Nubes: salvajes y dinámicas conformadoras del clima

Para los científicos estudiar las nubes es fundamental para el desarrollo de pronósticos del clima, para diseñar modelos sobre el impacto del cambio climático y para predecir la disponibilidad del recurso hídrico.

Por: Karol Castro | karol.castrourena@ucr.ac.cr

Colgadas allá arriba, en el cielo, las nubes pueden parecer uno de los fenómenos más apacibles de la naturaleza, pero son mucho más que “algo lindo” que vemos cada vez que levantamos la cabeza hacia el Sol: las nubes cumplen un rol fundamental en la dinámica de la atmósfera y, por lo tanto, en el desarrollo del clima.

Sin embargo, su comportamiento y los posibles cambios en sus patrones constituyen una gran incertidumbre para los científicos en el contexto del calentamiento global y del cambio climático. De ahí que para el próximo 23 de marzo -fecha en la que se celebra el Día Meteorológico Mundial- el tema de fondo sea, precisamente, “Comprendiendo las Nubes”.

En esa misma fecha se lanzará una nueva versión del Atlas Internacional de Nubes, “la única referencia autorizada y más completa para identificarlas”, señala la Organización Meteorológica Mundial (WMO, por sus siglas en inglés) en la página Web del evento. Por primera vez este Atlas ha sido producido en formato digital.

Para los científicos, entender las nubes y su comportamiento resulta fundamental para el pronóstico de las condiciones del clima, modelar los impactos del cambio climático y predecir la disponibilidad del recurso hídrico.

“Hablamos de que juegan un papel importante en el transporte de energía de la Tierra a la atmósfera, en la precipitación, en el transporte de materia de un lado a otro y en todos los procesos de electrificación”, comenta el Dr. Germán Vidaurre Fallas, profesor de la Escuela de Física de la Universidad de Costa Rica (UCR).

Las modificaciones en el clima influyen en el patrón de la nube, pues esta “es reflejo de la humedad existente en nuestro entorno”, explica por su parte Werner Stolzs, jefe de Pronósticos del Instituto Meteorológico Nacional (IMN).

En zonas que se caracterizan por ser muy secas y donde casi no hay fuentes de agua, no hay material para formar las nubes, “en esos lugares las noches son muy frías, porque al estar el cielo despejado todo el calor se pierde y los días son muy calientes porque al estar despejado el Sol golpea de forma directa”, señala el Dr. Vidaurre.

Naturaleza salvaje

Contrario a la idea más intuitiva que se puede tener de las nubes, estas no son formadas por partículas de gas (como el vapor de agua), sino por pequeñas gotitas de agua –de tamaño microscópico– suspendidas en la atmósfera.

Dependiendo de la altura y de la temperatura, en vez de gotas se pueden formar cristales, “cuando uno ve un halo alrededor del Sol, esas son nubes que por estar tan altas y tan frías son formadas por cristales”, acota el Dr. Vidaurre.

Cuando las partículas de agua son muchas y han aumentado varias veces su tamaño se da el proceso de precipitación: la nube se encuentra muy cargada y por efecto de gravedad las gotas caen al suelo.

La precipitación depende de la dinámica que se da dentro de las nubes, se trata de la interacción química entre ellas, los aerosoles, los procesos físicos que empiezan a desarrollarse y de las oportunidades que encuentran las partículas de agua para alimentarse de la humedad de los alrededores, crecer y caer al suelo.

Como dato curioso, las nubes se ven blancas porque las gotas de agua que las forman dispersan y reflejan todos los colores que conforman la luz visible, cuando las nubes son muy densas la luz no puede atravesarlas completamente, de modo que adquieren tonos más grisáceos y oscuros.

Las nubes se forman básicamente por el ascenso, enfriamiento y condensación del vapor de agua. “Es uno de los procesos más inteligentes y más interesantes que tiene la naturaleza”, enfatiza el Dr. Vidaurre. “En lugar de llevar una masa de agua y subirla, la naturaleza toma grupos de moléculas que se empiezan a mezclar y forman la nube”, agrega este experto en Física de la UCR.

“Las nubes, aunque se ven muy lindas, son salvajes, dinámicas, sumamente activas. Dentro de ellas existen montones de movimiento”. Dr. Germán Vidaurre.

Muchos de los procesos eléctricos en la atmósfera también están controlados por las partículas de las nubes, las cuales funcionan como una capa en la que pueden existir rayos que van de la nube a la Tierra, en sentido inverso o de una nube a la otra. Las tormentas eléctricas son el resultado de nubes "hiperactivas" que poseen mucha energía y necesitan liberarla.

“Las nubes aunque se ven muy lindas son salvajes, dinámicas, sumamente activas; dentro de ellas existen montones de movimiento: gotas que bajan, suben, son arrastradas y a veces se congelan o se funden y forman líquido. Algunas se evaporan y se pierden completamente, otras son tan grandes que se precipitan”, describe el Dr. Vidaurre.

