Nube de altoestratos
Altostratus es un género de nubes de altitud media formado por gotas de agua, cristales de hielo o una mezcla de ambos. Las nubes altoestratos se forman cuando se elevan grandes masas de aire cálido y húmedo, lo que hace que el vapor de agua se condense. Las nubes altoestratos suelen ser láminas grises o azuladas sin rasgos distintivos, aunque algunas variantes tienen bases onduladas o con bandas. El sol se puede ver a través de nubes altoestratos más delgadas, pero las capas más gruesas pueden ser bastante opacas.
Las nubes altoestratos suelen predecir la llegada de frentes cálidos. Una vez que llegan las nubes altoestratos asociadas con un frente cálido, generalmente seguirán lluvias o nieve continuas en las próximas 12 a 24 horas. Aunque las nubes altoestratos predicen la llegada de un clima más cálido y húmedo, ellas mismas no producen precipitaciones significativas. Las tormentas eléctricas pueden estar incrustadas en nubes de altoestratos; sin embargo, traer duchas.
Debido a que las nubes altoestratos pueden contener cristales de hielo, pueden producir algunos fenómenos ópticos como iridiscencia y coronas.
Descripción
Las nubes de altoestratos son generalmente grises o teñidas de azul con una apariencia similar a una manta en gran parte uniforme. No tienen características distintivas y, por lo general, no producen precipitaciones. El nombre "altostratus" proviene de la conjugación de las palabras latinas "altum", que significa "alto", y "stratus", que significa "plano" o "extendidos". Las nubes altoestratos pueden producir virga, lo que hace que la base de la nube se vea borrosa. Si bien no producen precipitaciones significativas, las nubes altoestratos pueden causar lloviznas ligeras o incluso pequeñas lluvias. Las lluvias constantes y la disminución de la base de las nubes hacen que los altosestratos se conviertan en nimboestratos.
A diferencia de la mayoría de los otros tipos de nubes, las nubes altoestratos no se subdividen en especies de nubes debido a su apariencia en gran parte sin rasgos distintivos. Sin embargo, todavía aparecen en cinco variedades: Altostratus duplicatus, opacus, radiatus, translucidus y undulato. Altoestratos duplicatus es una forma rara de nubes altoestratos compuestas de dos o más capas de nubes. Translucidus es una forma translúcida de nubes altoestratos, lo que significa que el sol o la luna se pueden ver a través de la nube, mientras que la variedad opacus es opaca. Radiatus es otra variedad rara. Tiene bandas paralelas de nubes que se extienden hacia el horizonte. La variedad undulatus tiene una apariencia ondulada: la parte inferior de la nube parece subir y bajar.
Las nubes altoestratos y altocúmulos, que son nubes de nivel medio, suelen medirse juntas en los estudios de cobertura de nubes. Juntos, cubren alrededor del 25% de la superficie de la Tierra en promedio según los datos del satélite CALIPSO. Esto constituye aproximadamente un tercio de la cubierta nubosa total de la Tierra. Por sí mismo, separado del altocúmulo, el altoestrato cubre ~16% de la superficie de la Tierra. La cobertura de nubes altostratus varía estacionalmente en las regiones templadas, con una cobertura significativamente menor en los meses de verano en comparación con las otras estaciones. Además, la cobertura de nubes de altoestratos varía según la latitud, y las regiones tropicales tienen muchas menos nubes de altoestratos en comparación con las regiones templadas o polares. Los altoestratos y los altocúmulos cubren aproximadamente el 22 % de la superficie del océano según las mediciones de la superficie, con una variación mínima según la temporada.
Las nubes de altoestratos son más cálidas en la parte inferior y más frías en la parte superior, con una tasa de caída bastante constante de 5 a 7 °C por kilómetro (14 a 20 °F por milla) dentro de la nube. La tasa de caída es la tasa a la que la temperatura disminuye con la altitud. Las tasas de caída más altas (es decir, las caídas de temperatura más rápidas con el aumento de la altitud) se asociaron con nubes más frías. La temperatura promedio de las nubes de altoestratos, según los datos recopilados desde aproximadamente 45 ° a 80 ° de latitud, varió de alrededor de -16 a -45 °C (3,2 a -49 °F). Temperaturas más cálidas ocurrieron durante el verano y temperaturas más frías durante el invierno.
Dentro de las nubes de altoestratos, la humedad relativa generalmente es mayor hacia la parte superior de la nube y disminuye lentamente y de forma casi lineal hacia la parte inferior. La parte más baja de la nube tiene la humedad relativa más baja. Debajo del fondo de la nube, la humedad relativa cae rápidamente.
