Doble núvol punxat (punch cloud) sobre el Pirineu
Marcel Verdés i Poch
Aquest fenomen tan fotogènic rep el nom científic de núvol "cavum" (del llatí, forat o cavitat), tot i que popularment és conegut arreu del món com a "fallstreak hole" o "punch hole cloud".
Per entendre com es fa un forat tan perfecte al cel, primer cal comprendre en quin estat es troba l'aigua a milers de metres d'altitud, on la temperatura és molt inferior als 0 ºC. Habitualment, els núvols on es formen aquests forats són els altocúmuls o els cirrocúmuls, unes capes de núvols prims situats entre els 4.000 i els 12.000 metres d'altitud. A aquesta altitud, l'aigua del núvol està en un estat físic molt peculiar anomenat sotarefredament (o subfusió). Què vol dir això? Tots hem après que l'aigua es congela a zero graus, però a l'atmosfera això no és exactament així. Perquè l'aigua passi d'estat líquid a gel, necessita una pertorbació, en concret, un "nucli de congelació", com pot ser una partícula de pols sal, pol·len o cristalls de gel al voltant del qual començar a construir la seva estructura de vidre congelant-se. A aquesta altura l'aigua és molt pura, cosa que fa que es pugui mantenir totalment líquida fins i tot a -30 ºC o -40 ºC. Però aquesta aigua líquida està en un equilibri molt inestable: a la mínima pertorbació es congelarà de cop.
El detonant: un avió travessant la capa
Quan un avió comercial travessa aquesta capa d'altocúmuls plena d'aigua sotarefredada, es produeix el detonant necessari per començar la reacció. Com es pot veure en aquesta foto, on just ha passat l'avió a través dels núvols:
En passar l'avió pel mig dels núvols, la forma de les ales i el moviment de les turbines provoca una caiguda brusca de la pressió de l'aire just darrere el vehicle. L'aire, en experimentar aquesta baixada de pressió, busca expandir-se tant com pugui amb l'energia de si mateix, que aconsegueix abaixant la temperatura. Degut a aquesta expansió adiabàtica (on no hi ha transferència de calor, sinó que l'aire baixa la seva temperatura per poder-se expandir), tot l'aire al voltant de l'avió es refreda sobtadament al voltant de -20 ºC. Aquest fred extrem sobrepassa el límit del sotarefredament i fa que apareguin alguns cristalls de gel per on ha passat l'avió. Automàticament aquests cristalls de gel actuen com a nuclis de congelació per a les gotes sotarefredades del seu voltant, i això provoca una reacció en cadena en forma el·líptica que es va expandint cap a fora i deixa aquesta forma que ens recorda un ull. Aquests cristalls de gel pesen molt més que no pas les gotes d'aigua líquida minúscules que formen el núvol. Aleshores cauen cap a terra per efecte de la gravetat. És per això que al mig del forat sempre s'hi pot veure una mena de cortina de núvol caient, anomenada "virga" (que és la precipitació que s'evapora abans de tocar terra).
Tot seguit us ensenyem un vídeo d'un experiment en què podem observar com l'aigua sotarefredada es congela instantàniament en rebre una pertorbació:
Uns ulls al cel ens observen
La particularitat d'avui ha estat que el fenomen s'ha produït dues vegades, un a tocar de l'altre, i ens ha deixat imatges com les següents, com dos grans ulls al mig dels núvols: