Cálculos de Nubes

## Introducción

Debido a que están prácticamente siempre presentes, las nubes son uno de los objetos más comunes afectados por los ataques o poderes de los personajes. Por lo tanto, la forma de calcular las hazañas que implican la creación, la destrucción o el movimiento de las nubes es de interés común.

## Volumen de la Nube

El primer paso necesario para cualquier cálculo de nubes es determinar qué parte de una determinada nube se ha visto afectada (creada, destruida o desplazada). El Pixel Scaling es la forma más fiable de hacerlo y lo primero que se debería intentar hacer. Sin embargo, en el caso de las nubes a menudo no hay nada que se pueda escalar. De ahí que a menudo sean pertinentes otras prácticas.

### Distancia de Visión

Si todas las nubes visibles en el cielo están afectadas y la vista hacia el horizonte no está obstruida por obstáculos, a través de, por ejemplo, edificios o árboles, se puede utilizar la distancia máxima de visión para calcular el radio en el que las nubes están afectadas. Hay dos cosas que limitan la distancia de visión. Una es la curvatura de la tierra, es decir, el horizonte, y la otra es la visibilidad, es decir, la cantidad de niebla, contaminación atmosférica y similares que limitan la distancia máxima de visión.

En la práctica, el límite está casi siempre determinado por la visibilidad, ya que las nubes, al estar en lo alto del cielo, suelen estar en la línea de visión más de cien kilómetros más allá del horizonte.

En días claros (sin lluvia, niebla o nieve) la visibilidad es de unos 20 km. En días muy claros puede ser de unos 50 km y en días excepcionalmente claros incluso de 280 km. En días ligeramente nebulosos también puede ser de sólo 10 km.

Por lo tanto, el valor estándar a utilizar es 20 km. Se pueden utilizar valores más altos o más bajos si hay una razón para ello.

### Espesor Característico de las Nubes

Los diferentes tipos de nubes tienen un grosor característico. El grosor es la distancia entre el borde inferior y el borde superior de las nubes. Si las nubes no se pueden escalar directamente, ésta suele ser la única forma de averiguar la altura a utilizar para el cálculo del volumen de nubes afectado.

### Volumen

Utilizando los dos valores anteriores se puede aproximar el volumen de las nubes. Una aproximación sencilla y aceptable viene dada por π\*(distancia de observación)2\*(Espesor de las nubes). Hay fórmulas mejores, pero más complicadas, que modelan las nubes como la intersección de una cáscara esférica y un sector esférico. Sin embargo, su uso no suele ser necesario con las distancias normales.

## Masa de las Nubes

Para determinar la masa de las nubes a partir de su volumen basta con multiplicarla por la densidad de las mismas. Sin embargo, la densidad de las nubes puede definirse de dos maneras diferentes.

* La densidad del agua en la nube.
* La densidad del agua y el aire en la nube juntos.

La que se utilice dependerá de la forma en que se haya visto afectada la nube. Los cambios químicos, como la vaporización o la condensación del agua, utilizan la primera densidad, mientras que los cambios de movimiento, como la creación de inestabilidades o el cambio de posición o forma de las nubes, utilizan la segunda densidad.

La densidad del agua y el aire de la nube juntos es de aproximadamente **1.003 kg/m3**.

La densidad de sólo el agua en la nube es el contenido de agua líquida. El contenido de agua líquida depende del tipo de nube. Se pueden utilizar los siguientes valores como orientación:

 Niebla
 Stratus
 Cumulus
 Stratocumulus
 Nimbostratus

## Energía

Para obtener el resultado final hay que averiguar qué método se ha utilizado para afectar a las nubes. Hay tres métodos típicos:

1. Condensación, para la creación, o vaporización, para la destrucción, de las nubes. Esto debe ser usado si las nubes son creadas o destruidas, condensando/vaporizando el agua que compone la nube. Si la creación de nubes incluye la creación de grandes cantidades de vientos naturales, es decir, tormentas, se debe utilizar CAPE en su lugar.
2. Energía cinética para el movimiento de las nubes. Sólo debe utilizarse si las nubes se desplazan de un lugar a otro.
3. Energía potencial convectiva disponible (CAPE) para la creación de tormentas. Debe utilizarse si las nubes se crean junto con mucho viento. Si el valor de CAPE es menor que el valor de condensación, utilice la condensación en su lugar.

