En agosto, publicamos una fotografía de unas extrañas y raras nubes conocidas como Morning Glory sin dar una explicación de cómo se forman. En respuesta al interés de los lectores, hicimos un seguimiento con el meteorólogo Roger Smith, de la Universidad de Múnich, que ha estudiado su formación.
«A lo largo de los años hemos desarrollado una buena comprensión de ellas», dijo Smith. «Ya no es un misterio, pero sigue siendo muy espectacular»
El fenómeno Morning Glory es el resultado de la particular configuración de la tierra y el mar en la península del Cabo York, en una zona remota de Australia. La península se reduce de unas 350 millas de ancho a 60 millas a medida que se extiende hacia el norte entre el Golfo de Carpentaria al oeste y el Mar del Coral al este. Los vientos alisios del este empujan la brisa marina a través de la península durante el día, que se encuentra con la brisa marina de la costa oeste al final de la tarde. La colisión produce una perturbación ondulatoria que se desplaza tierra adentro hacia el suroeste y que es una parte clave de la formación de nubes.
A medida que el aire marino húmedo se eleva hasta la cresta de las olas, se enfría y la condensación forma una nube. A veces hay una sola ola, pero Smith ha visto hasta 10 juntas en una serie.
«Si miras las nubes, parece que están rodando hacia atrás», dijo Smith. «Pero en realidad las nubes se forman continuamente en el borde de ataque y se erosionan continuamente en el borde de salida. Esto da una apariencia de rodamiento».
Estas nubes se producen en otros lugares, como en Múnich, donde se forman aproximadamente una vez cada década. El Cabo York es único porque se producen regularmente en otoño sobre la pequeña ciudad de Burketown. Y allí también pueden ser especialmente impresionantes, pues llegan a medir hasta 600 millas de largo. Los pilotos vuelan a la zona todos los años, con la esperanza de ver las intrigantes nubes.
No hay muchos científicos que las estudien, o realmente cualquier nube extraña, porque su propia rareza las hace relativamente poco importantes para estudiar las precipitaciones o el clima. Así que, a menudo, su formación no se entiende bien.
«Es difícil conseguir financiación para estudiar algo que tiene un aspecto limpio», dijo el físico de nubes Patrick Chuang, de la Universidad de California en Santa Cruz.
En las siguientes páginas, hemos reunido fotos de algunos de los tipos de nubes más extraños y bellos y hemos pedido a los científicos que nos ayuden a entender cómo se forman.
Imágenes: Arriba: Ulliver/Wikimedia Commons. Abajo: Mick Petroff/APOD
Conocidas como nubes mammatus, estas extrañas formaciones en forma de bolsa a menudo ocurren en asociación con una tormenta eléctrica. Se han visto en muchos lugares, incluido el medio oeste de Estados Unidos.
«Son unas nubes de aspecto muy extraño», dijo el físico de nubes Patrick Chuang.
Pero los científicos tienen algunas teorías sobre las nubes mammutus. Otro físico de nubes, Daniel Breed, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, dice que la flotabilidad y la convección del aire son la clave.
«Son una especie de convección al revés», dijo Breed.
La convección es como una burbuja flotante, dijo. En las nubes de mamut, la evaporación provoca bolsas de flotabilidad negativa al enfriar el aire dentro de la nube. Esto hace que las nubes se inflen hacia abajo en lugar de hacia arriba como los cúmulos, y acaban siendo como burbujas al revés.
La razón de que sean suaves es la estructura térmica que hay justo debajo de ellas. La velocidad a la que la temperatura desciende con el aumento de la altura, conocida como «tasa de lapso», tiene que estar cerca de la neutralidad, dijo. En otras palabras, si se coloca una pequeña burbuja de aire caliente en un punto concreto, no subirá ni bajará mucho: no entra ni sale calor. Esto es típico de la estructura térmica de las tormentas. Sin estas circunstancias, lo más habitual sería que salieran nubes de aspecto irregular o briznas de nubosidad.
«En cualquier lugar en el que se produzcan tormentas eléctricas puede ocurrir, sin duda», dijo Breed. «No es necesario que haya tormentas eléctricas, pero sí que haya condiciones atmosféricas con cierta flotabilidad».»
Imágenes: Arriba: Flickr/3d_king. Abajo: Flickr/turbojoe. 2) Flickr/coreburn. 3) Flickr/nebraskasc.
A veces se comparan con los ovnis, las nubes lenticulares suelen ser creadas por las ondas gravitacionales. Chuang evoca los amortiguadores sueltos para describir lo que son las ondas gravitacionales.
«Coges el Cadillac de tu abuela y lo conduces por un badén, y después sube y baja durante un rato», dijo. «La razón por la que baja es la gravedad, y luego hay resortes en la suspensión que lo empujan de nuevo hacia arriba».
En el caso de las nubes lenticulares, el badén suele ser algún tipo de topografía, como una montaña, que se interpone en el flujo de aire. Cuando el aire desciende por la ladera de la montaña, tiende a sobrepasar la velocidad y luego vuelve a subir. Oscila así durante un tiempo, y en la parte ascendente de las ondas, se forman nubes a medida que el aire ascendente se enfría.
«Las nubes marcan la parte más alta de la oscilación», dijo Chuang.
Las nubes lenticulares también pueden ser causadas por otros reductores de velocidad, como los altos nubarrones, pero debido a que a menudo se forman en las laderas a sotavento de las montañas, también se conocen como nubes de sotavento, nubes de onda o nubes de onda de sotavento.
Una cordillera puede formar una serie de nubes de onda larga, pero si el badén está más aislado, como una sola montaña, el resultado puede ser nubes con forma de óvalo que parecen ovnis. A veces se forman múltiples óvalos que parecen una pila de platillos.
