Para entender los agujeros en las nubes

Las nubes que presentan un rasgo conocido como cavum, llamadas nubes agujero y nubes perforadas, tienen un aspecto tan extraño que a veces hay quienes aseguran que son rastros de platillos voladores u otros fenómenos anómalos no identificados. Al observarlas desde abajo, pueden verse como un gran espacio circular o elíptico recortado cuidadosamente en las nubes, con delicados flecos en el medio del agujero.

Son igualmente impresionantes cuando se las observa desde arriba. Esta imagen del 30 de enero de 2024 muestra un grupo de cavum sobre el golfo de México frente a la costa oeste de Florida. Fue captada por el Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS, por sus siglas en inglés) a bordo del satélite Terra de la NASA.

No se requieren explicaciones de otro mundo para entender esta llamativa formación de nubes. Si bien los científicos han mencionado periódicamente estos fenómenos en revistas científicas y han especulado sobre su causa desde la década de 1940, un par de estudios publicados en 2010 y 2011, dirigidos por científicos de la Corporación Universitaria para la Investigación Atmosférica (UCAR, por sus siglas en inglés), presentaron una explicación que puso fin a otras hipótesis. Estos fenómenos son causados por aviones que pasan a través de bancos de nubes altocúmulos.

Estas nubes de las capas medias de la atmósfera están compuestas por gotas de agua en estado líquido que se han subfundido; es decir, las gotas permanecen líquidas incluso cuando las temperaturas están por debajo del punto de congelación típico del agua (32 grados Fahrenheit o cero grados Celsius). La subfusión ocurre cuando las gotas de agua son excepcionalmente puras y carecen de partículas pequeñas, como polvo, esporas de hongos, polen o bacterias, alrededor de las cuales generalmente se forman los cristales de hielo.

La subfusión puede sonar como algo exótico, pero ocurre de modo rutinario en la atmósfera de la Tierra. Los altocúmulos, los cuales cubren alrededor del ocho por ciento de la superficie de la Tierra en un momento dado, están compuestos principalmente de gotas de agua líquida subfundidas a una temperatura de alrededor de -15 °C.

Pero incluso las nubes subfundidas tienen sus límites. A medida que el aire se mueve alrededor de las alas de los aviones y pasa por las hélices, un proceso conocido como expansión adiabática enfría el agua unos 20 °C adicionales o más, y puede hacer que las gotas de agua líquida lleguen hasta el punto de congelación sin la ayuda de las partículas suspendidas en la atmósfera. Los cristales de hielo producen más cristales de hielo a medida que las gotas líquidas continúan congelándose. Finalmente, los cristales de hielo se vuelven lo suficientemente pesados como para comenzar a caer del cielo, dejando un espacio vacío en la capa de nubes. Los cristales de hielo que caen suelen ser visibles en el centro de los agujeros como rastros tenues de una precipitación que nunca llega al suelo. Esta característica se conoce como virga.

A diferencia de los intentos anteriores para explicar estos fenómenos, los investigadores de la UCAR, con colegas de varias otras instituciones, incluyendo el Centro de Investigación Langley de la NASA, hicieron uso de una combinación de datos de vuelos de los aviones, observaciones satelitales y modelos meteorológicos para explicar cómo se forman estas nubes y para rastrear cuánto tiempo duran. Los investigadores descubrieron que cuando los aviones pasaban a través de las nubes en un ángulo bastante agudo, aparecía una pequeña cavidad, o cavum, circular. Si pasaban a través de las nubes en un ángulo más llano, se observaba la formación de canales más largos, o estelas de disipación, en las nubes, con extensos rastros de virga, como el que se muestra arriba.

Otros factores que pueden afectar la longitud de estas nubes son el espesor de la capa de nubes, la temperatura del aire y el grado de cizalladura horizontal del viento, según informaron los investigadores. Su análisis mostró que un espectro completo de tipos de aeronaves —incluyendo grandes aviones de pasajeros, aviones regionales, aviones privados, aviones militares y turbohélices— pueden producir la formación de cavum y de canales en las nubes. Con la llegada de más de mil vuelos diarios al Aeropuerto Internacional de Miami, existen muchas oportunidades de que los aviones encuentren las condiciones atmosféricas necesarias para producir nubes de cavum.

Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Michala Garrison, utilizando datos de MODIS de los sistemas LANCE/EOSDIS y GIBS/Worldview de la NASA. Reportaje por Adam Voiland.

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