Los cirros y las nubes noctilucentes: diferencias y similitudes

Esta nubes se codean por ser muy altas, formadas por cristalitos de hielo pero poseen más diferencias que similitudes.

Similitudes

Los cirros y las nubes noctilucentes son dos nubes formada por cristales de hielo. Ambas pueden ser muy delgadas y fibrosas, y presentar estructuras a veces onduladas. La similitud termina aquí.

Diferencias

Los cirros pueden ser lo suficientemente gruesos como para bloquear los rayos del sol o lo suficientemente delgados como para mostrar el cielo azul. La figura 1 muestra un ejemplo típico de cirros. Son visibles durante el día y a menudo proporcionan atardeceres y amaneceres rosados. Son difíciles de ver por la noche, a menos que la Luna esté fuera. Las nubes noctilucentes son tan tenues que se suelen ver sólo durante el profundo crepúsculo, no muy por encima del horizonte y contra un cielo oscuro. Su color es a menudo un distintivo azul plateado, a diferencia de los cirros, que son de color blanco durante el día o rosa cerca del amanecer y del atardecer. La figura 2 es un ejemplo sorprendente de nubes noctilucentes.

Ubicación y formación

Los cirros se presentan en la alta troposfera (la capa más baja de la atmósfera), de día y de noche y en todas las estaciones, generalmente en altitudes entre 8 y 12 km. Los cirros tropicales se sitúan en niveles más altos.

Las nubes noctilucentes aparecen sólo en el hemisferio de verano, de tres a cinco semanas antes del solsticio de verano, generalmente en latitudes superiores a 50 ° y sólo en la parte superior de la mesosfera (la mesosfera se encuentra por encima de la estratosfera, que a su vez, se encuentra por encima de la troposfera). La gama de alturas típicas es de 83 a 85 km. La figura 3 ilustra las condiciones óptimas para ver nubes noctilucentes. Se ven mejor en el crepúsculo profundo, cuando el sol está de 6 ° a 16 ° bajo el horizonte. En estas condiciones, la troposfera y la estratosfera están en la sombra de la Tierra, pero la mesosfera está todavía en la luz del sol, que ilumina las nubes. La atmósfera es tan fina en la mesosfera (la presión en la parte superior es menos de 0,001% que en la superficie de la Tierra) que hay pocas moléculas para la dispersión de luz azul y aún así la parte soleada del cielo aparece en negro, lo que hace que estas nubes sean más prominentes.

Antes de que se pueda formar una nube de cristales de hielo, la temperatura debe ser lo suficientemente baja y el contenido de vapor de agua lo suficientemente grande como para que la deposición de las moléculas de agua en los núcleos de hielo, o en las microscópicas partículas pueden formar cristales de hielo directamente del vapor en el aire.

En la troposfera, los cirros se forman fácilmente por debajo de los – 30ºC, siempre que el suministro de vapor sea suficiente. A – 30ºC, una concentración de 1,5 gramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco es suficiente como para formar una nube cirriforme. El suministro de vapor de agua requerido disminuye rápidamente cuando la temperatura cae. El suministro de vapor en la troposfera proviene casi exclusivamente de la evaporación en el suelo y de cuerpos de agua. Los ascensos convectivos son muy eficientes en la inyección de humedad desde cerca del suelo a la alta en la troposfera, particularmente en las tormentas.

En la mesosfera, las nubes noctilucentes se forman sólo a temperaturas muy bajas, por debajo de los -132ºC. Dichas temperaturas son las más extremas registradas en cualquier lugar en la atmósfera. En comparación, la temperatura del hielo seco es de -79C. El único lugar tal extremo frío se produce en la parte superior de la mesosfera y en altas latitudes. La única vez es un par de semanas en la época del solsticio de verano.

Fuentes del vapor de agua

Hay dos fuentes principales de vapor de agua en la mesosfera. El vapor de agua alcanza en la mesosfera valores más bajos que en la troposfera. Este vapor entra en la estratosfera a través de lo que se llama la "trampa de frío" en la tropopausa (la parte superior de la troposfera). Gran parte del vapor que lo contrario se llegaría a la estratosfera a través de la parte superior de las tormentas muy altas se condensa en el aire muy frío en la tropopausa. El vapor que sobrevive de la trampa de frío tiene una concentración de sólo unas pocas partes por millón (ppm) en volumen; se difunde lentamente hacia arriba a través de la estratosfera a la mesosfera. En la estratosfera superior, se producen reacciones químicas que destruyen el metano y crean moléculas de vapor de agua. Estas, también se difunden hacia arriba en la mesosfera. Estas dos fuentes juntas pueden aumentar la concentración de moléculas de vapor de agua en la mesosfera inferior hasta un máximo de seis a siete ppm. Uno de los obstáculos a las moléculas de vapor de agua llegando a la parte superior de la mesosfera es la destrucción de algunos de ellas por la intensa radiación ultravioleta del sol por encima de 75 km. El vapor de agua que se mezcla a la altura de las nubes noctilucentes es probablemente unos pocas ppm. Este aire es mil veces más seco que el aire en medio del desierto de Sahara.

Tamaños y formas de los cristales

Los cristales en las nubes cirrus abarcan rangos desde los 10 hasta los 2000 μm en tamaño (1 μm = millonésima de un metro). Las formas más comunes son rosetas de bala, agregados (múltiples cristales pegados), placas hexagonales y columnas huecas. El tamaño y la forma dependen de la temperatura y la cantidad de vapor de agua presente. En las nubes noctilucentes, los cristales no tienen formas hexagonales como lo hacen en los cirros. Lo más habitual en el cristal probablemente es una forma especial de hielo llamado hielo cúbico. Los cristales son excepcionalmente pequeños: el rango de tamaño es de menos de 0.025 μm (subvisible) a 0.100 μm.

Para resumir, aunque las nubes cirriformes y las nubes noctilucentes contienen cristales de hielo, su apariencia visual, la frecuencia de observación, las condiciones atmosféricas que acompaña a su formación, y las formas y tamaños de los cristales de hielo dentro de ellas son notablemente diferentes.