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Le nuvole: cosa sono?

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Di cosa sono fatte le nuvole? Come si formano? E quanti tipi ce ne sono? Due esperti del centro METEO EXPERT ci spiegano tutto quello che dobbiamo sapere

Ci accompagnano durante tutte le stagioni, a volte numerose e minacciose, altre volte timide e solo di passaggio, e comunque mai uguali a se stesse: sono le nuvole.

Viste dagli obiettivi dei satelliti orbitanti, dagli oblò degli shuttle o della Stazione Spaziale Internazionale, le nubi vestono la Terra regalando immagini meravigliose. Un fascino unico, mai uguale, irripetibile in ogni istante, in cui il bianco delle nuvole disegna i propri movimenti sul blu degli oceani e sul verde dei continenti.

COME SONO FATTE LE NUVOLE?

A formarle sono minuscole goccioline d’acqua o microscopici cristalli di ghiaccio. A temperature positive le nuvole sono costituite ovviamente da goccioline, mentre a temperature di molti gradi inferiori allo zero essenzialmente da cristalli.

Infatti anche a temperature negative - tra 0 e -10/-15 gradi - per il fenomeno noto come sopraffusione, le nuvole sono ancora formate da goccioline d’acqua, mentre soltanto a temperature prossime o inferiori a -40 gradi le nubi sono formate solo da cristalli di ghiaccio.

Se una nuvola si è formata a temperature positive prende il nome di nube calda, se si trova a temperature negative si chiamerà nube fredda, qualora la nube presenta la parte inferiore a temperature positive e la parte superiore a temperatura negativa prenderà il nome di nube mista.

PERCHÈ VEDIAMO LE NUVOLE?

Le singole goccioline di una nube (in inglese cloud droplets), in quanto assai piccole, risultano quasi invisibili all’occhio umano. Tantissime goccioline strette una vicina all’altra risultano invece nel loro insieme visibili, e danno vita alle forme morbide e sfuggenti delle nuvole: difatti quando la loro concentrazione raggiunge qualche migliaia di unità per litro d’aria, la luce visibile non riesce più a passare indisturbata, viene invece diffusa e in parte riflessa, e in tal modo all’occhio umano appare la nuvola (Leggi anche: Perché il cielo è azzurro?).

LE NUVOLE SONO COMPOSTE DA VAPORE ACQUEO?

NO. Se se fosse così, non riusciremmo a vederle, perché il vapore acqueo è invisibile, trasparente, inodore e incolore, in uno stato fisico della materia definito come aeriforme.

LA CLASSIFICAZIONE DELLE NUBI

Come tutti abbiamo sperimentato, alzando gli occhi al cielo, le nuvole si presentano però in forme e grandezze molto variegate, e ciascuna di esse dipinge in cielo una macchia unica e irripetibile. Ciò nonostante, le nubi, possono essere raggruppate in 10 generi: cirri, cirrocumuli, cirrostrati, altostrati, altocumuli, strati, stratocumuli, nembostrati, cumuli e cumulonembi.

Le più alte di tutte sono sicuramente i cirri: sottili, isolati, di colore bianco, trasparenti e dall’aspetto filamentoso simile a fili di cotone. Ai Tropici queste nubi quasi trasparenti viaggiano anche oltre i 18 chilometri di quota, mentre alle nostre latitudini si trovano in genere oltre i 6-7 chilometri, ma in estate possono arrivare fino a 13. I cirri sono chiamati anche “nuvole di bel tempo” perché mai portatrici di precipitazioni.

Quando invece il cielo assume un aspetto lattiginoso, come se fosse coperto di un sottile velo bianco, siamo di fronte ai cirrostrati, che hanno anche il merito di donare spesso alla Luna e al Sole un pittoresco alone colorato. Sono più densi ed estesi dei cirri, ma in ogni caso lasciano ancora intravedere il Sole, e, come i cirri, si muovono in genere oltre i 6-7 chilometri di altezza.

Se invece state cercando il famoso “cielo a pecorelle”, siete alla ricerca dei cirrocumuli o altocumuli: sono nuvole che si presentano per lo più in banchi costituiti da ammassi bianchi simili a batuffoli di cotone di piccole (cirrocumuli) o medie (altocumuli) dimensioni. I cirrocumuli sono anch’esse nubi d’alta quota intorno ai 5-6 chilometri, mentre gli altocumuli si trovano tra 2 e 7.

Gli altostrati sono nubi dense che possono avere anche qualche chilometro di spessore, sono situate tra i 2 e 7 chilometri. Dall’aspetto fibroso, formano uno strato nuvoloso grigio-azzurrognolo che in genere copre interamente il cielo. Là dove lo spessore è importante l’altostrato occulta completamente il sole e la luna. Se lo spessore della nube non è considerevole, potrebbe trarre in inganno l’osservatore che può confonderla con un cirrostrato più denso; in realtà basta sapere che gli altostrati, a differenza dei cirrostrati, eliminano le ombre degli oggetti al suolo. Arrivano assieme al nucleo della perturbazione e ci dicono che è il momento di aprire l’ombrello...

