De las nubes

Hoy nos paramos a mirar las nubes. Quien más, quien menos, todos lo hemos hecho alguna vez. No hay de qué avergonzarse.

Las nubes pueden sugerir historias, con sus formas cambiantes. A nosotros también nos plantean preguntas. Porque en la escuela nos han enseñado el ciclo del agua, eso de que el agua se evapora del mar, forma nubes, después cae como lluvia y va a los ríos que vuelven a ir al mar. Bien pero, si el agua es transparente y el vapor de agua invisible, ¿por qué las nubes son blancas? ¿Y por qué flotan en el aire si el agua es más densa que el aire? Las nubes esconden secretos que no son del todo evidentes.

La clave de todo es de qué están hechas. Las nubes están formadas por microgotas de agua o partículas de hielo. Cada gota es esférica, debido a que la tensión superficial tiende a minimizar su superficie, y tiene un diámetro de entre una y cien micras, esto es 10^-6 m - 10^-4 m. Muy pequeñas. Las de lluvia son entre diez y mil veces más grandes.

Las nubes se forman por condensación del vapor de agua que sube desde la superficie terrestre y que, como dijimos, es transparente. Las corrientes de aire caliente ascienden por ser menos densas que el aire frío. LLegado cierto punto la temperatura es suficientemente baja como para que el vapor, en estado gaseoso, se condense en microgotas de agua. ¿Por qué no caen las gotas? La razón es que por ser gotas tan pequeñas pesan poco y el rozamiento con el aire  que asciende es suficiente para mantenerlas suspendidas.

¿Por qué son blancas? Sencillamente, porque la luz proveniente del sol es blanca. Las microgotas de agua van dispersando la luz del sol en todas direcciones. El punto importante es que esta dispersión es independiente de la longitud de onda de la radiación, por tanto la luz dispersada tiene el mismo color que la luz incidente: blanco. Este tipo de dispersión por microgotas esféricas de diámetro ligeramente superior al de la longitud de onda de la radiación se ajusta a lo que se conoce como dispersión de Mie. Lamentablemente no aparece en mis libros de electrodinámica, pero nos creemos lo que dice la web de ella. La parte inferior de las nubes se torna gris porque le llega menos luz, al haber sido dispersada ésta por la parte superior de la nube.

Por último, creo que viene al caso contestar a la típica pregunta de por qué el cielo es azul. Esto es debido también a la dispersión de la luz solar por las partículas de la atmósfera. Si no hubiera atmósfera, como ocurre en la luna, el cielo sería negro, y sólo veríamos la luz del sol si le miráramos directamente. La atmósfera, al igual que las nubes, dispersa la luz del sol, pero la diferencia crucial es que las partículas de la atmósfera son aún más pequeñas que las microgotas, siendo su tamaño inferior a la longitud de onda de la luz visible. Se produce entonces lo que se conoce como dispersión de Rayleigh, ésta afecta mucho más a los colores azulados que al resto del espectro. Por tanto lo rayos de luz azules se extienden por la atmósfera y acaban llegando a la superficie de la tierra desde todas direcciones, por eso el cielo es azul. Ésta es la razón también de por qué el sol se ve rojizo antes de ocultarse por el horizonte. En la puesta de sol los rayos tienen que atravesar más atmósfera y por tanto han perdido por dispersión más color azul, quedando sólo los tonos amarillo-rojizos.

Bueno, después de este rollo aún me quedan algunas dudas, pero creo es suficiente; porque lo que yo quería hoy realmente era enseñarte esta canción del pianista italiano Ludovico Einaudi: "Nuvole Bianche" ( Nubes blancas)