Este es especialmente el caso de los océanos, donde menos del 10 por ciento del cielo está completamente despejado de nubes
Décadas de observaciones satelitales y fotografías de astronautas muestran que las nubes dominan las vistas de la Tierra hechas desde el espacio.
Un estudio de casi una década de datos de satélite estima que alrededor del 67 por ciento de la superficie de la Tierra está normalmente cubierta por nubes. Este es especialmente el caso de los océanos, donde otra investigación muestra que menos del 10 por ciento del cielo está completamente despejado de nubes en un momento dado. Sobre la tierra, el 30 por ciento de los cielos están completamente libres de nubes.
La naturaleza nublada de la Tierra es inequívoca en este mapa mundial de nubes, en base a los datos recogidos por el Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) en el satélite Aqua de la NASA. Mientras que MODIS recoge todos los días datos suficientes para hacer un nuevo mapa global de nubosidad, esta versión del mapa muestra un promedio de todas las observaciones de nubes del satélite entre julio de 2002 y abril de 2015. Los colores van desde el azul oscuro (sin nubes), color azul claro (algunas nubes) a blanco (nubes frecuentes).
Hay tres grandes bandas en las que los cielos de la Tierra tienen más probabilidades de estar nublados: una estrecha franja cerca del ecuador y dos tiras más anchas en las latitudes medias. La banda cerca del ecuador es una función de los patrones - o gran escala de la circulación de células Hadley - presentes en los trópicos. Las células Hadley se definen por el hundimiento de aire frío cerca de la línea de latitud 30 grados norte y al sur del ecuador y el aire caliente que sube cerca del ecuador donde convergen los vientos a partir de células de Hadley separadas. (El diagrama de aquí ilustra donde se encuentran las células Hadley y cómo se comportan).
A medida que el aire cálido y húmedo converge en altitudes más bajas cercanas al ecuador, se eleva y se enfría y por lo tanto puede contener menos humedad. Esto hace que el vapor de agua se condense en partículas en las nubes y produzca una banda de tormentas eléctricas en la zona conocida como la Zona de Convergencia Intertropical (ITCZ).
Las nubes también tienden a formarse en abundancia en las latitudes medias de 60 grados al norte y al sur del ecuador. Aquí es donde los bordes de las células de circulación polares y de latitudes medias (o Ferrel) chocan y empujan el aire hacia arriba, impulsando la formación de los sistemas frontales de gran escala que dominan los patrones climáticos en las latitudes medias.
Mientras las nubes tienden a formarse en donde el aire se eleva, como parte de los patrones de circulación atmosférica, el aire descendente inhibe la formación de nubes. Puesto que el aire desciende entre aproximadamente 15 y 30 grados al norte y al sur del ecuador, las nubes son raras y los desiertos son comunes en esta latitud.
Las corrientes oceánicas gobiernan el segundo patrón visible en el mapa de nubosidad: la tendencia de las nubes es formarse frente a las costas occidentales de los continentes. Este patrón es particularmente claro cerca de América del Sur, África, y América del Norte. Se produce porque el agua de la superficie de los océanos es empujada al oeste, lejos del borde occidental de los continentes, debido a la dirección en que la Tierra gira sobre su eje.
En un proceso llamado surgencia, el agua más fría de las profundidades del océano se eleva para reemplazar el agua de la superficie. El afloramiento crea una capa de agua fría en la superficie, que enfría el aire inmediatamente por encima del agua. Cuando se enfría este aire marino húmedo, el vapor de agua se condensa en gotas de agua, y se forman nubes bajas. Estas nubes laminares se llaman estratocúmulos marinos, el tipo de nube más común por área en el mundo. Las nubes estratocúmulos suelen cubrir aproximadamente una quinta parte de la superficie terrestre.
En algunas de las partes menos nubladas del mundo son visibles la influencia de otros procesos físicos. Por ejemplo, la forma del paisaje puede influir en donde se forman las nubes. En las sierras hay fuertes corrientes de aire ascendente, por lo que las lluvias tienden a formarse en la ladera de barlovento (una orientación del viento) de las sierras. En el momento en que el aire se ha movido sobre la parte superior de un área, no queda casi nada de humedad. Esto produce desiertos en el lado de sotavento de las montañas. Ejemplos de desiertos causados por las sombras de lluvia visibles en el mapa de arriba son la meseta del Tíbet (al norte de las montañas del Himalaya) y Valle de la Muerte (al este de la cordillera de Sierra Nevada en California). Una sombra de lluvia causada por las montañas de los Andes también contribuye a la sequedad de la costera del desierto de Atacama en Sudamérica, pero son importantes varios otros factores relacionados con las corrientes oceánicas y los patrones de circulación.
El mapa es simplemente un promedio de todas las observaciones de nubes disponibles de Aqua, y no se ilustran todos los días o las variaciones estacionales en la distribución de las nubes. El mapa tampoco ofrece penetración en la altitud de las nubes o la presencia o ausencia de múltiples capas de nubes (aunque tales conjuntos de datos están disponibles en MODIS y otros sensores de la NASA). En su lugar, simplemente ofrece una vista de arriba hacia abajo que muestra dónde ve MODIS las nubes contra el cielo claro.
Ya que la reflectividad de la superficie subyacente puede afectar ligeramente la sensibilidad del MODIS con las nubes, se utilizan diferentes técnicas para detectar nubes sobre los océanos, costas, desiertos y las superficies de tierras con vegetación. Esto puede afectar la precisión de la detección de nubes en diferentes ambientes. Por ejemplo, el MODIS es mejor para detectar nubes sobre las superficies oscuras de los océanos y los bosques, que las superficies brillantes de hielo. Del mismo modo los cirros delgados son más difíciles de detectar para el sensor óptico que las gruesas nubes en cúmulos.
Referencias:
King et al, (2012, April 30) Spatial and Temporal Distribution of Clouds Observed by MODIS Onboard the Terra and Aqua Satellites. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.
NASA Earth Observations Cloud Fraction.
NCAR/UCAR Climate Data Guide Cloud Observations from MODIS.
Wood, R. (2012, August) Stratocumulus Clouds. Monthly Weather Review, 140 (8) 2373-2433.
University Corporation for Atmospheric Research Clouds and Cloud Formation.
