Cumulonimbus (del latín cumulus 'oleaje' y nimbus 'nube') es una nube vertical, densa y elevada , [1] que se forma típicamente a partir del vapor de agua que se condensa en la troposfera inferior y que asciende transportado por poderosas corrientes de aire flotantes . Por encima de las partes inferiores del cumulonimbus, el vapor de agua se convierte en cristales de hielo , como nieve y granizo , cuya interacción puede provocar la formación de granizo y rayos , respectivamente.
Cuando causan tormentas eléctricas , estas nubes pueden llamarse cabezas de tormenta . Los cumulonimbos pueden formarse solos, en grupos o a lo largo de líneas de turbonadas . Estas nubes son capaces de producir rayos y otros fenómenos meteorológicos extremos peligrosos , como tornados , vientos peligrosos y granizos de gran tamaño. Los cumulonimbos se forman a partir de nubes cumulus congestus superdesarrolladas y pueden desarrollarse aún más como parte de una supercélula . La abreviatura de cumulonimbo es Cb .
Las nubes cumulonimbus altas suelen estar acompañadas de nubes cumulonimbus más pequeñas . La base del cumulonimbus puede extenderse varios kilómetros (millas) de ancho, o ser tan pequeña como varias decenas de metros (yardas) de ancho, y ocupa altitudes bajas a altas dentro de la troposfera, formándose a una altitud de aproximadamente 200 a 4000 m (700 a 10 000 pies). Los picos normales suelen alcanzar hasta 12 000 m (39 000 pies), con picos inusualmente altos que suelen alcanzar alrededor de 20 000 m (66 000 pies) [2] y casos extremos que se afirma que alcanzan los 21 000 m (69 000 pies) o más. [3] Las nubes cumulonimbus bien desarrolladas se caracterizan por una parte superior plana, en forma de yunque (cúpula de yunque), causada por la cizalladura del viento o la inversión en el nivel de equilibrio cerca de la tropopausa . La plataforma del yunque puede preceder al componente vertical de la nube principal durante muchos kilómetros (millas) y estar acompañada por relámpagos. Ocasionalmente, las parcelas de aire ascendentes superan el nivel de equilibrio (debido al impulso) y forman una cima que sobrepasa el nivel máximo de la parcela . Cuando se desarrolla verticalmente, esta nube, la más grande de todas, generalmente se extiende a través de las tres regiones nubosas. Incluso la nube cumulonimbus más pequeña empequeñece a sus vecinas en comparación.
Las células de tormenta cumulonimbus pueden producir lluvias torrenciales de naturaleza convectiva (a menudo en forma de un eje de lluvia ) e inundaciones repentinas , así como vientos en línea recta . La mayoría de las células de tormenta mueren después de unos 20 minutos, cuando la precipitación causa más corrientes descendentes que ascendentes , lo que hace que la energía se disipe. Sin embargo, si hay suficiente inestabilidad y humedad en la atmósfera (en un día caluroso de verano, por ejemplo), la humedad y las ráfagas salientes de una célula de tormenta pueden hacer que se formen nuevas células a solo unos pocos kilómetros (millas) de la anterior unas pocas decenas de minutos más tarde o, en algunos casos, a cientos de kilómetros (millas) de distancia muchas horas después. Este proceso hace que la formación (y descomposición) de tormentas eléctricas dure varias horas o incluso varios días. Las nubes cumulonimbus también pueden presentarse como peligrosas tormentas invernales llamadas " nieve eléctrica ", que se asocian con tasas de nevadas particularmente intensas y con condiciones de ventisca cuando están acompañadas de fuertes vientos que reducen aún más la visibilidad . Sin embargo, las nubes cumulonimbus son más comunes en las regiones tropicales y también son frecuentes en ambientes húmedos durante la estación cálida en las latitudes medias . [10] Una tormenta de polvo causada por una explosión descendente de cumulonimbus es un haboob .
Los cumulonimbos son un peligro notable para la aviación debido principalmente a las potentes corrientes de viento, pero también a la visibilidad reducida y a los relámpagos, así como a la formación de hielo y granizo si se vuela dentro de la nube. Dentro y en las proximidades de las tormentas eléctricas hay turbulencias significativas y turbulencias en aire despejado (particularmente a favor del viento ), respectivamente. La cizalladura del viento dentro y debajo de un cumulonimbo suele ser intensa y las ráfagas descendentes fueron responsables de muchos accidentes en décadas anteriores, antes de que se implementaran medidas de detección y predicción a corto plazo. Una forma pequeña de ráfaga descendente, la microrráfaga, es la más frecuentemente implicada en accidentes debido a su rápido inicio y a los cambios bruscos en las condiciones del viento y la aerodinámica en distancias cortas. La mayoría de las ráfagas descendentes están asociadas con haces de precipitación visibles, sin embargo, las microrráfagas secas son generalmente invisibles a simple vista. Al menos un accidente mortal de una aerolínea comercial estuvo asociado con volar a través de un tornado.
En general, los cumulonimbus requieren humedad, una masa de aire inestable y una fuerza de sustentación para formarse. Los cumulonimbus suelen pasar por tres etapas: la etapa de desarrollo , la etapa de madurez (donde la nube principal puede alcanzar el estado de supercélula en condiciones favorables) y la etapa de disipación . [11] La tormenta eléctrica promedio tiene un diámetro de 24 km (15 mi) y una altura de aproximadamente 12,2 km (40.000 pies). Dependiendo de las condiciones presentes en la atmósfera, estas tres etapas tardan un promedio de 30 minutos en atravesarse. [12]
Las nubes se forman cuando se alcanza la temperatura del punto de rocío del agua en presencia de núcleos de condensación en la troposfera. La atmósfera es un sistema dinámico y las condiciones locales de turbulencia, elevación y otros parámetros dan lugar a muchos tipos de nubes. Varios tipos de nubes se producen con la suficiente frecuencia como para haber sido categorizados. Además, algunos procesos atmosféricos pueden hacer que las nubes se organicen en patrones distintos, como las nubes de ondas o las nubes actinoformes . Se trata de estructuras a gran escala y no siempre son fácilmente identificables desde un único punto de vista.
