Luminancia

(Sección 2.1.2.1)

La luminancia de una nube está determinada por la luz que reflejan, dispersan y transmiten las partículas que la componen. Esta luz proviene, en su mayor parte, directamente de los astros luminosos (el Sol, la Luna o las estrellas) o del cielo; también puede proceder de la superficie de la Tierra; en ese caso la luz es particularmente intensa cuando campos de hielo o de nieve o cuerpos de agua reflejan la luz solar o lunar.

La luminancia de una nube puede experimentar cambios debido a la intervención de la calima. Cuando existe calima entre el observador y la nube, puede disminuir o aumentar la luminancia de la nube en función de su espesor y de la dirección de la luz incidente. Además, la calima reduce el contraste que delata la forma, la estructura y la textura de la nube. La luminancia también puede variar a causa de fenómenos ópticos como halos, arco iris, coronas, glorias, etc.

Durante el día la luminancia de las nubes es suficientemente elevada y permite observarlas con facilidad. En una noche con luz de luna, las nubes son visibles cuando más de un cuarto de la Luna está iluminado. En sus fases más oscuras, la Luna carece del brillo suficiente que delataría la presencia de nubes alejadas de ella, especialmente cuando se trata de nubes delgadas. En noches sin luna, las nubes suelen ser invisibles; no obstante, algunas veces puede deducirse su presencia por la ocultación de las estrellas (teniendo en cuenta que las estrellas próximas al horizonte pueden quedar ocultas debido a la calima), de las auroras polares, la luz zodiacal, etc.

Las nubes son visibles durante la noche en zonas con iluminación artificial suficientemente intensa. Sobre las grandes ciudades, la iluminación directa desde abajo puede revelar la presencia de nubes. Es posible que una capa de nubes iluminada artificialmente actúe como fondo brillante sobre el cual resaltan fragmentos de las nubes inferiores.

Cuando una nube ligeramente opaca es iluminada desde detrás, su luminancia es máxima en dirección al astro luminoso y disminuye al alejarse de este; cuanto más delgada sea la nube, más rápida será la disminución. Las nubes de mayor espesor óptico (medida de la capacidad de una nube para impedir que la luz la atraviese) solo experimentan una leve disminución de la luminancia con respecto a la distancia del astro luminoso. Un espesor y una opacidad aún mayores hacen imposible incluso determinar la posición del astro luminoso. Cuando el Sol o la Luna se encuentran detrás de una nube densa y aislada, esta presenta un borde iluminado con mucho brillo, y pueden observarse en torno a ella rayos luminosos que alternan con bandas sombreadas.

Puesto que el espesor óptico de una capa nubosa suele variar de una porción a otra de la capa, es posible que el astro luminoso sea perceptible a través de una parte de la nube, pero no de otra. Debido al movimiento de la nube, el espesor óptico y la luminancia de la capa nubosa pueden experimentar cambios importantes con el tiempo, especialmente a pequeñas distancias angulares del Sol o la Luna.

En el caso de una capa de nubes cuya opacidad sea uniforme y suficiente, el astro luminoso puede percibirse cuando no está muy lejos del cenit, pero puede quedar completamente oculto cuando está cerca del horizonte. Las capas nubosas suficientemente opacas muestran a veces una luminancia máxima en el cenit, cuando el Sol o la Luna se encuentran a baja altitud.

La luz que una nube refleja hacia el espectador es máxima cuando la nube está frente al astro luminoso. La luminancia adquiere mayor intensidad cuando aumentan en la línea de visión la densidad de la nube y su espesor. Si la nube es suficientemente densa y profunda permite observar sombreados de grises que indican un relieve más o menos claro; cuanto más tangencial es la dirección de la iluminación, más amplia es la escala de grises.

Por último, existen importantes diferencias en la luminancia entre las nubes compuestas de gotitas de agua y las nubes formadas por cristales de hielo. Las nubes de cristales de hielo suelen ser más transparentes que las formadas por gotitas de agua debido a su espesor y a la dispersión de las partículas de hielo. No obstante, determinadas nubes de cristales de hielo se presentan en bancos densos y su concentración de partículas de hielo puede ser elevada. Cuando estas nubes están iluminadas desde detrás muestran un sombreado pronunciado; sin embargo, a la luz reflejada presentan un blanco brillante.