Responde JORGE OLCINA:

Las nubes se forman por condensación del vapor de aire en la atmósfera. Pese a su apariencia sencilla, suave y generalmente grácil y sus formas variadas como cuerpos suspendidos en el aire, el proceso de formación de una nube es un mecanismo físico-químico muy complejo y en gran parte aún desconocido. La verdad es que las nubes, en casi todas las variedades existentes excepto en estratos de niebla que se depositan en tierra, permanecen flotando en el aire gracias a que su peso puede ser sostenido por corrientes de aire ascendente bajo su base o vientos horizontales que las desplazan.

La masa de una nube depende de su género (mayor o menor desarrollo vertical y dimensiones en general) y de la constitución interna (lluvia, lluvia helada, nieve, granizo). Una medida de aproximación de la masa de una nube se puede realizar a partir de la densidad. Así, por ejemplo, un cumulus mediocris tiene una densidad mediana calculada de medio gramo por metro cúbico. Es decir, cada metro cúbico de nube puede contener, de media, medio gramo de agua. Las dimensiones de un cúmulo de este tipo suelen ser de 1.000 metros de largo, por 1.000 metros de ancho y 1.000 metros de altura. Por tanto, se aproxima al volumen de un cubo de mil millones de metros cúbicos. Conociendo la densidad (0,5 g / m3) y el volumen (1.000 x 106 m3), se calcula la cantidad de agua (masa) que puede contener, en este caso 500.000 kilogramos, es decir, media tonelada métrica de agua, o lo que es lo mismo 500.000 litros, es decir, 500 m3.

En un gran cumulonimbus de gran desarrollo vertical, bien cargado de lluvia y granizo en su interior, la masa de agua contenida puede llegar a un millón de toneladas que equivale a un millón de m3 de agua; es decir, disponemos de un hectómetro cúbico de agua sobre nuestras cabezas cuando un cumuloninbus se sitúa sobre nosotros. El resto de géneros nubosos, al contener menos agua en su interior, no son tan pesados. 

Jorge Olcina, Institut de Climatología de la Universitat d’Alacant.

© Mètode 2018

El peso molecular del aire seco es alrededor de 29; el agua tiene un peso molecular de alrededor de 18; por eso el aire húmedo es menos denso que el aire seco, y explica, junto con el calentamiento solar , por qué el aire y el vapor de agua se elevan.

Es decir, la gota de agua líquida está sujeta a una fuerza que es su peso, mayor que el del volumen equivalente de aire, pero el aire que hay a su alrededor ejerce otra fuerza, el rozamiento, que es una de las causas por las que no cae. Para que la fuerza de ese rozamiento (hacia arriba) sea mayor que la que ejerce el peso hacia abajo, la gota tiene que ser muy pequeña.

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​Además, cuando el vapor de agua se condensa en esas minúsculas gotitas, se libera calor. Ese calor hace que el aire en la nube se expanda, haciéndolo menos denso en comparación con el aire circundante, y por eso no cae del cielo, pero no sólo. En todo este proceso, el aire y el vapor de agua cerca del suelo se elevan, el agua se condensa en un líquido y forma una nube, y es realmente el motor que impulsa la formación de los cúmulos de nubes. 

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​Aunque a simple vista parezca que las nubes son de algodón y están ahí arriba haciendo nada, en realidad están haciendo mucho, pasando del estado gaseoso al líquido al gaseoso al líquido constantemente, y no se cansan. Así es como pueden flotar tres ballenas azules o 83 elefantes.

falsa impresión de gracilidad y ligereza. Pero se trata de verdaderos pesos pesados de la naturaleza. Según cálculos del meteorólogo y profesor de la Escuela de mil millones de toneladas de peso, equivalentes al de unos 10.000 camiones cisterna”. Es el caso de los cumulonimbos, esas gruesas formaciones nubosas capaces de descargar 4.000 toneladas de agua por segundo en una elefantes! Por ejemplo, una nube grande de tormenta podría pesar el equivalente a 200.000 de estos animales.