Propiedades microfísicas
Altostratus puede estar compuesto de gotas de agua, gotas de agua sobreenfriada y cristales de hielo, pero los cristales de hielo constituyen la gran mayoría. En algunas nubes de altoestratos hechas de cristales de hielo, capas horizontales muy delgadas de gotas de agua pueden aparecer aparentemente al azar, pero desaparecen rápidamente. El tamaño de los cristales de hielo en la nube tendía a aumentar a medida que disminuía la altitud. Sin embargo, cerca del fondo de la nube, las partículas volvieron a disminuir de tamaño. Durante el muestreo de una nube, los científicos notaron un halo mientras volaban cerca de la parte superior de la nube, lo que indicaba que los cristales de hielo eran hexagonales cerca de la parte superior. Sin embargo, más abajo, los cristales de hielo se volvieron más conglomerados. Las nubes altoestratos de fase mixta (que contienen hielo y agua) contienen una "capa de fusión", debajo de la cual los cristales de hielo tienden a derretirse en gotas de agua. Estas gotas de agua son esferas y, por lo tanto, caen mucho más rápido que los cristales de hielo y se acumulan en el fondo de la nube.
Formación
Las nubes de altoestratos se forman cuando asciende una gran masa de aire caliente, lo que provoca que el vapor de agua de la atmósfera se condense en núcleos (pequeñas partículas de polvo), formando gotitas de agua y cristales de hielo. Estas condiciones generalmente ocurren en el borde de ataque de un frente cálido, donde las nubes cirrostratos se espesan y descienden hasta convertirse en nubes altoestratos. Alternativamente, las nubes nimboestratos pueden adelgazarse en altoestratos. Altostratus puede incluso formarse a partir de la propagación de la nube de yunque superior o la columna media de una tormenta eléctrica.
Las nubes altoestratos son nubes de nivel medio que se forman entre 2000 y 4000 metros (6600 a 13 000 pies) sobre el nivel del mar en las regiones polares. En las regiones templadas, el techo aumenta drásticamente, lo que permite que se formen nubes altoestratos entre 2000 y 7000 metros (6600 a 23 000 pies). En las regiones tropicales, los altostratos pueden llegar incluso más alto, formándose de 2000 a 8000 metros (6600 a 26 000 pies). Pueden variar de 1.000 a 5.000 metros (3.300 a 16.000 pies) de espesor y pueden cubrir cientos de kilómetros de la superficie de la Tierra.
Uso en la previsión
Las nubes altoestratos tienden a formarse delante de los frentes cálidos o frentes ocluidos y anuncian su llegada. Estos frentes cálidos traen aire más cálido a la región. Los frentes ocluidos se forman cuando un frente frío de movimiento más rápido alcanza a un frente cálido, y la temperatura después del paso del sistema frontal puede subir o bajar. A medida que se acerca el sistema frontal, las nubes cirrostratos se espesarán hasta convertirse en nubes altoestratos, que luego se espesarán gradualmente hasta convertirse en nubes nimboestratos. Si el sistema frontal está ocluido, también pueden estar presentes nubes cumulonimbus. Una vez que han llegado las nubes altoestratos, la lluvia o la nieve seguirán normalmente en las próximas 12 a 24 horas.
La inestabilidad en la atmósfera puede incrustar tormentas eléctricas en una nube de altoestratos, aunque las nubes de altoestratos en sí mismas no producen tormentas.
Efectos sobre el clima
A nivel mundial, las nubes reflejan alrededor de 50 vatios por metro cuadrado de radiación solar de onda corta hacia el espacio, enfriando la Tierra alrededor de 12 °C (22 °F), un efecto causado en gran parte por las nubes estratocúmulos. Sin embargo, al mismo tiempo, reflejan alrededor de 30 vatios por metro cuadrado de radiación de cuerpo negro de onda larga (infrarroja) emitida por la Tierra de regreso a la superficie de la Tierra, calentando la Tierra alrededor de 7 °C (13 °F), un proceso llamado efecto invernadero. Los cirros y los altoestratos son las dos fuentes principales de este efecto de calentamiento. Esta combinación de calefacción y refrigeración suma una pérdida neta de 20 vatios por metro cuadrado a nivel mundial, enfriando la Tierra aproximadamente 5 °C (9,0 °F).
Las nubes altostratus son el único género de nubes, además de los cirros, que muestran un efecto de calentamiento global neto en la Tierra y su atmósfera; sin embargo, los cirros tienen un efecto de calentamiento cuatro veces más potente que los altostratos (2 vatios por metro cuadrado frente a solo 0,5 vatios por metro cuadrado).
Fenómenos ópticos
Las nubes de altoestratos pueden producir halos brillantes cuando se ven desde el aire, pero no cuando se ven desde el suelo. Los halos pueden tomar la apariencia de anillos, arcos o manchas de luz blanca o multicolor y se forman por el reflejo y la refracción de la luz del sol o de la luna que brilla a través de los cristales de hielo en la nube. La difracción de la luz a través de las nubes altoestratos también puede producir coronas, que son pequeños anillos de luz concéntricos de color pastel alrededor del sol o la luna. También pueden ser iridiscentes, con bandas a menudo paralelas de colores brillantes proyectadas en una nube. A diferencia de los halos, las coronas y la iridiscencia se pueden ver desde la superficie de la Tierra.
