Cúmulos

Los cúmulos, también conocidos como cúmulus, son un tipo de nube que se caracteriza por su forma abultada y esponjosa, similar a una montaña de algodón.

Estas nubes se forman a partir de la convección atmosférica, un proceso en el que el aire caliente asciende y se enfría al alcanzar altitudes más elevadas, lo que provoca la condensación del vapor de agua y la formación de gotas de lluvia.

En este artículo exploraremos los diferentes tipos de cúmulos, cómo se forman y qué papel desempeñan en el clima y el medioambiente.

¿Qué son los cúmulos?

Los cúmulos son un tipo de nubes que se caracterizan por tener una forma redondeada y voluminosa. Se forman cuando el aire cálido y húmedo asciende y se enfría, condensando el vapor de agua en gotitas que forman la nube.

Características de los cúmulos

Aspecto y forma

Los cúmulos son uno de los tipos de nubes más comunes y fáciles de identificar en el cielo. Se caracterizan por tener una apariencia esponjosa y abultada, con forma redondeada similar a bolas de algodón.

Estas nubes se clasifican dentro de las nubes cumuliformes, que adquieren su distintivo aspecto gracias a los movimientos verticales del aire.

Los cúmulos tienen contornos bien definidos y bordes nítidos. Suelen tener una base bastante plana y horizontal, mientras que las cimas se ven abultadas y redondeadas, dando la sensación de bolas esponjosas apiladas unas sobre otras. Al observarlos de perfil, se aprecia su desarrollo vertical con protuberancias algodonosas.

Estas nubes se presentan de forma aislada o en grupos dispersos, distribuyéndose de forma irregular por el cielo. Es común ver cúmulos aislados con distancias considerables entre ellos, flotando sobre un fondo azul. También pueden formar alineaciones discontinuas.

Los cúmulos crecen durante el día, impulsados por corrientes ascendentes de aire cálido. Luego se disipan al atardecer al detenerse dichos movimientos. Son característicos del buen tiempo, pues se forman en atmósferas inestables de los días soleados.

Composición

En general, los cúmulos están compuestos por pequeñas gotas de agua líquida y cristales de hielo que se forman a partir de la condensación del vapor de agua en la atmósfera. La cantidad de gotas y cristales en los cúmulos varía dependiendo de la altura y la temperatura en la que se forman.

En los cúmulos de baja altura, como los cúmulos humilis y mediocris, la mayoría de las gotas son pequeñas y se encuentran en la parte inferior de la nube. A medida que las gotas se elevan, se evaporan y se condensan nuevamente en cristales de hielo. Estos cristales de hielo pueden permanecer dentro de la nube o caer a la superficie como nieve o granizo.

En los cúmulos congestus, que son más altos y más densos que los otros tipos de cúmulos, hay una mayor cantidad de cristales de hielo presentes en la nube. Estos cristales pueden crecer y unirse para formar copos de nieve y granizo, lo que puede aumentar el potencial de tormentas eléctricas y precipitaciones intensas.

Además de las gotas de agua y los cristales de hielo, los cúmulos también pueden contener partículas de polvo y contaminantes que se encuentran en la atmósfera. Estas partículas pueden actuar como núcleos de condensación y ayudar a la formación de gotas de agua y cristales de hielo en la nube.

Altitud

Los cúmulos son un tipo de nubes que se forman en los niveles inferiores de la tropósfera, clasificándose por ello como nubes bajas.

Estas nubes de aspecto algodonoso se ubican típicamente entre los 500 y 2500 metros sobre la superficie terrestre. La base de los cúmulos suele encontrarse entre 1000 y 1500 metros de altura, mientras que sus cimas pueden ascender hasta los 2500 metros aproximadamente.

La razón de que los cúmulos ocupen solo niveles bajos del cielo se debe a los procesos de convección que les dan origen. Al calentarse la superficie terrestre por la radiación solar durante el día, las capas inferiores del aire se calientan y ascienden al ser más ligeras.

Este aire cálido transporta consigo humedad desde la superficie. Al elevarse y enfriarse, la humedad se condensa formando las pequeñas gotitas de las nubes. Como este proceso convectivo solo tiene lugar en niveles bajos, es allí donde se crean los cúmulos.

Otro factor que limita su altura es que, al ascender, el aire húmedo se va evaporando y condensando sucesivamente en las cimas de los cúmulos. Eventualmente toda la humedad se agota, cesando el crecimiento vertical de la nube.

Tamaño y espesor

El tamaño y espesor de los cúmulos varía ampliamente según la intensidad de la convección y la cantidad de humedad en la atmósfera. En general, los cúmulos tienen un diámetro que puede ir desde unos pocos cientos de metros hasta varios kilómetros.

El espesor de los cúmulos también puede variar dependiendo de varios factores, como la altitud de la nube, la cantidad de vapor de agua que contiene y la temperatura ambiente.

En el caso de los cúmulos de buen tiempo, las nubes suelen tener una base relativamente baja y un espesor de varios cientos de metros. Estas nubes pueden ser una señal de un día con buen clima.

