Reddit – askscience – ¿Por qué las nubes son planas o parecen serlo en su parte inferior?
La respuesta corta es que el tipo específico de nube que describes se forma de abajo hacia arriba, estando la parte inferior definida por una temperatura atmosférica específica y siendo así uniforme en una amplia zona, y la parte superior definida tanto por el impulso ascendente de una parcela de aire como por las corrientes de convección dentro de ella, siendo así hinchada.
Un poco más de detalle, si quieres. El aire contiene agua en estado gaseoso («vapor de agua»), cuya medida se llama humedad. La capacidad del aire para contener vapor de agua depende de la temperatura, siendo el aire más caliente capaz de retener mucha más agua que el aire más frío. Cuando el aire retiene toda el agua posible, la humedad es del 100% y se denomina «saturado». Si se intenta superar el 100% de humedad, ya sea añadiendo humedad o reduciendo la temperatura, el exceso de humedad se verá obligado a condensar el agua gaseosa en gotas líquidas, formando una nube. Eso es lo que ocurre cuando exhalas en un día frío: tu aliento caliente es a la vez caliente y húmedo, soportando bastante agua, pero al chocar con el aire frío se enfría y el exceso de humedad se ve obligado a condensarse en una nubecita.
Ahora un poco más de física. Cuanto más subes en la atmósfera, más bajan la presión y la temperatura. La presión cae porque hay menos aire por encima de ti para causarla, y la temperatura cae porque eso es lo que hacen los gases cuando se reduce su presión.
Ahora vamos a unir todo esto imaginando una sección transversal de la atmósfera. Hay vapor de agua, sobre todo donde es bajo y cálido. A medida que aumenta la temperatura y la presión disminuyen, y si el vapor de agua sigue ahí, la humedad aumenta necesariamente hasta que el aire se satura y el exceso de vapor debe condensarse en forma de nube. Si la sección transversal de la atmósfera es uniforme en una larga distancia, también lo serán las nubes. Por eso las bases de las nubes suelen ser planas: en las escalas de las que hablamos (los pocos kilómetros de cielo que una persona puede ver desde el suelo) la temperatura y el contenido de humedad son bastante uniformes, por lo que la altitud a la que tu trozo de aire se satura y forma una nube es bastante constante.
Ahora digamos que en nuestra sección transversal nunca llega un punto en el que el aire se sature. ¡Tenemos un día soleado! Pero, ¿cómo crear nubes en un día soleado? Si hay humedad en la parte baja (como suele ocurrir, originada por el suelo, las plantas, los lagos, etc.) se puede tomar ese aire húmedo y elevarlo hasta que se enfríe lo suficiente como para crear una nube. Una buena manera de elevar el aire en un día soleado es calentarlo con el sol. No toda la tierra se calienta al mismo ritmo, por lo que hay puntos más calientes y puntos más fríos en el aire por encima, y el aire caliente querrá elevarse con respecto a los vecinos fríos, creando una térmica. Si pudieras verla, se parecería mucho a un hongo nuclear en miniatura.
A medida que tu térmica se eleva en tu sección transversal de aire, por lo demás uniforme, empezará a enfriarse y finalmente cruzará esa altitud en la que se satura, y tendrás un bonito fondo de nube plano. Pero tu térmica sigue subiendo, y cada trozo de ella se condensa en la nube a esa misma altitud. Un detalle divertido de la física: cuando el vapor de agua gaseoso se condensa y se convierte en líquido, libera calor, el proceso inverso a la transformación del agua líquida en gas mediante la adición de calor. Ese calor puede alimentar tu pequeña térmica un poco más, añadiendo un montón de pequeños trozos de convección aquí y allá que crean pequeñas burbujas de aire que suben y bajan, dándole una textura de «palomitas de maíz», y agitando el aire lo suficiente como para darte turbulencias si vuelas a través de él. (¡Pon el proceso al máximo para crear una tormenta eléctrica!)