Contempladas desde el mar o desde la Tierra, viéndolas cruzar los cielos, las nubes pueden dar una. Pero se trata de verdaderos pesos pesados de la naturaleza. Según cálculos del meteorólogo y profesor de la Escuela de Meteorología de Toulouse Sébastien Laflorencie, “algunas alcanzan los, equivalentes al de unos”. Es el caso de los, esas gruesas formaciones nubosas capaces de descargar 4.000 toneladas de agua por segundo en una tormenta . Otros meteorólogos comparan las nubes ¡con! Por ejemplo, una nube grande de tormenta podría pesar el equivalente a

Evidentemente, hay nubes con más y menos contenido de agua y de tamaños muy distintos, así que este cálculo puede variar mucho, pero lo cierto es las nubes pesan mucho, aunque nunca se nos vayan a caer en la cabeza porque el aire húmedo es menos denso que el aire seco. En todo caso, aunque su masa es grande, no son mucho más pesadas que el aire que las circunda, pues el 90 % de su masa es precisamente… aire. El resto, gotas, pequeños cristales y vapor de agua.

Más información en la sección Preguntas y Respuestas, escrita por Luis Otero. Puedes leerla en el número 421 de Muy Interesante.

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¿Cuánto pesa una nube? Quizás te sorprenda

Quizás alguna vez te has hecho esta pregunta: ¿cuánto pesa una nube? Algo tan aparentemente ligero y esponjoso podría sugerirnos que no tiene un peso considerable.

Pero si analizamos que las masas nubosas están constituidas por millones de gotitas de agua o de cristales de hielo, puede que nuestra opinión empiece a cambiar.

Para responder a esta cuestión de la forma más precisa posible, un grupo de científicos de la NOAA utilizaron la ley de los gases ideales para hallar el peso aproximado de un pequeño Cúmulo humilis, la llamada nube buen tiempo y que aparece ilustrando esta noticia.

Pues bien, una nubecilla de este género de  tan solo 1 Km x 1 Km de superficie y 1 Km de altura (o sea 1 Km3 de volumen) pesaría ¡¡550.000 kilogramos!! O lo que es lo mismo: 500 toneladas… y expresado de otra forma para encontrar un ejemplo de la naturaleza real, el equivalente al peso de 100 elefantes africanos.

La atmósfera tiene mucha agua

Las nubes son la manifestación más visible de que la atmósfera tiene agua, mucha agua. Como sabéis incluso en un cielo despejado tenemos encima una gran cantidad de agua sobre nuestras cabezas, aunque formando partículas tan pequeñas que nos resultan invisibles.

Una estimación del volumen de agua que puede haber en la atmósfera en cualquier momento indica que existen unos 12.900 Km3. Aunque pueda resultar mucho, esta cantidad solo representa el 0,001 % del volumen total de agua de la Tierra.

Pero ¿cuánto pesa una nube?

Utilizando la ley de los gases ideales la densidad del aire seco a una altura de unos 2 Km, donde puede formarse uno de estos Cúmulos de buen tiempo, es de 1,007 kg/m3, mientras que la del aire húmedo como se detalla en el documento que utilizamos de base es de 0,5 g/m3.

Es decir, una pequeña nube de buen tiempo de 1 Km3 tiene 500.000.000 gramos de gotas de agua, o sea 500.000 kilogramos.

Y ojo… porque hay nubes con más y menos contenido de agua, pero hemos elegido una de las nubes más pequeñas que podemos ver en el cielo. El peso de un cielo cubierto por la típica nube de lluvia, el Nimboestrato o el de la potente nube tormenta, el Cumulonimbo, puede ser similar al de muchos rebaños de 100 elefantes africanos, sin duda alguna.

¿Y por qué flotan las nubes?

A nivel del mar la presión del aire es de aproximadamente 1 Kg/cm2. Como el aire tiene peso, también debe tener densidad. ¿Y si las nubes están formadas por partículas de agua por qué flotan en el aire?

La clave está en que la densidad del mismo volumen de aire que ocupa una nube es mayor que la densidad de dicho volumen ocupado por aire seco. Es decir, la densidad de una nube es menor que la densidad del mismo espacio de cielo despejado y por eso las nubes flotan.

Pero además, existen corrientes de aire ascendentes y descendentes que hacen que esas gotícolas o los cristales de hielo no caigan hasta que el peso de las mismas sea suficiente para que se produzca la precipitación, pero es un tema que trataremos en otra entrada.

Puedes ampliar la información en este enlace, donde puedes realizar una estimación con otras densidades de otros géneros de nubes.