "parcela" de aire y la levanta un poco (la naturaleza lo hace tan rápido que ocurre poca transferencia de calor), será menos denso que el aire circundante. Por lo tanto, actúa como la caja líquida. La mayor parte de la inestabilidad es causada por la radiación solar que calienta el suelo y reduce la densidad del aire de bajo nivel.
A medida que asciende, el enfriamiento de la descompresión (altitud) hace que el agua se condense. El aire de "fondo" en el que se mueve el aire ascendente se desplaza principalmente hacia un lado y hacia abajo (para reemplazar el aire cerca del nivel del suelo), por lo que permanece despejado. Por lo tanto, la superficie de la nube ondulante es la interfaz entre el penacho ascendente y el aire de "fondo". De hecho, el aire claro en el espacio entre las nubes está descendiendo para reemplazar el aire de bajo nivel.
Hay otro efecto de refuerzo: a medida que el agua se condensa, libera calor, lo que ralentiza el efecto de enfriamiento de la descompresión. Este efecto es más fuerte que la reducción del volumen de agua cuando cambia de gas a líquido.
¿Qué pasa con las nieblas uniformes? En este caso, el aire asciende y se condensa uniformemente. Algo tiene que reemplazar el aire a medida que asciende, y ese algo es un "frente", una capa de aire que se mueve horizontalmente para desplazar el aire hacia arriba como una cuña.
Supongo que estás pensando en cúmulos . Estas son las nubes lanosas estereotipadas que todos solíamos dibujar cuando éramos niños. Los cúmulos se forman por la condensación de agua de las corrientes de aire ascendentes, y debido a que las corrientes de aire ascendentes son turbulentas, adquieren su característica forma esponjosa y caída.
Hay muchos tipos diferentes de nubes, algunas de las cuales forman capas uniformes, por ejemplo , nubes estratos . Si está interesado en obtener más información sobre las nubes, le recomiendo The Cloudspotter's Guide de Gavin Pretor-Pinney. Describe en detalle cómo se forman los diferentes tipos de nubes y qué controla su forma, y está escrito en un nivel popular y en un estilo atractivo.
Ali
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