¿Por qué las nubes con lluvia generalmente son de color oscuro?

1. ¿Por qué las nubes son blancas?

Una gota de agua o cristal de hielo dentro de las nubes es lo suficientemente grande como para dispersar fuertemente la luz de todos los colores (diferentes longitudes de onda). Como la luz sufre múltiples dispersiones entre numerosas gotas de agua o cristales de hielo en todas las direcciones (Figura 1) y absorben débilmente la luz visible de todas las longitudes de onda, la luz dispersa de todas las longitudes de onda constituye el color blanco de las nubes (Figura 2) que observamos .

Figura 1: gotitas de agua o cristales de hielo dentro de las nubes dispersan las luces visibles en todas las direcciones

Figura 2: Nubes blancas bajo buen tiempo
(Foto cortesía del Dr. TC Lee, Observatorio de Hong Kong)

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2. ¿Cuáles son las diferencias entre la luz dispersada por la atmósfera y las nubes?

Dado que el tamaño de las moléculas de aire y partículas en la atmósfera es comparable a las longitudes de onda de la luz visible, la atmósfera dispersa la luz solar mediante “Rayleigh scattering”, donde la luz azul o púrpura (con longitudes de onda más cortas) es más probable que se dispersen o luz anaranjada (longitudes de onda más largas) (Hay más detalles disponibles en “Cielo azul”).

Sin embargo, el tamaño de las gotas de agua o cristales de hielo dentro de las nubes (10 μm o más) es mucho mayor que las longitudes de onda visibles, por lo que todas las longitudes de onda visibles se dispersan por igual (Figura 3) y se denomina dispersión de Mie. Este tipo de dispersión de luz de todos los colores es diferente del tipo de dispersión selectiva de color (dispersión de Rayleigh) que proporciona el color azul del cielo.

Figura 3: las gotas de la nube dispersan la luz de todas las longitudes de onda más o menos equitativamente

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3. ¿Por qué las nubes se vuelven grises u oscuras?

A medida que una nube se vuelve más gruesa, se refleja más luz solar y puede penetrar menos luz a través de ella (ver Figura 4). Como la luz del sol apenas llega a la parte inferior de la nube, se dispersa menos luz y la base de la nube aparece gris. Además, si las gotas de agua cerca de la base de la nube crecen (por ejemplo, justo antes de que las gotas de agua pesen lo suficiente como para caer), se vuelven menos eficaces y más eficaces. Como tal, para una nube gruesa que lleva la lluvia, la mayoría de la luz del sol se refleja o se absorbe antes de llegar a la base de la nube. Con mucha menos luz llegando al observador en el suelo, la nube se ve grisácea y oscura antes de que la lluvia comience a caer (Figura 5)

Figura 4: porcentaje promedio de luz transmitida (roja), reflejada (azul) y absorbida (verde) por nubes de diferente grosor

Figura 5: Nubes lluviosas con base de nubes oscuras
(Foto cortesía del Dr. TC Lee, Observatorio de Hong Kong)

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4. ¿Por qué las nubes son rojas / anaranjadas durante el atardecer?

El color de una nube también depende del color de la luz que lo ilumina. Cuando la luz del sol pasa a través de una gruesa capa de atmósfera y partículas de polvo al atardecer, el color azul se dispersa mediante Rayleigh Scattering y solo queda el color rojo a naranja (vea la Pregunta 2). Las nubes reflejan estos rayos rojo / naranja no dispersados ​​y aparecen en ese color (Figura 6). El efecto es similar a iluminar con un foco rojo sobre una sábana blanca.

Figura 6: nubes anaranjadas rojizas durante puesta del sol
(Foto cortesía del Dr. TC Lee, Observatorio de Hong Kong)

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5. ¿Las nubes a diferentes alturas se vuelven rojas durante el atardecer al mismo tiempo?

Dado que la Tierra es esférica, las nubes a diferentes alturas se vuelven rojas en diferentes momentos cuando el sol cruza el horizonte (Figura 7). Justo antes de la puesta del sol, el color de las nubes bajas (por ejemplo, el estrato) se volverá rojo primero. Poco después de la puesta de sol, las nubes altas (por ejemplo, los cirros) se tiñerían gradualmente en rojo oscuro y se volverían aparentes bajo el fondo oscuro. Un observador en el suelo puede distinguir las nubes a diferentes alturas de acuerdo con el tiempo relativo de cambio de color durante el atardecer (Figura 8).

