Nubi temporalesche: come e perché si formano.

La foto scattata qualche giorno fa ad una particolare nube “a incudine” ci dà lo spunto per spiegare, in poche parole, la genesi delle nubi cumuliformi temporalesche.

Nube temporalesca immortalata qualche giorno fa in Germania.

Sappiamo che le nubi sono costituite da minuscole goccioline di acqua, condensate dal vapore acqueo e sedimentate in una certa porzione di aria secca. Dato che l’Atmosfera, in condizioni standard, è un sistema stabile, almeno su base locale, per formare una nube c’è bisogno che intervenga un’azione forzante esterna, che costringa il vapore acqueo a condensare (da gas a liquido). Questa azione esterna può realizzarsi in diverse maniere:

• Sollevamento orografico:l’aria è obbligata al passaggio sopra una catena montuosa; nella salita l’aria si raffredda dato che si espande e quindi tende a condensare.
• Sollevamento frontale: il contrasto di masse d’aria molto fredde e molto calde provoca delle risalite repentine di aria calda.
• Convergenza di aria: la presenza di basse pressioni al suolo richiama aria da aree circostanti, il sollevamento forzato dovuto alla convergenza produce la condensazione.

Questi sono i principali meccanismi di formazione delle nubi nei mesi invernali, periodi in cui il riscaldamento del suolo è molto ridotto. Viceversa, in Estate si aggiunge alla lista un quarto modo di formazione delle nubi, il più importante e vigoroso:

• Convezione

Ma come si realizza questa particolare condizione?

Il riscaldamento del terreno provoca dapprima il mescolamento di uno strato a contatto con il terreno e, successivamente, la risalita di una bolla d’aria. Infatti l’aria calda tende ad essere meno densa dell’ambiente circostante e tende a salire, aiutata dalla spinta di Archimede. A questo punto la bolla d’aria in risalita ha due possibilità:

1. se l’ambiente circostante è più freddo della particella, questa tenderà a salire fino a che la differenza di temperatura diventerà nulla,
2. appena la particella raggiunge la temperatura dell’ambiente si fermerà e, eventualmente, tenderà nuovamente a scendere o andrà incontro ad oscillazioni per raggiungere l’equilibrio.

Ovviamente, più le condizioni per la risalita sono favorevoli, maggiore sarà la possibilità che si formino nubi cumuliformi. Queste sono le tipiche nubi associate ad una forte risalita di aria più calda in aria saturata di vapore. Se il riscaldamento della superficie continua e le condizioni sono favorevoli il cumulo potrà assumere dimensioni notevoli, dando luogo a grandine e fenomeni violenti, il cosiddetto “severe weather”.

Foto di un cumulo temporalesco e circolazione ideale al suo interno. I colori dal rosso al blu indicano temperature decrescenti, mentre le frecce tratteggiate indicano virga, ovvero precipitazioni successivamente ghiacciate.

In generale, quando le correnti di aria calda (frecce rosse) sono molto forti, l’ascesa si ferma solo quando l’aria giunge al limite della Troposfera, ove sono presenti condizioni di forte stabilità. In questa zona, detta Tropopausa, l’aria è costretta a deviare, come se si trovasse a sbattere contro un muro invisibile, e a “spalmarsi” in orizzontale. Possono verificarsi eventuali discese di gocce vere e proprie, ovvero pioggia, che però tendono ad evaporare dato che si trovano ad attraversare aria più secca. Queste caratteristiche, dette “virga”, lasciano un segno inconfondibile del loro passaggio che si osserva come debole velatura (frecca blu tratteggiata in figura).