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Tutti i segreti di un CRISTALLO di NEVE!

Quante volte ci siamo soffermati ad ammirare i cristalli di neve, con le loro strabilianti forme, quasi fossero splendide miniature scolpite dalla mano esperta della natura. Ma come si formano? Pechè sono così diversi tra loro? Ecco alcuni segreti...

A tutta neve - 22 Dicembre 2006, ore 09.45

Avremo notato spesso, durante una nevicata, magari debole, depositarsi sulla manica del giaccone o sul parabrezza dell'auto, cristalli dalle forme più bizzarre. Talvolta cristalli aghiformi, o sferici, altri a cilindretto, alcuni a forma esagonale o con la classica forma a stella, talvolta con delle grazie e finiture da manuale. Ma come è possibile che possano assumere tali strutture, quali processi chimico-fisici si celano dietro a tali evoluzioni? I cristalli di neve, spesso presentano complesse simmetrie a base esagonale dovute alla configurazione atomica delle molecole di acqua che, allo stato solido, formano una griglia compatta di celle simili a quelle di un alveare. I cristalli più semplici, sono infatti dei prismi di base esagonale che, a seconda del rapporto tra la base e l'altezza, appaiono come colonnine o come fogli piatti. Da esperimenti condotti in laboratorio si è visto che la forma dei cristalli dipende sostanzialmente dal variare dell'umidità e della temperatura. Con valori di umidità più alti, le strutture a forma di colonna possono trasformarsi in strutture aghiformi, oppure presentare delle cavità. Quelle più piatte possono invece gemmare in esagoni che, venendo a contatto con strati atmosferici carichi di umidità, si dipartono dai sei vertici della figura madre dando luogo a successive ramificazioni, tale accrescimento è chiamato anche "crescita dendritica". La struttura complessa del cristallo di neve, dipende dalle diverse velocità di crescita di questi due moduli fondamentali, in un processo che deve la sua regolarità, oltre che alla simmetria della griglia atomica del ghiaccio e quindi alla tipologia degli elementi chimici presenti nell'aria, anche alle condizioni di temperatura e di umidità in cui si trova a crescere il cristallo; più le condizioni sono mediamente le stesse in tutte le direzioni, più il cristallo risulta ben strutturato e uniforme. Per esempio in presenza di un'avvezione fredda si possono formare piccoli cristalli cilindrici pieni, mentre durante il passaggio a un regime di temperature più calde si può avere la formazione di strutture piatte sui bordi della particella, in modo da generare una colonna a forma di "capitello". In genere i cristalli che passano attraverso un'atmosfera fredda sono più piccoli di quelli passati attraverso un'atmosfera più calda. Questo è dovuto al fatto che i processi termodinamici che regolano la crescita si verificano più rapidamente in presenza di temperature più alte, e inoltre l'aria calda solitamente può contenere più umidità dell'aria fredda. La neve granulare, cioè sottoforma di piccole palline di neve, dalle dimensioni comprese tra 2 e 5mm, si forma partendo dalla neve che cade dalle nuvole, al contrario della grandine, che si sviluppa all'interno delle grandi nuvole temporalesche. Quando i fiocchi si sciolgono parzialmente e poi trovano un nuovo strato freddo di atmosfera si ricongelano in cristalli di ghiaccio, cadendo sottoforma di palline bianche. Ecco una breve classificazione del rapporto tra struttura del cristallo e ambiente di accrescimento: Cristalli prismatici corti,pieni o cavi: Crescita con alta supersaturazione da -3° a -8°C e sotto -22°C. Aghiformi quasi cilindrici: Crescita con alta supersaturazione da -3° a -5°C. A forma di piastre perlopiù esagonali: Crescita con alta supersaturazione da -0° a -3° e da -8° a -25°C. Esagonali, a forma di stella o piani: Crescita con alta supersaturazione da -12° a -16°C. Grappoli di cristalli molto piccoli: Formazione di policristalli in condizioni ambientali variabili. Particelle molto brinate, neve granulare: Forte brinata delle particelle per adesione di acqua sopraffusa.

Autore : Luca Savorani

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