Si no se puede decir, con una certeza razonable, cuál de los tres métodos se aplica a las nubes creadas, se pueden calcular los tres y utilizar el resultado más bajo.

### Condensación/Vaporización

Para calcular la energía necesaria para crear/destruir las nubes mediante la condensación/vaporización basta con tomar la masa de las nubes (masa de agua, sin aire), en kilogramos, y multiplicarla por el calor latente de vaporización del agua, que es de 2264705 J/kg. Se puede llegar a un resultado aún mejor si se estima la temperatura y se utiliza la fórmula de aquí para obtener el calor latente de condensación para el agua en las nubes y se multiplica por la masa de las nubes (En gramos).

### Energía Cinética

Para calcular la energía a través de la energía cinética hay que conocer además la velocidad a la que se han movido las nubes. Como la velocidad es la distancia sobre el tiempo, hay que calcular de alguna manera estos dos valores. Si se hace esto, se puede calcular simplemente mediante la fórmula "Energía Cinética = **0.5 \* Masa de la nube \* (velocidad de movimiento de la nube2)**". La masa de la nube es aquí la masa con el aire.

Hay que tener en cuenta que no todas las nubes de un movimiento nuboso se mueven necesariamente con la misma velocidad. En estos casos hay que calcular la energía cinética teniendo en cuenta las diferentes velocidades de las distintas partes. Un ejemplo de esto sería crear nubes y extenderlas omnidireccionalmente alrededor de un punto central. En ese caso, la velocidad con la que se mueven las nubes puede aumentar cuanto más lejos estén del centro. En el caso de una expansión omnidireccional de este tipo se podría utilizar la fórmula "Energía Cinética = **0.25 \* Masa de la nube \* (Velocidad de movimiento de la nube2)**" para tener en cuenta las diferentes velocidades implicadas.

Para arrastrar las nubes omnidireccionalmente hacia un punto central, o dispersarlas desde un punto central, se puede utilizar la fórmula "**Energía Cinética = 1/12 \* masa de la nube \* (Velocidad de movimiento de la nube2)**".

### CAPE

Los siguientes valores son resultados comunes que suponen que las nubes en cuestión cubren un radio de 20km y son nubes cumulonimbus y, por tanto, de 8000m de espesor y con un contenido de agua líquida de al menos 1 g/m3. Para los valores de energía cinética se supone que las tormentas son arrastradas desde 20km de manera que al final el cielo queda completamente cubierto en 1 minuto. Esto significa que estos valores no deben utilizarse si el plazo puede ser mayor, si la distancia de observación está limitada a menos de 20 km o si las nubes en cuestión no son cumulonimbos.

Los resultados habituales del CAPE pueden encontrarse en la página de Cálculos de Tormentas.

## Véase también

* Cálculos de Tormentas
* Otras Instrucciones de Cálculo

## Referencias

1. ↑ wikipedia:Cirrus cloud#Description
2. ↑ https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/stratus-clouds
3. ↑ http://www.ias.sdsmt.edu/dept/clouds-intro.htm
4. ↑ http://www.ias.sdsmt.edu/dept/clouds-intro.htm
5. ↑ wikipedia:de:Cumulus
6. ↑ https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/stratus-clouds
7. ↑ http://www.ias.sdsmt.edu/dept/clouds-intro.htm
8. ↑ https://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0469%281950%29007%3C0054%3AVALWCI%3E2.0.CO%3B2
9. ↑ wikipedia:Nimbostratus cloud
10. ↑ wikipedia:Cumulonimbus cloud
11. ↑ http://www.ias.sdsmt.edu/dept/clouds-intro.htm
12. ↑ http://pernerscontacts.upce.cz/24\_2011/Krollova.pdf