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Cuando miramos al cielo, las nubes parecen ligeras y aireadas, pero en realidad están llenas de pequeñas gotas de agua y cristales de hielo que les dan una masa mensurable. Comprender cómo los científicos estiman el peso de una nube revela por qué estas enormes estructuras flotan en lugar de caer.
Para calcular la masa de una nube, los meteorólogos consideran dos factores clave:sus dimensiones y la densidad de su contenido de agua. El primero se mide por la sombra de la nube sobre el suelo, donde una sombra de 1 kilómetro corresponde aproximadamente a una profundidad de 1.000 metros. La segunda es la masa de agua por metro cúbico, que varía según el tipo de nube. Según la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y otros estudios climatológicos, los valores típicos son 0,03 g/m³ para cirros, 0,20 g/m³ para estratos y 0,50 g/m³ para cúmulos.
Por ejemplo, una nube en forma de cubo que mide 1 km de ancho, 1 km de largo y 1 km de alto contiene un volumen de 1×10⁹m³. Multiplicando por la densidad apropiada del contenido de agua se obtiene una masa de aproximadamente 22 toneladas para una nube cirro, 330 toneladas para una nube estrato y 550 toneladas para una nube cúmulo.
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Si bien 550 toneladas suena pesado, la masa se distribuye en un volumen enorme, por lo que el peso por unidad de área es bajo. Además, las gotas y cristales individuales son tan pequeños (alrededor de una millonésima parte del tamaño de una gota de lluvia) que la gravedad por sí sola no puede atraerlos hacia abajo. Su movimiento sigue los mismos principios que el polvo expuesto a la luz del sol o una pluma flotando en el aire:pequeñas partículas con baja velocidad terminal.
Finalmente, las nubes son menos densas que el aire seco que hay debajo de ellas. El aire cálido y húmedo flota, como una burbuja en un líquido. A medida que aumenta el contenido de agua de una nube, las gotas se vuelven más pesadas y eventualmente alcanzan el umbral de precipitación. Hasta entonces, la nube permanecerá suspendida.