«Me gustan las nubes onduladas porque las veo muy a menudo aquí», dijo Breed de Boulder, Colorado, donde está el NCAR. «Tengo muchas favoritas, pero ésta es la que tengo en mi protector de pantalla». (Abajo).
Imágenes: Arriba: Flickr/cardiffjackie. Abajo: 1) Daniel Breed. 2) Betsy Mason, Wired.com. 3) NCAR/UCAR.
Estas nubes locas que parecen una hilera de olas rompiendo se conocen como ondas Kelvin-Helmholz. Se forman cuando dos capas de aire o líquido de diferentes densidades se mueven una junto a la otra a diferentes velocidades, creando un cizallamiento en el límite.
«Podría ser como el aceite y el vinagre», dijo Chuang. «En el océano, la parte superior es cálida y la inferior es realmente fría. Es como una fina capa de aceite sobre un gran charco de agua».
Cuando estas dos capas se mueven una al lado de la otra, se forma una inestabilidad Kelvin-Helmholz que es como una ola. Algunas partes del límite se mueven hacia arriba y otras hacia abajo. Como una capa se mueve más rápido que la otra, la cizalladura hace que la parte superior de las olas se mueva horizontalmente, formando lo que parece una ola oceánica que se estrella en la playa.
«Realmente es como las olas que rompen», dijo Chuang. «Una ola rompe cuando el agua de la parte superior se mueve mucho más rápido que el agua de la parte inferior y como que se amontona sobre sí misma.»
Imágenes: Arriba: UCAR/NCAR. Abajo: 1) Mila Zincova/Wikimedia commons. 2) UCAR/NCAR
Esta espectacular foto de la erupción del volcán Sarychev en las islas Kuriles, al noreste de Japón, el 12 de junio, muestra un interesante ejemplo de nube de ceniza. El penacho de ceniza parece tener un suave casquete blanco al atravesar la capa de nubes de arriba.
Este tipo de nube se produce por un movimiento ascendente fuerte y relativamente rápido. Las situaciones en las que esto ocurre incluyen cabezas de trueno que crecen rápidamente, erupciones volcánicas e incluso explosiones nucleares. En cada caso, algo empuja el aire cálido y húmedo hacia arriba rápidamente.
«Se pueden ver muy comúnmente por encima de las tormentas eléctricas, y eso es porque el aire se está moviendo tan rápidamente hacia arriba que el flujo de aire se perturba por encima», dijo Breed. «Y tan pronto como se enfría lo suficiente como para que se forme una nube, se obtienen estos casquetes de nubes».
Chuang dice que las nubes pileus tienen un aspecto similar a los casquetes lisos que a veces se ven en la parte superior de los cúmulos, que en realidad son casquetes de hielo.
«Si tienes una convección muy fuerte, que empuja rápidamente y a gran altura, se forma más bien una nube de hielo porque está lo suficientemente alta para que los cristales se congelen», dijo Chuang. «No hay nada más misterioso que la congelación de las cosas.»
Imagen: NASA
Aquí, en Wired Science, nos dimos cuenta de la existencia de las nubes noctilucentes en julio, cuando las extrañas nubes brillantes comenzaron a aparecer sobre Estados Unidos y Europa, mucho más al sur de lo que normalmente se veían.
Estas nubes «brillantes de la noche» están formadas por hielo en el límite de la atmósfera terrestre y el espacio, a 80 kilómetros de altura. Brillan porque están tan altas que permanecen iluminadas por el sol incluso después de que éste se haya ido por debajo del horizonte. No está claro por qué estas nubes han emigrado desde los polos, o por qué están apareciendo más en las regiones polares, también, y brillando más.
Nadie lo sabe con certeza, pero la mayoría de las respuestas parecen apuntar al cambio atmosférico global causado por el ser humano.
Las nubes se forman a temperaturas de alrededor de menos-230 grados Fahrenheit, cuando el polvo que sopla desde abajo o que cae en la atmósfera desde el espacio proporciona superficies para que el vapor de agua se condense y se congele. En este momento, durante el verano del hemisferio norte, la atmósfera se está calentando y expandiendo. En el borde exterior de la atmósfera, eso significa en realidad que se está enfriando porque es empujado más lejos en el espacio.
«La teoría predominante y la explicación más plausible es que la acumulación de CO2, a 50 millas por encima de la superficie, causaría la disminución de la temperatura», dijo James Russell, un científico atmosférico de la Universidad de Hampton y el investigador principal de una misión satelital de la NASA en curso para estudiar las nubes. Advirtió, sin embargo, que las observaciones de temperatura siguen sin ser concluyentes.
Pero la verdad podría ser mucho más compleja, y hay muchas otras teorías sobre estas nubes.
Imágenes: Arriba: Mike Hollingshead, Inestabilidad extrema. Abajo: NCAR/UCAR
Las nubes Morning Glory son un tipo específico y más inusual de nubes rodadas, que son más comunes y no suelen ser tan largas.
Las nubes rodadas suelen producirse en la parte baja de la atmósfera por delante de un frente de tormenta. Las corrientes ascendentes cálidas en el frente de tormenta empujan el aire frío hacia arriba, que luego fluye hacia abajo a lo largo de los lados de la corriente ascendente. La corriente descendente fría rebota un poco hacia arriba y forma una estructura ondulada delante de la tormenta.
Al subir, el aire frío forma una nube. La evaporación de la nube provoca una corriente descendente en los bordes que erosiona la nube, formando un rollo. Si la onda continúa, puede formarse una serie de nubes rodadas, llamadas calle.
Imagen: Arriba: Flickr/jonnyr1. Abajo: Flickr/tlindenbaum.
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