Una nube cumulonimbus es una de las nubes más grandes formadas en los patrones climáticos de la Tierra. La apariencia alta, parecida a una columna, a menudo con una parte superior plana, puede indicar fuertes relámpagos, fuertes lluvias y vientos fuertes. Las nubes de tormenta se forman a partir del aire cálido ascendente que enfría y crea hielo en altitudes más altas, o alturas sobre el suelo, y lluvia en niveles más bajos. También pueden crear granizo y tornados que pueden causar daños a los cultivos y la propiedad, y lesiones a personas y animales.
A medida que el sol calienta el suelo, el aire comienza a subir a la atmósfera. Si hay suficiente humedad o vapor de agua, se pueden formar nubes. La formación de cumulonimbus comienza con cúmulos más pequeños, que no indican un clima severo. Si el aire ascendente continúa empujando hacia arriba, los cúmulos pueden elevarse a cúmulos imponentes, con alturas de decenas de miles de pies o metros. La formación de gotas de lluvia libera calor y se puede generar suficiente energía para formar una nube cada vez más grande.
Cuando comienzan a ocurrir relámpagos, se ha desarrollado una nube cumulonimbus y ahora hay una tormenta. Las tormentas eléctricas pueden ocurrir como una sola formación de nubes, a menudo llamada tormenta de masa de aire o celda aislada. También se pueden alinear a lo largo de un límite frontal, que es la línea entre una masa de aire más cálida y húmeda y un sistema de aire más frío y seco. Estas líneas de tormentas a menudo se denominan tormentas de línea de turbonada y pueden crear un clima severo.
Las nubes cambian constantemente y una nube cumulonimbus no es una excepción. Pasan por un ciclo de vida, y cada fase tiene signos o características reveladores. Estas etapas generalmente se conocen como en desarrollo, maduración y disipación.
Una nube de cumulonimbus en desarrollo absorbe el calor del aire ascendente, y la lluvia y el hielo se forman a diferentes altitudes. A medida que las gotas de lluvia liberan más calor, se pueden formar corrientes ascendentes de aire que se eleva rápidamente en el sistema de nubes. Si se transporta suficiente humedad y el hielo se acumula o se pega, se puede formar granizo.
Las nubes cumulonimbus maduras se denominan típicamente tormentas eléctricas. Los rayos ocurren cuando se produce energía eléctrica a partir de la fricción del agua en la nube. Se forma una nube imponente en forma de columna con una forma superior plana, a menudo llamada yunque. El yunque se produce cuando el aire a alta velocidad, llamado corriente en chorro, empuja la parte superior de la tormenta por delante de la columna.
Una tormenta madura puede producir fuertes vientos a partir de corrientes descendentes de aire frío que salen del fondo de la nube, conocidas como micro ráfagas o frentes de ráfagas. Las fuertes lluvias y los frecuentes relámpagos indican que se está produciendo una tormenta madura. El granizo a menudo se puede ver en áreas al frente de la tormenta, ya que los cristales de hielo acumulados se vuelven demasiado pesados y caen antes de la tormenta.
Algunas condiciones climáticas pueden crear tormentas eléctricas que son más peligrosas. Una súper tormenta de células es una nube cumulonimbus madura con rotación interna, llamada mesociclón. El aire que se mueve en diferentes direcciones a diferentes altitudes hace que la supercélula gire, lo que puede provocar tornados o vientos fuertes. Las supercélulas pueden ser sistemas muy estables y pueden producirse condiciones meteorológicas peligrosas durante mucho tiempo en largas distancias.
A medida que la tormenta continúa, la lluvia cae a través de la nube, eliminando la humedad y cambiando el flujo de aire. El calor que causó la rápida corriente ascendente de aire en la tormenta en desarrollo se ha ido y la tormenta comienza a disiparse, con algunas áreas de lluvia pero menos viento. La imponente estructura de la nube comienza a romperse y la nube cumulonimbus se convierte en una capa de nubes más uniforme o desaparece.
Otros tipos de nubes pueden indicar que se avecinan tormentas. Los cirros son capas muy delgadas de cristales de hielo a grandes altitudes, a menudo llamadas tenues o parecidas a plumas. Estos cristales de hielo son en realidad las cimas de las nubes cumulonimbus a cierta distancia que han sido empujadas hacia adelante por los vientos de gran altitud, llamados corriente en chorro. Las nubes cirros pueden ser una indicación de que faltan uno o dos días para el clima tormentoso, porque la corriente en chorro se mueve más rápido que el área de la tormenta.