Figura 7: Relación entre la posición del Sol y la altura de las nubes rojas después del atardecer.

Figura 8: solo las nubes altas se tiñen de rojo intenso después del atardecer
(Foto cortesía del Dr. TC Lee, Observatorio de Hong Kong)

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6. ¿Cuáles son los colores de las nubes en la noche?

Las nubes en la noche son visibles solo cuando hay una fuente de luz. Las nubes delgadas generalmente aparecerán blancas bajo la luz blanca de la luna. Para el fondo de nubes bajas densas, la fuente de luz principal es la luz del suelo (generalmente luz anaranjada o blanca) originada a partir de farolas y otras fuentes de luz en las ciudades. Tal luz brilla en la nube en lo alto y se dispersa por la base de una nube baja, haciendo que la nube baja parezca de color naranja amarillento o blanco cuando se observa en el área urbana (ver Figura 9). El fenómeno será más obvio si la nube es más baja o más densa.

Figura 9: Las nubes a la izquierda y derecha aparecen naranja rojizo y blanco respectivamente en una noche nublada
(Foto cortesía del Dr. TC Lee, Observatorio de Hong Kong)

Es porque cuando el agua se evapora del suelo, el vapor de agua en forma de pequeñas gotas se adsorbe sobre las partículas de polvo presentes en la atmósfera (es un ejemplo de aerosol, un tipo de sistema coloidal). El aire comienza a enfriar a medida que aumenta la altitud. En algún punto de la atmósfera, estas gotas de agua se condensan para formar nubes. Las diminutas partículas de nubes dispersan igualmente todos los colores de la luz, lo que hace que las nubes parezcan blancas, mientras que las nubes lluviosas son grises debido a su grosor. La nube se vuelve más gruesa a medida que se acumulan más gotas de agua: cuanto más grueso se vuelve, más luz se dispersa, lo que provoca una menor penetración de la luz en todo el recorrido. Por lo tanto, las partículas en la parte inferior de la nube lluviosa no tienen suficiente luz para dispersarse, por lo que la base de la nube aparece gris cuando se ve desde el suelo.

A2A – Las nubes son vapor de agua licuado (cuando la cantidad de agua excede la capacidad de carga del paquete de aire, llueve / nieva) que dispersa la luz y se muestra blanca. Mientras más vapor de agua, más se vuelve visible, hasta el punto de bloquear la luz del sol. Como resultado, las partes más bajas de la nube se oscurecen porque la parte superior de la nube está bloqueando la luz del sol. En esencia, las partes inferiores de la nube están a la sombra de las partes superiores.

Dos factores Pérdida de suspensión y aumento en la absorción de la luz a grandes tamaños de gota.

Factor 1 – Pérdida de la suspensión: las nubes están formadas por pequeñas gotas de agua o partículas de hielo flotando dentro de una masa de aire. Como el agua y el hielo tienen una densidad mucho mayor que el aire, son fundamentalmente inestables y deberían caer al suelo si todo lo demás fuera igual. Galileo dijo que todas las cosas caen a la tierra al mismo ritmo, pero eso no es del todo cierto. Existe esta pequeña peculiaridad de la naturaleza de que las cosas realmente pequeñas caen muy lentamente. Solo las cosas grandes caen a la misma velocidad. Cuando se levantan partículas de polvo, agua, hielo, etc., la velocidad de caída depende del tamaño y especialmente de menos de 1 milímetro. Una gota de agua de 5 milímetros de tamaño y que cae del techo de su edificio cae con una velocidad terminal alta y choca contra el suelo en un par de segundos. Una gotita de 10 micrones de tamaño puede tardar horas en tocar tierra. Una gotita de 1 micra de tamaño puede tardar días o semanas o, de hecho, puede subir bajo la acción de corrientes térmicas cerca de la pared. Esa es la razón exacta por la cual las nubes flotan y parecen suspendidas en la atmósfera. Están formados por pequeñas gotitas o icelets y flotan. Eso es hasta que algo sucede para hacer que las gotas crezcan en tamaño. Cuando la masa de aire se enfría y se condensa más humedad alrededor de las gotitas existentes, aumenta de tamaño, se vuelve gravitacionalmente menos estable y cae más y más rápido, y si recibe lluvia (granizo o nieve). Entonces las nubes de lluvia son nubes con grandes gotas.