En cambio, los cúmulos de tormenta tienen una base más alta y un espesor que puede superar los 5000 metros en algunos casos extremos. Estas nubes pueden ser un indicador de la llegada de una tormenta.

Cuando la convección es especialmente intensa, se pueden formar cúmulos gigantes, que presentan un diámetro de más de 10 kilómetros y una altura de más de 20 000 metros sobre el nivel del mar.

Clima y tiempo

El clima de los cúmulos varía en función de su tamaño, altura y cantidad.

• Cúmulos pequeños y aislados: generalmente no causan precipitación, indicando un día cálido y soleado.
• Cúmulos más grandes y densos: indican la presencia de inestabilidad atmosférica y pueden producir tormentas eléctricas, lluvias fuertes y granizo.

Tipos de cúmulos

Tal y como se puede leer en el Manual de Observación de Nubes de la Organización Meteorológica Mundial, los cúmulos se pueden dividir en cuatro especies (congestus, fractus, humilis, mediocris) y una variedad (radiatus):

Cúmulos congestus

Los cúmulos congestus exhiben una prominencia altamente desarrollada y suelen extenderse verticalmente a gran escala. La parte superior sobresaliente de estas nubes a menudo se asemeja a la forma de una coliflor.

Estas nubes se producen en áreas inestables de la atmósfera que se generan por convección. Debido a que se forman por corrientes ascensionales, suelen ser más verticales que anchas, y sus topes pueden alcanzar altitudes de hasta 5 o 6 kilómetros.

La formación de los cúmulos congestus se produce a partir de cúmulos mediocris o humilis (de los que hablaremos a continuación). El aire caliente que alimenta la formación de la nube se eleva hasta temperaturas cercanas a la congelación, enfriándose a medida que asciende. A pesar de no llegar a la congelación, la nube conserva su forma de coliflor, que es la última etapa antes de su transformación en una nube cumulonimbo.

Cúmulos fractus

Los cúmulos fractus son formaciones pequeñas y fragmentadas, comúnmente halladas bajo un ambiente nublado mayor (surgiendo o desprendiéndose de nubes más extensas), y típicamente cortadas por vientos fuertes.

Estas nubes tienen patrones irregulares, pareciendo trozos de algodón, cambiando constantemente, a menudo formándose y disipándose con rapidez.

Cúmulos humilis

Los cúmulos humilis son un tipo de nube que se encuentra comúnmente en regiones cálidas y en terrenos montañosos.

Estas nubes se forman por el ascenso de aire caliente desde el suelo, calentado por el sol, y típicamente se hallan entre los 1200 y 500 metros de altitud, aunque en ocasiones pueden encontrarse a más de 6 km de altura.

Los cúmulos humilis cuentan con una profundidad limitada y nunca muestran desarrollo vertical, lo que indica que la temperatura en la atmósfera superior no permite la formación de gotitas de agua (es decir, no provocan precipitación y, de hecho, indican buen tiempo en las siguientes horas).

Cúmulos mediocris

Los cúmulos mediocris son blancas y brillantes, al menos cuando las ilumina el sol (por debajo son oscuras). Estas nubes presentan una extensión vertical que se puede calificar de moderada, caracterizándose por las pequeñas protuberancias de sus cimas.

Estas nubes son comunes durante el avance de un frente frío o en condiciones atmosféricas inestables, como en una zona de baja presión.

Al igual que cualquier nube cúmulo, los cúmulos mediocris se forman a través de la convección de columnas de aire térmico.

Cúmulos radiatus

Esta variedad, que suele darse en la especie mediocris, se organiza en filas casi paralelas a la dirección del viento, lo que crea un patrón conocido como calles de nube. Debido a esta perspectiva, las filas dan la impresión de converger hacia uno o dos puntos opuestos en el horizonte.

¿Cómo se forman los cúmulos?

Los cúmulos se forman cuando el sol calienta la superficie de la Tierra, lo que provoca que el aire cercano se caliente y se expanda. Si el aire es lo suficientemente cálido y húmedo, se elevará y comenzará a enfriarse a medida que se aleja de la superficie terrestre. Cuando el aire se enfría, la humedad se condensa en pequeñas gotas de agua o cristales de hielo, lo que forma las nubes.

En el caso de los cúmulos, la convección es el principal mecanismo de formación. Las fases que encontramos en este proceso son las siguientes:

1. El aire caliente en la superficie de la Tierra se eleva y forma una burbuja de aire caliente.
2. A medida que la burbuja de aire asciende, se enfría a una tasa de aproximadamente 1 grado Celsius por cada 100 metros de elevación.
3. Si la temperatura del aire caliente es lo suficientemente alta como para que la tasa de enfriamiento sea menor que la tasa de convección ascendente, la burbuja de aire seguirá subiendo.
4. A medida que la burbuja de aire caliente asciende, se enfría y se condensa la humedad en forma de pequeñas gotas de agua.
5. Estas gotas de agua se adhieren a partículas de polvo y otros materiales en el aire, lo que forma las nubes.
6. Si la convección continúa, y las gotas de agua se unen y crecen en tamaño, se forman los cúmulos.