Los altoestratos son un género de nubes de altitud media formadas por gotitas de agua, cristales de hielo o una mezcla de ambos. Los altoestratos se forman cuando grandes masas de aire cálido y húmedo se elevan, lo que hace que el vapor de agua se condense. Los altoestratos suelen ser capas grises o azuladas sin rasgos distintivos, aunque algunas variantes tienen bases onduladas o con bandas. El sol se puede ver a través de las nubes altoestratos más delgadas, pero las capas más gruesas pueden ser bastante opacas .
Las nubes altoestratos suelen predecir la llegada de frentes cálidos . Una vez que llegan las nubes altoestratos asociadas con un frente cálido, generalmente se producirán lluvias o nieve continuas durante las siguientes 12 a 24 horas. Aunque las nubes altoestratos predicen la llegada de un clima más cálido y húmedo, por sí mismas no producen precipitaciones significativas. Sin embargo, las tormentas eléctricas pueden estar incrustadas en las nubes altoestratos y traer lluvias.
Debido a que las nubes altoestratos pueden contener cristales de hielo, pueden producir algunos fenómenos ópticos como iridiscencia y coronas .
Las nubes altoestratos son generalmente grises o teñidas de azul con una apariencia de manta uniforme en gran parte. No tienen características distintivas y por lo general no producen precipitaciones . El nombre "altoestratos" proviene de la conjugación de las palabras latinas "altum", que significa "alto", y "stratus", que significa "plano" o "extendido". [1] [2] Las nubes altoestratos pueden producir virga , lo que hace que la base de la nube parezca brumosa. [3] Si bien no producen precipitaciones significativas, las nubes altoestratos pueden causar lloviznas ligeras o incluso pequeños chaparrones. [4] La lluvia constante y el descenso de la base de la nube hacen que los altoestratos se conviertan en nimboestratos . [5]
A diferencia de la mayoría de los otros tipos de nubes, las nubes altoestratos no se subdividen en especies de nubes debido a su apariencia en gran parte sin características. [6] Sin embargo, todavía aparecen en cinco variedades: Altostratus duplicatus , opacus , radiatus , translucidus y undulatus . [7] Altostratus duplicatus es una forma rara de nubes altoestratos compuestas de dos o más capas de nubes. [8] Translucidus es una forma translúcida de nubes altoestratos, lo que significa que el sol o la luna se pueden ver a través de la nube, [9] mientras que la variedad opaca es opaca. [10] Radiatus es otra variedad rara. Tiene bandas paralelas de nubes que se extienden hacia el horizonte. [11] La variedad undulatus tiene una apariencia ondulada: la parte inferior de la nube parece subir y bajar. [12]
Las nubes altoestratos y altocúmulos , ambas nubes de nivel medio, [4] se miden comúnmente juntas en estudios de cobertura de nubes. Juntas, cubren alrededor del 25% de la superficie de la Tierra en promedio [13] según los datos satelitales de CALIPSO . [14] Esto constituye aproximadamente un tercio de la cobertura de nubes total de la Tierra. [13] Por sí sola, separada de los altocúmulos, los altoestratos cubren ~16% de la superficie de la Tierra. [13] La cobertura de nubes altoestratos varía estacionalmente en las regiones templadas, con una cobertura significativamente menor en los meses de verano en comparación con las otras estaciones. Además, la cobertura de nubes altoestratos varía según la latitud , y las regiones tropicales tienen muchas menos nubes altoestratos en comparación con las regiones templadas o polares. [15] Los altoestratos y los altocúmulos cubren aproximadamente el 22% de la superficie del océano según las mediciones de superficie, con una variación mínima según la estación. [16]