Factor 2 – Absorción de luz. Las gotas de agua no son completamente transparentes a la luz y su interacción depende del tamaño. Pequeñas gotas refractan la luz pero no la absorben. La longitud de onda de la luz visible es de aproximadamente 0.4 a 0.7 micras. Entonces, debido a la naturaleza ondulatoria de la luz en pequeños tamaños de gotitas, esta extraña interacción ocurre llamada dispersión. En lugar de que la luz entre en una gota, rebote, se absorba parcialmente y luego salga, la luz simplemente se dobla alrededor de la gota y va por su camino alegre o, en el mejor de los casos, se refleja parcialmente (pero no por absorción). Desde lejos, la nube se ve blanca porque no absorbió gran parte de la luz blanca. De hecho, si las gotas son comparables a la longitud de onda, la nube puede ser incluso transparente y no visible. A medida que las gotas crecen a 5-10 micras, se vuelven cada vez más interactivas con la luz. En tamaños más grandes, son como gotas de lluvia, parcialmente transparentes, pero la luz ingresa a ellos, incluso puede rebotar debido a la reflexión total y finalmente las salidas han sido parcialmente absorbidas. Cuanto más grandes son las gotitas, más luz absorben. Entonces, las nubes con gotas grandes absorben gran parte de la luz y se ven grises o gris oscuro.

Coloque 1 y 2 arriba juntos. Las nubes con gotas grandes son más oscuras y tienen más posibilidad de lluvia. Entonces las nubes de lluvia son nubes oscuras.

Las nubes están compuestas de gotas de agua. La gota de agua refracta (pasa) toda la luz.

Cuando las nubes son delgadas, toda la luz nos llega. Es por eso que vemos las nubes como blancas la mayor parte del tiempo.

Pero cuando la nube se vuelve más gruesa, se pierde algo de luz y se refleja de nuevo hacia arriba. Es cuando el tono de la nube se vuelve más oscuro.

A medida que la nube se vuelve más gruesa, aumentan las posibilidades de lluvia, del mismo modo que el color de la nube.

Esa es la razón detrás de por qué ves una nube de color más oscura en el momento de la lluvia.

Aprenda más sobre la lluvia aquí-

Lo siento por las respuestas incorrectas hasta ahora.

Las nubes están hechas de gotitas de agua líquida que se han condensado fuera del vapor de agua. Estas gotas de agua líquida son en su mayoría claras, pero reflejan parte de la luz, lo que hace que una nube normal se vea blanca.

Ahora, una nube muy gruesa, como una nube de lluvia, refleja tanta luz solar fuera de sus capas superiores, que muy poca luz llega a través de la nube hasta las capas inferiores, que son las capas que vemos desde el suelo. La ausencia de luz es oscuridad (gris / negro). Si miras con atención, notarás que no solo la nube de lluvia está oscura, sino que todo a tu alrededor es más oscuro de lo normal cuando la nube de lluvia está sobre tu cabeza porque la luz está mayormente bloqueada para que no llegue a todo. Cuanto más gruesa sea la nube, más oscura se pondrá afuera (piensa en las peores tormentas en las que has estado).

Nuevas teorías propuestas aquí. Por desgracia, no es la forma en que esperas. No tiene nada que ver con la dispersión o el polvo / aerosoles. El Prof. Christopher tiene razón, lo único que causa la oscuridad en las nubes con lluvia es el espesor de la nube que impide que la luz llegue a la base de la nube. Intente ver cualquier sitio web relacionado con los micro procesos de la nube y podrá despejar sus dudas.

Se ven oscuros porque son más densos que todo lo que los rodea, por lo que filtran más luz solar. Es similar a cuando sostienes algo en contra de la luz: se ve oscuro. Cuanto más fuerte sea la luz, más oscuro se verá el objeto que sostienes contra ella. Cualquier cosa que tengas en contra de la luz solar directa se verá negra, en comparación con el brillo del sol. Esta es la razón por la que las nubes de lluvia se ven casi negras.

