Los Cumulonimbus o cumulonimbos son nubes de gran desarrollo vertical, que internamente están formadas por una columna de aire cálido y húmedo que se eleva en forma de espiral rotatoria que tiene un sentido antihorario en el hemisferio norte y horario en el hemisferio sur. Su base suele encontrarse a menos de 2 km de altura mientras que la cima puede alcanzar unos 15 a 20 km de altitud.
Estas nubes suelen producir lluvias intensas y tormentas eléctricas, especialmente cuando ya están plenamente desarrolladas. Se abrevia: Cb
El Cumulonimbus (Cb) es un tipo de nube de desarrollo alto, denso, con tormenta y mal tiempo. Se pueden formar aisladamente, en grupos, o a lo largo de un frente frío en una línea de inestabilidad. La base de un cumulonimbus puede tener más de 10 km horizontales, y estar ocupando medias y bajas altitudes: desde una altitud de alrededor de 3 a 4 km, y el pico llegar a 23 km en casos extremos. Normalmente, llegan a altitudes mucho más bajas.
El Cumulonimbus (Cb) es un tipo de nube de desarrollo alto, denso, con tormenta y mal tiempo. Se pueden formar aisladamente, en grupos, o a lo largo de un frente frío en una línea de inestabilidad. La base de un cumulonimbus puede tener más de 10 km horizontales, y estar ocupando medias y bajas altitudes: desde una altitud de alrededor de 3 a 4 km, y el pico llegar a 23 km en casos extremos. Normalmente, llegan a altitudes mucho más bajas.
El cumulonimbus suele caracterizarse por una zona chata, y otra tipo yunque (el domo de yunque), causada por líneas de viento débil que se quedan atrás de la nube por su menor velocidad, tanto como por la inversión de temperatura causada por el aumento de temperaturas arriba de la tropopausa (espacio entre troposfera y estratosfera). Esta forma de yunque precede la estructura principal de la nube por mucha distancia.
Las células de tormenta de cumulonimbus pueden producir lluvias fuertes (particularmente de naturaleza convectiva) e inundación, así como intensos vientos. Muchas células de tormenta cesan en no más de 20 min, cuando la precipitación causa más descensos que ascensos, haciendo cesar su energía que se disipa. Si hay suficiente energía solar en la atmósfera (un día de intenso calor en verano), la humedad de la célula de tormenta puede evaporarse rápidamente— resultando en una nueva célula formándose a pocos km del núcleo original. Esto puede causar tormentas que duren muchas horas.
Los cumulonimbus tienen fuertes corrientes de convección, con fortísimos e impredecibles vientos, particularmente en los planos de ascensos y descensos verticales. Esto puede ser extremadamente peligroso para las aeronaves. Naves pequeñas a hélice no deben atravesarlas, sino circundarlas; jets más grandes que vuelan más alto que aquéllas también deben tratar de circundarlas. Como suelen contar con radar meteorológico y medidor de viento, las detectan y les da una guía para pasar por el costado, y aún si debieran sortearlas, por ej. en el proceso de comienzo de aterrizar.
La convección de masas de aire pueden formar mesociclones, causando granizadas y tornados. Estas nubes, curiosamente, pueden adquirir la forma de una nube de explosión nuclear.
Generalmente, los rayos son producidos por particulas negativas por la tierra y positivas apartir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relampago y/o rayo. Esto produce un efecto de ida y vuelta, esto se refiere a que al subir las particulas instantaneamente regresan causando la vision de que los rayos bajan.
El primer proceso en la generación del relámpago es la separación de cargas positivas y negativas dentro de una corriente aérea ascendente, fuerte en estas nubes, acumulando así una carga de electricidad estática muy poderosa. Los cristales positivamente cargados tienden a ascender, lo que hace que la capa superior de la nube acumule una carga electrostática positiva. Los cristales negativamente cargados y los granizos caen a las capas del centro y del fondo de la nube, que acumula una carga electrostática negativa.
El rayo también pueden producirse dentro de las nubes de cenizas de erupciones volcánicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga estática.
Cómo se inicia la descarga eléctrica sigue siendo un tema de debate. Los cientificos han estudiado las causas fundamentales que van desde las perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y presión) hasta los efectos del vientos solar y a la acumulación de partículas solares cargadas. Se cree que el hielo es el elemento clave en el desarrollo, propiciando una separación de las cargas positivas y negativas dentro de la nube.