Las nubes altoestratos son más cálidas en la parte inferior y más frías en la parte superior, [17] con un gradiente térmico bastante constante [18] de 5 a 7 °C por kilómetro (14 a 20 °F por milla) dentro de la nube. El gradiente térmico es la velocidad a la que la temperatura disminuye con la altitud. [19] Los gradientes térmicos más altos (es decir, las caídas más rápidas de la temperatura con el aumento de la altitud) se asociaron con nubes más frías. [18] La temperatura promedio de las nubes altoestratos, según los datos recopilados de aproximadamente 45° a 80° de latitud, varió de alrededor de −16 a −45 °C (3,2 a −49 °F). Las temperaturas más cálidas se produjeron durante el verano y las temperaturas más frías durante el invierno. [17]
En el interior de las nubes altoestratos, la humedad relativa es generalmente máxima hacia la parte superior de la nube y disminuye de forma lenta y aproximadamente lineal hacia la parte inferior. La parte más baja de la nube tiene la humedad relativa más baja. [17] Por debajo de la parte inferior de la nube, la humedad relativa cae rápidamente. [20]
Los altoestratos pueden estar compuestos de gotitas de agua, gotitas de agua superenfriada y cristales de hielo, [4] pero los cristales de hielo constituyen la gran mayoría. [21] En algunas nubes altoestratos formadas por cristales de hielo, pueden aparecer láminas horizontales muy delgadas de gotitas de agua aparentemente al azar, pero desaparecen rápidamente. [22] El tamaño de los cristales de hielo en la nube tendía a aumentar a medida que disminuía la altitud. Sin embargo, cerca de la parte inferior de la nube, las partículas disminuyeron de tamaño nuevamente. Durante el muestreo de una nube, los científicos notaron un halo mientras volaban cerca de la parte superior de la nube, lo que indicaba que los cristales de hielo eran hexagonales cerca de la parte superior. Sin embargo, más abajo, los cristales de hielo se volvieron más conglomerados. [23] [24] Las nubes altoestratos de fase mixta (que contienen tanto hielo como agua) contienen una "capa de fusión", debajo de la cual los cristales de hielo tienden a fundirse en gotitas de agua. Estas gotitas de agua son esferas y, por lo tanto, caen mucho más rápido que los cristales de hielo, acumulándose en la parte inferior de la nube. [25]
Las nubes altoestratos se forman cuando una gran masa de aire cálido se eleva, lo que hace que el vapor de agua en la atmósfera se condense en núcleos (pequeñas partículas de polvo), formando gotitas de agua y cristales de hielo. [26] Estas condiciones suelen ocurrir en el borde delantero de un frente cálido, donde las nubes cirroestratos se espesan y bajan hasta que se transforman en nubes altoestratos. [2] Alternativamente, las nubes nimboestratos pueden adelgazarse y convertirse en altoestratos. [27] Los altoestratos pueden incluso formarse a partir de la expansión de la nube de yunque superior o de la columna central de una tormenta eléctrica. [27]
Las nubes altoestratos son nubes de nivel medio [4] que se forman entre 2.000 y 4.000 metros (6.600 a 13.000 pies) sobre el nivel del mar en las regiones polares . En las regiones templadas , el techo aumenta drásticamente, lo que permite que las nubes altoestratos se formen entre 2.000 y 7.000 metros (6.600 a 23.000 pies). En las regiones tropicales , los altoestratos pueden alcanzar incluso más altura, formándose entre 2.000 y 8.000 metros (6.600 a 26.000 pies). [3] Pueden tener un espesor de entre 1.000 y 5.000 metros (3.300 a 16.000 pies) [3] y pueden cubrir cientos de kilómetros de la superficie de la Tierra. [28]
