Cuando el
aire húmedo se enfría por debajo del punto de rocío, las gotitas de agua se
condensan sobre núcleos de condensación contenidos en el aire. Estos núcleos
tienen, a veces, una particular afinidad para el agua y entonces se denominan
higroscópicos. Los partículas de sal que provienen de los rociones marinos
pertenecen a esta categoría y pueden provocar la condensación, antes de que la
humedad relativa alcance el 100 por ciento.
Las gotitas
de agua no se hielan necesariamente cuando la temperatura desciende par debajo
de 0°C sino que pueden permanecer subfundidos o en subfusión. En el caso de las
nubes, pueden permanecer en subfusión incluso hasta -20° C. Ocasionalmente se
observan gotitas subfundidos hasta a -35°C.
En
laboratorio, se ha podido demostrar que es posible enfriar las gotitas de agua
hasta -40° C antes de que se congelen. No obstante, la congelación se produce a
temperaturas bastante más altas al contacto de sustancias sólidas extrañas o de
partículas en suspensión.
En la
atmósfera, ciertas partículas en suspensión pueden actuar como núcleos en el
proceso de congelación. Una partícula que provoca el crecimiento de un cristal
de hielo a su alrededor por congelación de agua subfundida es un núcleo de
congelación.
El vapor de
agua puede igualmente transformarse directamente en cristales de hielo sin
pasar por el estado líquido. Es la sublimación, término que se aplica también
para designar lo transformación inversa, es decir de hielo o vapor de agua.
Toda
partícula sobre la que se puede formar un cristal de hielo por sublimación es
un núcleo de sublimación. A pesar de las numerosas experiencias no se ha
logrado demostrar que en lo atmósfera existan núcleos de sublimación distintos
de los núcleos de congelación.
Sobre la
superficie de un núcleo se forma primeramente una fina película de agua que se
congela después. Esta película es tan fina que es muy difícil darse cuenta de
la existencia de la gotita de agua y, por lo tanto, parece que todo sucede como
si el cristal de hielo se formase directamente a partir del vapor. Así, pues,
se utiliza habitualmente en meteorología la expresión general "núcleo de
condensación" para todos los núcleos que provocan la formación de hielo.
El hecho tan
frecuente de que haya gotitas de agua en las nubes a temperaturas negativas
demuestra que los núcleos de congelación son más raros que los núcleos de
condensación. Los núcleos que provocan la congelación a temperaturas superiores
a -40° C no son las mismas partículas que provocan la condensación del vapor de
agua para formar las gotitas que constituyen las nubes.
La mayoría
de los núcleos de congelación provienen probablemente del suelo, del que el
viento arranca ciertos tipos de partículas. Parece que ciertas partículas
arcillosas juegan un papel importante y es probable que la mezcla turbulenta
pueda darles una distribución bastante uniforme hasta altitudes elevadas.
