Ciclo del agua de la UGS
Algunas nubes son ligeras y esponjosas, mientras que otras son oscuras y premonitorias y descargan la lluvia sobre nosotros. Entonces, ¿tienen un peso diferente las nubes claras y las oscuras? Y si tienen peso, ¿qué las mantiene ahí arriba?
En los planetas cinco y seis, Júpiter y Saturno, las nubes tienen varias capas. Bajando desde el borde del espacio, las nubes de estos planetas gaseosos gigantes están formadas por capas sucesivas de amoníaco, hidrosulfuro de amonio y, debajo de ellas, agua.
En los planetas siete y ocho, Urano y Neptuno, las nubes están hechas de metano. Y para rematar, en Titán (una luna de Saturno que resulta ser tan grande que es mayor que el planeta Mercurio) hay nubes de metano, así como ríos y océanos de metano.
Las nubes deben tener peso, porque están hechas de agua, y el agua tiene peso. Una nube está formada por muchísimos «grumos» de agua, ya sea líquida o congelada. Las gotas de líquido tienen un diámetro de unas dos micras (menor que el grosor de un cabello humano, que es de unas 50-70 micras, siendo una micra la millonésima parte de un metro). Algunas de estas minúsculas gotas son tan pequeñas que se necesitarían mil millones de ellas para formar una sola gota de lluvia.
Agua en la atmósfera
En primer lugar, hay que pensar de qué están hechas las nubes. En realidad, las nubes están formadas principalmente por aire, además de pequeñas gotas de agua (que pueden estar congeladas en pequeños cristales de hielo). Cuando pensamos en cuánto pesa una nube, tenemos que medir tanto el peso del agua como el del aire.
La siguiente pregunta es qué tipo de nube estamos pesando. Hay muchos tipos diferentes de nubes, todos con sus propios nombres. Las nubes esponjosas que surcan el cielo en verano se llaman cúmulos.
Para empezar, pensaremos en esa nube esponjosa del verano, el cúmulo. Un cúmulo tiene aproximadamente un cuarto de gramo de agua por cada metro cúbico de nube. Un cuarto de gramo de agua, todo junto, haría una gota del tamaño de una canica. Pero realmente en nuestro metro cúbico habría alrededor de 1 millón de gotas, por lo que son muy diminutas, demasiado pequeñas para verlas.
Los cúmulos de verano varían en tamaño, pero uno típico tendría aproximadamente un kilómetro de diámetro y la misma altura. Esto significa que podemos considerarla como un cubo, en el que cada lado mide 1 km de ancho. Esto significa que nuestra nube tiene un tamaño de 1.000 x 1.000 x 1.000 metros cúbicos, lo que supone 1.000 millones de metros cúbicos.
Ciclo del agua
No conozco a nadie que tenga miedo de pasar por debajo de un cúmulo de nubes por temor a que le caiga encima. Ni siquiera pensamos que las nubes tengan peso porque están flotando. Pero las nubes están formadas por una sustancia física, el agua, y el agua es bastante pesada, por lo que las nubes deben tener peso. Te explicaremos esta «paradoja» si sigues leyendo.
¿Crees que las nubes tienen peso? ¿Cómo podrían tenerlo, si flotan en el aire como un globo lleno de helio? Si atas un globo de helio a una balanza de cocina, no registrará ningún peso, así que ¿por qué debería hacerlo una nube? Para responder a esta pregunta, permíteme preguntarte si crees que el aire tiene algún peso; ésa es realmente la pregunta importante. Si sabes lo que es la presión atmosférica y el barómetro, sabrás que el aire tiene peso. A nivel del mar, el peso (presión) del aire es de aproximadamente 14 ½ libras por pulgada cuadrada (1 kilogramo por centímetro cuadrado).
Como el aire tiene peso, también debe tener densidad, que es el peso para un volumen elegido, como una pulgada cúbica o un metro cúbico. Si las nubes están formadas por partículas, deben tener peso y densidad. La clave de por qué las nubes flotan es que la densidad del mismo volumen de material de las nubes es menor que la densidad de la misma cantidad de aire seco. Al igual que el aceite flota en el agua porque es menos denso, las nubes flotan en el aire porque el aire húmedo de las nubes es menos denso que el aire seco.
Nube de peso
Las nubes, que están llenas de toneladas y toneladas de gotas de agua e incluso de cristales de hielo, parecen flotar sin esfuerzo en el cielo. ¿Por qué es así, y qué impide que caigan en picado al suelo? ¿Cuánto pesan realmente estas nubes llenas de agua?
Empecemos por responder si el propio aire, el cielo azul y claro que rodea a una nube, tiene o no peso. La presión atmosférica, o barométrica, se describe como la fuerza por unidad de superficie ejercida por el peso de la atmósfera. Por lo tanto, el aire sí tiene peso, y los meteorólogos lo miden con mucha frecuencia mediante un instrumento llamado barómetro.
Ahora que hemos determinado que el aire claro tiene peso, es sencillo decir que el aire también tiene una densidad, que es su peso para un volumen elegido, como un kilómetro cúbico. Como las nubes están formadas por partículas, también deben tener un peso y una densidad. Entonces, ¿qué son exactamente?
De hecho, podemos asignar un peso numérico a un cúmulo típico, sin necesidad de ponerlo en una balanza. Lo primero que hay que hacer es determinar la densidad de la nube en su conjunto, formada también por pequeñas gotas de agua. Los científicos han descubierto que una estimación de la densidad de un cúmulo es de unos 0,5 gramos de agua por metro cúbico. A continuación, hay que determinar el tamaño real de la nube (o su volumen). Los investigadores también han calculado que el volumen medio de los cúmulos es de 1 kilómetro cúbico, es decir, 1.000 millones de metros cúbicos. Multiplicando el volumen por la densidad, descubrimos que nuestro cúmulo contiene 500.000 kilogramos, o 1,1 millones de libras, de gotas de agua. Esto equivale al peso de cinco ballenas azules adultas (el animal más grande del planeta).