Las nubes altoestratos tienden a formarse antes de los frentes cálidos o frentes ocluidos y anuncian su llegada. [2] Estos frentes cálidos traen aire más cálido a la región. Los frentes ocluidos se forman cuando un frente frío que se mueve más rápido alcanza a un frente cálido, y la temperatura después de que el sistema frontal pasa puede aumentar o disminuir. [29] A medida que se acerca el sistema frontal, las nubes cirroestratos se espesarán y se convertirán en nubes altoestratos, que luego se espesarán gradualmente y se convertirán en nubes nimboestratos. [2] [30] Si el sistema frontal está ocluido, también pueden estar presentes nubes cumulonimbus . [29] Una vez que las nubes altoestratos han llegado, generalmente habrá lluvia o nieve en las siguientes 12 a 24 horas. [30]
La inestabilidad en la atmósfera puede generar tormentas eléctricas en una nube altoestrato, [3] aunque las nubes altoestratos por sí mismas no producen tormentas. [4]
A nivel mundial, las nubes reflejan alrededor de 50 vatios por metro cuadrado [a] de radiación solar de onda corta hacia el espacio, enfriando la Tierra alrededor de 12 °C (22 °F), un efecto causado en gran medida por las nubes estratocúmulos . Sin embargo, al mismo tiempo, reflejan alrededor de 30 vatios por metro cuadrado de radiación de cuerpo negro de onda larga (infrarroja) emitida por la Tierra hacia la superficie terrestre, calentando la Tierra alrededor de 7 °C (13 °F), un proceso llamado efecto invernadero . Los cirros y los altoestratos son las dos principales fuentes de este efecto de calentamiento. Esta combinación de calentamiento y enfriamiento suma una pérdida neta de 20 vatios por metro cuadrado a nivel mundial, enfriando la Tierra aproximadamente 5 °C (9,0 °F). [31] [32] [33] [34]
Las nubes altoestratos son el único género de nubes, además de los cirros, que exhibe un efecto de calentamiento global neto sobre la Tierra y su atmósfera; sin embargo, los cirros tienen un efecto de calentamiento cuatro veces más potente que los altoestratos (2 vatios por metro cuadrado versus solo 0,5 vatios por metro cuadrado). [35]
Las nubes altoestratos pueden producir halos brillantes cuando se observan desde el aire, [3] pero no cuando se observan desde el suelo. [36] Los halos pueden tomar la apariencia de anillos, arcos o puntos de luz blanca o multicolor y se forman por la reflexión y refracción de la luz solar o de la luna que brilla a través de los cristales de hielo en la nube. [37] La difracción de la luz a través de las nubes altoestratos también puede producir coronas , que son pequeños anillos concéntricos de luz de color pastel alrededor del sol o la luna. También pueden ser iridiscentes , con bandas a menudo paralelas de color brillante proyectadas sobre una nube. A diferencia de los halos, las coronas y la iridiscencia se pueden ver desde la superficie de la Tierra. [2] [38]
Los altoestratos y altocúmulos son dos géneros de nubes de nivel medio que suelen formarse entre 2000 y 6100 m (6500 y 20 000 pies). [4] [39] Se les da el prefijo "alto-". Estas nubes se forman a partir de cristales de hielo, gotitas de agua superenfriada o gotitas de agua líquida. [4]
Por encima de las nubes de nivel medio hay tres géneros diferentes de nubes de nivel alto: cirros , cirrocúmulos y cirroestratos, todos ellos con el prefijo "cirro-". Las nubes de nivel alto suelen formarse por encima de los 6100 m (20 000 pies). [4] [39] [40] A los cirrocúmulos y cirroestratos a veces se los denomina informalmente nubes cirriformes debido a su frecuente asociación con los cirros. [41]
Por debajo de las nubes de nivel medio se encuentran las nubes de nivel bajo, que normalmente se forman por debajo de los 2000 m (6500 pies) y no tienen prefijo. [4] [39] Los dos géneros que son estrictamente de nivel bajo son los estratos y los estratocúmulos . Estas nubes están compuestas de gotitas de agua, excepto durante el invierno, cuando se forman de gotitas de agua superenfriadas o cristales de hielo si la temperatura al nivel de la nube está por debajo del punto de congelación. Tres géneros adicionales se forman normalmente en el rango de baja altitud, pero pueden estar basados en niveles más altos en condiciones de muy baja humedad. Son los géneros cúmulos , cumulonimbos y nimboestratos . Estos a veces se clasifican por separado como nubes de desarrollo vertical, especialmente cuando sus cimas son lo suficientemente altas como para estar compuestas de gotitas de agua superenfriadas o cristales de hielo. [42] [4]