Relación con otras nubes
Las nubes altoestratos y altocúmulos son los dos géneros de nubes de nivel medio que normalmente se forman entre 2000 y 6100 m (6500 y 20 000 pies). Estos reciben el prefijo "alto-". Estas nubes se forman a partir de cristales de hielo, gotas de agua sobreenfriada o gotas de agua líquida.
Por encima de las nubes de nivel medio hay tres géneros diferentes de nubes de nivel alto, cirrus, cirrocumulus y cirrostratus, a todos los cuales se les da el prefijo "cirro-". Las nubes de alto nivel generalmente se forman por encima de los 6100 m (20 000 pies). Los cirrocúmulos y los cirroestratos a veces se denominan informalmente nubes cirriformes debido a su frecuente asociación con los cirros.
Debajo de las nubes de nivel medio se encuentran las nubes de nivel bajo, que normalmente se forman por debajo de los 2000 m (6500 pies) y no tienen un prefijo. Los dos géneros que son estrictamente de bajo nivel son stratus y stratocumulus. Estas nubes están compuestas de gotitas de agua, excepto durante el invierno cuando están formadas por gotitas de agua sobreenfriada o cristales de hielo si la temperatura al nivel de las nubes está por debajo del punto de congelación. Tres géneros adicionales generalmente se forman en el rango de baja altitud, pero pueden basarse en niveles más altos en condiciones de muy baja humedad. Son los géneros cumulus, cumulonimbus y nimbostratus. Estas a veces se clasifican por separado como nubes de desarrollo vertical, especialmente cuando sus cimas son lo suficientemente altas como para estar compuestas de gotas de agua superenfriadas o cristales de hielo.
Cirrostratos
Las nubes cirrostratos pueden aparecer como un velo suave en el cielo o como una lámina estriada. A veces son similares a los altosestratos y se distinguen de estos últimos porque el sol o la luna siempre son claramente visibles a través de los cirroestratos transparentes, en contraste con los altosestratos que tienden a ser opacos o translúcidos. Cirrostratus vienen en dos especies, fibratus y nebulosus. Los cristales de hielo en estas nubes varían dependiendo de la altura de la nube. Hacia el fondo, a temperaturas de alrededor de -35 a -45 °C (-31 a -49 °F), los cristales tienden a ser largas columnas hexagonales sólidas. Hacia la parte superior de la nube, a temperaturas de alrededor de -47 a -52 °C (-53 a -62 °F), los tipos de cristal predominantes son placas hexagonales gruesas y columnas hexagonales cortas y sólidas. Estas nubes comúnmente producen halos y, a veces, el halo es la única indicación de que tales nubes están presentes. Están formados por aire cálido y húmedo que se eleva lentamente a una gran altura. Cuando se acerca un frente cálido, las nubes cirrostratos se vuelven más espesas y descienden formando nubes altoestratos, y la lluvia suele comenzar de 12 a 24 horas más tarde.
Altocúmulos
Las nubes altocúmulos son pequeños parches o montones de nubes blancas o gris claro. Al igual que los altoestratos, los altocúmulos están compuestos por una mezcla de gotas de agua, gotas de agua sobreenfriada y cristales de hielo. Aunque las nubes altocúmulos son nubes de nivel medio que se forman aproximadamente a la misma altitud que las nubes altoestratos, sus métodos de formación son completamente diferentes. Los altocúmulos se forman a partir de procesos convectivos (ascendentes), mientras que los altosestratos generalmente se forman por cirroestratos descendentes y engrosados.
Estratos
Los estratos son nubes de bajo nivel que suelen ser visualmente similares a los altoestratos. Los estratos se presentan en dos especies: nebulosus, una capa de nubes grises planas en gran parte sin rasgos distintivos, y fractus, fragmentos fragmentados de nubes a menudo llamados "scud". Las variedades opacas de nubes altoestratos y stratus nebulosus pueden ser prácticamente indistinguibles entre sí a simple vista, hasta el punto de que la Organización Meteorológica Mundial sugiere que una de las pocas formas de distinguir entre estas nubes es comprobar qué tipos de nubes vinieron antes que ellos. Las nubes altoestratos, debido a que tienden a formarse a partir de frentes cálidos, suelen estar precedidas por nubes cirriformes de alto nivel. Las nubes estratos tienden a formarse enfriando las masas de aire, a menudo durante la noche, y por lo tanto no suelen estar precedidas por otros tipos de nubes.
Nimboestrato
Los nimboestratos son nubes estratos de bajo nivel (a veces clasificadas como verticales) que contienen lluvia. A diferencia de las lloviznas o lloviznas ligeras que pueden producir los altostratos o estratos, los nimboestratos producen lluvia o nieve intensas y continuas. Estas nubes son lo suficientemente espesas y oscuras como para tapar completamente el sol. Nimbostratus no tiene especies ni variedades. Al igual que los altoestratos, las nubes nimboestratos pueden estar formadas por cristales de hielo, gotas de agua superenfriadas o gotas de agua.