Una nube típica puede contener cientos de toneladas de agua

Un cúmulo de buen tiempo puede contener alrededor de 500 toneladas métricas de agua líquida si su volumen es de aproximadamente 1 km³. La estimación se obtiene multiplicando unos 0.5 g de agua líquida por metro cúbico por el volumen de la nube; el cálculo del peso de las nubes del Servicio Geológico de Estados Unidos (se abre en una pestaña nueva) utiliza este tipo de operación.

Esa cantidad parece una masa de agua a punto de caer. Sin embargo, el cálculo cuenta el agua líquida dispersa en diminutas gotas, no una piscina ni una masa sólida. El resto del volumen de la nube es aire, y ese aire es importante para entender por qué las gotas permanecen en suspensión.

Primero, calculemos el volumen de la nube

Las nubes tienen partes superiores abultadas, bases más planas y bordes que se difuminan hasta confundirse con el cielo despejado. Para hacer una estimación práctica, imaginemos un cúmulo de buen tiempo de aproximadamente 1 km de ancho, 1 km de profundidad y 1 km de alto. Si lo tratamos como un cubo, su volumen es de unos 1 km³, o 1 billion m³. La guía sobre las nubes del Servicio Meteorológico Nacional (se abre en una pestaña nueva) explica cómo se forman las nubes cuando asciende el aire húmedo.

Este modelo pasa por alto las diferencias dentro de la nube: algunas zonas contienen más gotas que otras, mientras que los bordes tenues se funden con el aire circundante. Aplicar un contenido medio de agua a todo el volumen permite hacer el cálculo sin afirmar que todas las partes de la nube tengan el mismo aspecto o contengan la misma cantidad de agua.

Es fácil imaginar una extensión de 1 km si la comparamos con un punto de referencia. El Burj Khalifa alcanza los 828 m (2,720 ft); si lo colocáramos junto al ancho estimado de la nube, no llegaría del todo de un lado al otro. La extensión horizontal de la nube es una amplia zona sobre nuestras cabezas, no una torre que se alza desde el suelo.

Los accidentes geográficos naturales ofrecen otra referencia de escala. Big Daddy Dune se eleva 325 m (1,070 ft), unas 2.8 veces la altura de Hyperion, la secuoya roja de 116 m (380 ft). Sus siluetas distintas permiten comparar mejor la extensión de un kilómetro de la nube con alturas medidas desde el suelo.

Multiplica el volumen por el agua que contiene

El modelo asigna alrededor de 0.5 g de agua líquida (se abre en una pestaña nueva) a cada metro cúbico. Multipliquemos esa cantidad por los 1 billion m³ de la nube: 0.5 g/m³ × 1,000,000,000 m³ = 500,000,000 g. Eso equivale a 500,000 kg, o alrededor de 500 toneladas métricas de agua líquida.

Otra forma de seguir el cálculo es imaginar que dividimos la nube en cubos de 1 m de lado. Cada cubo aporta apenas medio gramo de agua, pero el modelo contiene 1 billion de esos metros cúbicos. Una pequeña cantidad, repetida a lo largo de un volumen enorme, da como resultado una cifra total muy grande.

Este es el mismo método básico que se usa en los consejos para estimar: elegir un volumen, calcular cuánto contiene cada unidad y luego multiplicar. El resultado es una estimación únicamente del agua líquida. No incluye el aire que ocupa el mismo espacio.

La nube también contiene una enorme cantidad de aire

Cerca del nivel del mar, un metro cúbico de aire tiene una masa de aproximadamente 1.2 kg (se abre en una pestaña nueva). Por lo tanto, los 1 billion m³ del modelo contendrían unos 1.2 billion kg de aire, o 1.2 million toneladas métricas. Eso equivale aproximadamente a 2,400 veces la masa estimada del agua líquida.

Las gotas se mezclan con ese aire, no lo reemplazan. Además, el aire húmedo puede ser menos denso que el aire más seco que lo rodea, como explica el Servicio Geológico de Estados Unidos. El vapor de agua es más ligero que las moléculas de nitrógeno y oxígeno a las que desplaza, y las diferencias de temperatura también influyen en que el aire ascienda o descienda.

Así que la nube no se sostiene gracias a una envoltura oculta. Es una zona de la atmósfera donde las gotas de agua son transportadas por el aire en movimiento. La masa total de agua puede ser grande, aunque cada parte de la nube siga siendo una neblina tenue dentro de un volumen de aire mucho mayor.

Por qué no caen de golpe cientos de toneladas de agua

Una gota típica de nube mide aproximadamente 20 micrometres de diámetro (se abre en una pestaña nueva). Un cabello humano tiene unos 70 µm de ancho, así que cada gota es mucho más pequeña que un pelo común. La gravedad tira de las gotas hacia abajo, pero su tamaño diminuto hace que la resistencia del aire frene su caída; las corrientes ascendentes y las turbulencias pueden mantenerlas en movimiento junto con el aire.

Las nubes se forman cuando el aire húmedo asciende y se enfría, lo que permite que el agua se condense en gotas. Allí donde el aire se mueve o se seca, las gotas se evaporan y el borde visible se desvanece. La parte superior blanca y bien definida de un cúmulo, junto con su borde irregular, son señales de cambios en el aire y la humedad, no de un contorno fijo.

Cuando las gotas o las partículas de hielo crecen lo suficiente, pueden caer en forma de lluvia u otras precipitaciones. Ese proceso es distinto de la sustentación de dirigibles y globos, que depende de la flotabilidad dentro de una envoltura. Una nube no tiene envoltura: sus gotas viajan con el aire que las rodea.

Mira un cúmulo desde el suelo: su parte superior blanca destaca contra el cielo azul, mientras que su borde irregular se hace cada vez más tenue, hasta que la neblina desaparece de la vista.