Las nubes cirrostratos pueden aparecer como un velo liso en el cielo [43] o como una lámina estriada. [40] A veces son similares a los altoestratos y se distinguen de estos últimos porque el sol o la luna siempre son claramente visibles a través de los cirroestratos transparentes, en contraste con los altoestratos que tienden a ser opacos o translúcidos. [44] Los cirroestratos se presentan en dos especies, fibratus y nebulosus . [45] Los cristales de hielo en estas nubes varían dependiendo de la altura en la nube. Hacia la parte inferior, a temperaturas de alrededor de −35 a −45 °C (−31 a −49 °F), los cristales tienden a ser columnas hexagonales largas y sólidas. Hacia la parte superior de la nube, a temperaturas de alrededor de −47 a −52 °C (−53 a −62 °F), los tipos de cristales predominantes son placas gruesas y hexagonales y columnas cortas y sólidas y hexagonales. [46] [47] Estas nubes suelen producir halos, y a veces el halo es la única indicación de que dichas nubes están presentes. [30] Se forman cuando el aire cálido y húmedo se eleva lentamente hasta una gran altitud. [48] Cuando se acerca un frente cálido, los cirroestratos se vuelven más espesos y descienden formando altoestratos, [4] y la lluvia suele comenzar entre 12 y 24 horas después. [30]
Los altocúmulos son pequeñas manchas o montículos de nubes blancas o gris claro. [49] [4] Al igual que los altoestratos, los altocúmulos están compuestos por una mezcla de gotitas de agua, gotitas de agua superenfriada y cristales de hielo. Aunque los altocúmulos son nubes de nivel medio que se forman aproximadamente a la misma altitud que los altoestratos, sus métodos de formación son completamente diferentes. Los altocúmulos se forman a partir de procesos convectivos (ascendentes), [4] mientras que los altoestratos generalmente se forman por cirroestratos descendentes y engrosados. [2]
Los estratos son nubes de bajo nivel que suelen ser visualmente similares a los altoestratos. [4] Los estratos se presentan en dos especies: nebulosus , una capa de nubes gris plana en gran parte sin rasgos distintivos, y fractus , fragmentos de nubes destrozados [50] a menudo llamados "scud". [4] Las variedades opacas de nubes altoestratos y estratos nebulosos pueden ser virtualmente indistinguibles entre sí a simple vista, hasta el punto de que la Organización Meteorológica Mundial sugiere que una de las pocas formas de distinguir entre estas nubes es verificar qué tipos de nubes las precedieron. [51] Las nubes altoestratos, debido a que tienden a formarse a partir de frentes cálidos, [2] generalmente están precedidas por nubes cirriformes de alto nivel. [51] Las nubes estratos tienden a formarse por el enfriamiento de masas de aire, a menudo por la noche, [52] y, por lo tanto, no suelen estar precedidas por otros tipos de nubes. [51]
Los nimboestratos son nubes estratos de bajo nivel (a veces clasificadas como verticales) portadoras de lluvia. A diferencia de las lloviznas o lloviznas ligeras que pueden producir los altoestratos o los estratos, los nimboestratos producen lluvia o nieve intensa y continua. Estas nubes son lo suficientemente espesas y oscuras como para tapar por completo el sol. [4] [53] Los nimboestratos no tienen especies [54] ni variedades. [55] Al igual que los altoestratos, las nubes nimboestratos pueden estar formadas por cristales de hielo, gotitas de agua superenfriada o gotitas de agua. [56]