EL DESCUBRIMIENTO DE LOS SPRITES
Todo comenzó con personas corrientes, que había contemplado el fenómenos de los mega-relámpagos. Ya en 1968 se había realizado una fotografía y 1969 en el sur de Vietnam fue testigo de un relámpago que se alzó desde el suelo hasta la base de la nube y salió por la parte superior con un patrón de doble hélice.
Los científicos habían ignorado estos avistamientos. Skeet Vaughan, ingeniero de la NASA, conoció en su día a un testigo de unos mega-relámpagos. Como instructor de vuelo, se lo tomó muy en serio y escribió un artículo sobre ello pidiendo a los pilotos que le contestaran. Le constestaron 19 afirmativamente.
Larry Partridge, fue uno de ellos, quien vio un relámpago gigante sobre las nubes ascendiendo. El capitán se volvió hacia él y le dijo “¿Has visto eso?” Ambos le preguntaron al ingeniero de vuelo y les dijo: “eso es imposible, los relámpagos van hacia arriba”.
La mayoría de los pilotos respondió que nunca había hablado con ellos, sobre todo si les había pasado de noche, pues pensaban que tendrían alucinaciones y eso junto con que no tenían pruebas, les podría dar problemas.
En 1989, un físico de la universidad de Minnesota estaba filmando durante la noche el cielo por encima de una tormenta que se encontraba a 250 km de distancia. Al visionar la grabación, se veía un resplando por encima de las nubes que mostraba dos columnas gemelas por encima de las nubes. El relámpago tenía 10 veces la altura del Everest.
La noticia llegó en mal momento para la NASA. Tan sólo 3 años antes, se vieron obligados a hacer explotar un satélite al perder el control de éste tras el impacto de un rayo. En 1989 la NASA filmó un nuevo resplandor, y antes otro posible accidente, pidió a Skeet Vaughan pruebas sobre que esto era real.
Recurrió entonces a Lions, experto en rayos. Filmó por encima de las nubes a 1000 km de distancia en lo alto de las llanuras de Colorado. Esa noche logro captar los relámpagos. Un amigo decidió llamarlos Sprites. Un año después, un grupo de científicos de la Universidad de Alaska lograron fotografiarlos.
Los sprites se generan en el campo eléctrico que hay por encima de una tormenta. Lo primero que se ve es un disco plano llamado halo. El campo debe ser lo bastante fuerte para que se convierte en un sprite. La electricidad fluye hacia abajo para crear un globo rojo de energía del tamaño de una cordillera.
Según desciende el aire más denso divide la corriente en filamentos de 30 metros de anchura, y el sprite rocía 100 km² de las superficies de las nubes con estos relámpagos.
EL DESCUBRIMIENTO DE LOS RAYOS POSITIVOS
En 1963el vuelo 214 de la Pam America se metió en una tormenta, fue alcanzado por un rayo y se precipitó tras la explosión de unos de los depóstitos. Pero supuestamente un rayo normal no haría tal daño.
En los años 70, con la invención de los detectores de rayos, se supo que también había rayos distintos a los normales, los rayos positivos. Pero había pasado por alto las pequeñas diferencias entre los positivos y los negativos.
En el club de planeadores de Londres, un aeroplaneador fue alcanzado por un rayo y se precipitó hacia el suelo. Los daños del planeador estaban fuera de lo normal. Las fuerzas magnéticas aplastaron los tubos metálicos, algo nunca visto hasta entonces.
En el laboratorio, se descubrió que las máquinas no podían generara tanta fuerza como para producir esos daños. Se llegó a la conclusión de que los daños eran 6 veces superiores a los diseñados inicialmente ante el impacto de un rayo.
Los rayos positivos arden hasta 10 veces más tiempo y tienen hasta 10 veces más potencia que un rayo negativo. El experto en relámpagos Lions, tuvo la oportunidad de filmar sprites por encima de una tormenta y de identificar los relámpagos dentro de la tormenta. Se descubrió entonces que cada sprite se correspondía con un rayo positivo.
Un rayo normal, puede liberar hasta 3.ooo kilovatios de energía. La mayor parte de la misma se transforma en calor, razón por la cual el aire que está alrededor del rayo se calienta hasta alcanzar incluso los 15.000 ºC. Este calor que se propaga en el aire de forma tan repentina genera a su vez ondas de sonido, que son los relámpagos.
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