Ma quali sono allora le nubi che ci costringono ad aprirlo? Se sopra la vostra testa si stanno muovendo degli stratocumuli, è probabile che pioverà, ma difficilmente vi inzupperete d’acqua: benché molto vicini al suolo (non vanno oltre i 2 chilometri di quota) questi grossi ammassi scuri e tondeggianti di colore violaceo hanno difatti uno spessore modesto (tra 500 e 1000 metri), e sono in genere accompagnati da piogge deboli e intermittenti.

Se la pioggia o la neve invece cade continua e di intensità moderata, vuol dire che sono arrivati i nembostrati: anch’essi hanno una base prossima al suolo (di solito sotto i 2 chilometri di quota), ma sono piuttosto spessi (possono spingersi fino a 6-7 chilometri di altezza) e di colore grigio scuro, tanto da occupare il cielo con uno strato nuvoloso denso che oscura fortemente la luce del sole.

I cumuli sono invece nuvole isolate, solitamente dense e con contorni ben delineati: la sommità, illuminata dal sole, è bianca, mentre la base appare di un grigio più o meno scuro. Il loro aspetto è quello di batuffoli di cotone appesi in cielo. Hanno una estensione verticale molto variabile: compresa fra decine e poche centinaia di metri nel caso del cumulo humilis e del cumulo mediocris (non danno luogo a piogge) fino a qualche chilometro nel caso del cumulo congestus all’origine di piogge brevi ma intense (rovescio).

Ma il re di tutte le nubi è sicuramente il cumulonembo, padre di fulmini e tuoni (temporali), grandine e trombe d’aria: sono nuvole imponenti, che possono attraversare l’intera troposfera, spingendosi dal suolo fino a oltre 15 chilometri di altezza. Mentre la sommità della nube è di colore bianco e a forma di cavolfiore o incudine, la base appare frastagliata e assai scura, a causa dell’ombra prodotta dalla parte sovrastante. Il loro sviluppo può essere improvviso e assai rapido, alimentato dal calore e dall’umidità presenti in atmosfera.

E infine ci sono gli strati, le nubi più “basse” in assoluto in quanto la loro base può talvolta raggiungere il suolo. Si posizionano sotto i 2 chilometri di altezza, sono di colore grigio, con base estesa e uniforme, e hanno l’aspetto di una nebbia sospesa in quota. Nonostante l’effetto cupo però raramente rendono necessario l’ombrello, e al più portano un po’ di pioviggine.

COME SI FORMANO LE NUVOLE?

Nell’atmosfera che avvolge il nostro Pianeta, oltre a diversi composti gassosi quali azoto, ossigeno e anidride carbonica, è presente anche l’acqua, sotto forma di singole molecole di vapore acqueo. Quando però le molecole di vapore diventano troppo numerose l’aria non è più in grado di contenerle: l’atmosfera diventa cioè satura. Il numero di molecole di vapore che può essere contenuto nell’aria è strettamente legato alla sua temperatura e pressione: più è calda l’aria, maggiore è la quantità di vapore che essa può accogliere.

L’umidità assoluta indica proprio la quantità di vapore acqueo, in grammi, che è contenuta in un metro cubo d’aria. Ma la grandezza che meglio descrive le condizioni dell’atmosfera è l’umidità relativa: definita come il rapporto tra la quantità di vapore effettivamente contenuto nell’aria e la massima quantità di umidità che teoricamente può essere contenuta. Questa grandezza ci dice quanto sia vicina o lontana la condizione di saturazione, e quindi la formazione della nuvola!

Ma cosa succede nel momento in cui l’umidità relativa tocca e poi supera il 100%?

Ebbene il vapore in eccesso, non trovando più accoglienza in atmosfera, condensa in minuscole goccioline d’acqua che tutte assieme formano la nuvola. In altre parole quando il 100% viene toccato e superato si è in condizioni di sovrasaturazione le molecole di vapore acqueo saranno talmente vicine da unirsi tra loro.

Quale meccanismo spinge l’atmosfera fino alla saturazione con la conseguente formazione delle nuvole?

Esistono due possibilità: si può aumentare il vapore contenuto nell’aria (nubi da umidificazione), oppure diminuire la temperature dell’aria (nubi da raffreddamento) perché, man mano che l’aria si raffredda, diminuisce il suo volume e quindi lo spazio a disposizione delle molecole di vapore, che ad un certo punto si troveranno in condizioni di saturazione.

Nel primo caso l’aria deve stazionare a lungo o passare su vaste aree ricche di acqua (mari, oceani, foreste). Nel secondo l’aria può raffreddarsi cedendo calore (ad esempio, se a raffreddarsi è l’aria vicino al suolo allora si forma la nebbia) oppure muovendosi verso l’alto (nubi da raffreddamento adiabatico).

Meteo Expert

Il testo è stato preparato da Daniele Izzo e Serena Giacomin, meteorologi di Meteo Expert.