Variedad

Ninguna nube es igual, pero para clasificarlas es posible establecer patrones que dependen de varios elementos, entre ellos su origen, naturaleza, movilidad, forma o el nivel atmosférico que ocupan.

Costa Rica particularmente está caracterizada por las del tipo cumulus, “son como motitas de algodón que van subiendo. Ese es el típico caso donde la humedad del suelo que va subiendo se condensa y forma una nube, si producen precipitación ya tenemos un nimbus”, menciona el Dr. Germán Vidaurre.

Si se trata de altura entonces encontramos nubes bajas, de media altura y altas, de acuerdo con su forma, además de la cumulos, también se clasifican en estratos (cuando son capas largas y lisas) y cumulos-estratos que serían como capas de motitas de algodón.

El cumulonimbus es un tipo especial (nubes de desarrollo vertical), posee forma de montaña y es la que origina las tormentas, tornados o granizos; algunos suelen llamarla "la madre” o “el emperador” de las nubes.

No obstante, “la lluvia producida por las cumulonimbus es fundamental para la condición hidrológica del país, casi el 40% o 60% del agua que recibe Costa Rica viene de la Zona de Convergencia Intertropical (de baja presión atmosférica que produce lluvias), añadido a todos los procesos locales que también originan nubosidad”, añade Werner Stolzs.

Una ciencia viva

Las nubes son fundamentales para las observaciones y pronósticos meteorológicos que permiten comprender, de una mejor forma, los cambios en el clima y sus consecuencias, los que históricamente han determinado la vida del ser humano y su evolución.

Alrededor del mundo existen 26 centros regionales de formación meteorológica reconocidos por la WMO y el Departamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria de la Escuela de Física de la UCR es uno de ellos, y se imparte la carrera completa en Meteorología (bachillerato y licenciatura), una maestría en Ciencias de la Atmósfera y otra en Hidrología.

“Cuando vemos esto nos damos cuenta que estamos en una situación muy ventajosa y que tenemos cierta posición única, pero también nos pone en la necesidad de adaptarnos al país y a la región. Tenemos un programa académico muy alto, pero a veces dejamos de lado las necesidades que tiene la zona”, indica el Dr. Vidaurre, actual director de dicho Departamento.

Es por eso que la Escuela de Física busca reestructurar algunos aspectos de la carrera en Meteorología, de manera tal que puedan formar profesionales con las competencias y conocimientos de acuerdo a las necesidades del mercado nacional (como las del IMN), de la región y a las realidades del clima y del ambiente.

“Queremos ofrecerle al estudiante más variedad en las especializaciones (como calidad del aire, oceanografía, cambio climático) por las que pueda optar y hacerle conciencia sobre la importancia de la carrera, pues se viene a convertir en un profesional que propicia el desarrollo, salva vidas y ayuda al país”, apunta Vidaurre.

Para este año 2017 se realizará la apertura de una Maestría Profesional en Meteorología Operativa orientada a gestores, “la idea es que las personas que toman decisiones tengan un poco más de conocimiento y formación en el área. Tiene una proyección nueva y esperamos que funcione bastante bien”, añade el Dr. Vidaurre.

Otro eje que vienen impulsando es el de proyección a nivel internacional y uno de los propósitos es recertificar al departamento ante la WMO: “nosotros podemos seguir ofreciendo cosas que ellos necesitan como capacitaciones, formación científica y tecnológica en el área y ver qué beneficios podemos obtener nosotros a partir de un acuerdo bilateral”, sostiene el Dr. Vidaurre.

Además de la física, la meteorología combina matemática, estadística y el conocimiento tecnológico, tanto para el uso como para el diseño de equipos, por eso para Werner Stolz las competencias que debe desarrollar actualmente un profesional en meteorología van de la mano con los cambios tecnológicos.

“Uno de ellos es por ejemplo el nuevo sistema satelital, la interpretación de imágenes satelitales y otra es la utilización, el análisis y modelación numérica del tiempo”, concluye Stolz.

La agricultura, la ganadería, el turismo y el monitoreo de eventos extremos como el reciente paso del huracán Otto por territorio costarricense son áreas que involucran el conocimiento en meteorología; para Stolz esto demuestra que la meteorología es fundamental para toda la planificación del país.

“Actualmente muchas instituciones como Acueductos y Alcantarillados (AyA) y el Ministerio de Obras Públicas y Transportes (MOPT) toman en cuenta el pronóstico meteorológico de corto y largo plazo”, añade finalmente Stolz.

Created By
C+T | Suplemento de Ciencia y Tecnología
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Credits:

Fotos: Dennis Castro Incera

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