Es porque las nubes de lluvia son generalmente gruesas y altas, que bloquean la luz del sol que entra a la atmósfera inferior.

En general, las nubes son de color blanco porque tienden a reflejar y dispersar la luz de manera más o menos uniforme. Las nubes pequeñas son los mejores ejemplos de este caso.

A medida que las nubes crecen, tienden a crecer en altura y en extensión. De esta manera, tienden a bloquear una porción significativa de la luz solar que ingresa a la tierra a continuación. Como la luz es menor, son de color grisáceo. Cuanto más gruesas o más altas son las nubes, más oscura es la sombra de gris.

No estoy del todo seguro, pero supongo.

Las nubes se forman cuando el vapor de agua se condensa, generalmente en pequeñas partículas de polvo presentes en la atmósfera. Las nubes de lluvia indican que las gotas de agua están presentes en gran cantidad. Esto a su vez significa que hay una gran cantidad de partículas de polvo en esa nube oscura.

Ahora, debe tener en cuenta que el agua no absorbe el espectro visible de la luz, pero sí las partículas de polvo sólido. Esto les da color dependiendo del espectro de luz absorbido. Por lo tanto, aparecen de color oscuro.

Entonces surge la pregunta: ¿por qué no todas las nubes aparecen oscuras?
Supongo que esto tiene que ver con la proximidad de las partículas de polvo en la nube. Las partículas de polvo en la nube blanca tienen una distancia mayor entre ellas en comparación con las oscuras. Esto permite que la luz pase a través de ellos, haciéndolos aparecer blancos.

Las nubes con lluvia se ven negras porque
1. Parte de la Luz se dispersa por las gotitas
de agua en las nubes
2. Parte de la Luz es absorbida por las pequeñas gotas
de agua en las nubes

La mayoría de las nubes aparecen blancas porque
la luz del sol se refleja en las gotas de agua. Si el
las nubes son gruesas, las gotitas se dispersan o absorben
la luz y menos radiación solar pueden viajar
a través de ellos. Esta es la razón por la cual las nubes de tormenta son
negro oscuro o gris

Estas nubes son oscuras o aparecen más oscuras porque son bajas. Llamado Nimbus Clouds.
Son bajos porque son pesados.
Son pesados ​​porque tienen un mayor tamaño de las gotas de agua (lo que ha sucedido debido a la condensación, así como a pequeñas gotas que se unen).
Por lo tanto, las nubes más oscuras tienen agua más pesada y, por lo tanto, se ven afectadas fácilmente por la gravedad, lo que hace que caigan al suelo fácilmente, lo que no es más que lluvia.

El color de las nubes es simple de explicar, las nubes blancas son el resultado de la luz solar reflejada, la luz de la luna o la luz ambiental. Las nubes oscuras son lo suficientemente gruesas como para borrar la luz del sol en grados de oscuridad. No son necesariamente un signo de lluvia. En el horizonte, al amanecer y al anochecer, el sol bajado puede producir un reflejo rojo desde la nube de nivel alto.

Las nubes son agua El agua bloquea los rayos del sol. Más agua, más bloqueo, menos luz, más oscuridad.

Vi una nube que se parecía a Trump. Estaba muy, muy, muy oscuro, créanme. Cuando llovía, no llovía agua, llovía toros ## t.

Una nube que produce lluvia es una nube que se eleva porque solo al elevarse hacia el aire más frío las gotas que forman la nube pueden crecer lo suficiente como para caer como lluvia.

Una nube que se eleva es una nube que aumenta de tamaño y cuando es lo suficientemente grande como para sombrear la mayor parte de la luz solar, parece oscura. La nube no es oscura, solo que la intensa dispersión de la luz solar hace que parezca oscura.

Como las nubes de lluvia contienen mucha agua (gotas de agua) que absorben la mayor parte de la luz solar que pasa a través de ellas. Por lo tanto, podemos ver el color oscuro.

Y solo para agregar a las respuestas que ya están aquí, una nube puede ser negra o gris oscura si está en la sombra, es decir, no a la luz directa del sol.

El grosor o la densidad de la nube, es decir, mucha agua