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Perché le nubi "galleggiano"?

Perché i moti convettivi spesso annullano l'azione del peso delle goccioline che compongono la nube stessa.

MeteoLive school - 20 Dicembre 2006, ore 11.09

Vi siete mai chiesti per quale motivo le nubi rimangano sospese in aria? Eppure sono fatte di goccioline o cristalli di ghiaccio, e l'acqua è circa mille volte più densa dell'aria. Sembrerebbe quindi di essere di fronte ad un controsenso, un enigma che va contro le leggi della fisica; ma una spiegazione logica c'è, e risiede soprattutto nelle forze che agiscono sulle goccioline stesse. Immaginate infatti una gocciolina d'acqua che sta in sospensione, praticamente ferma; essa ha un certo peso, e quindi dovrebbe tendere naturalmente a cadere, come un qualsiasi altro oggetto che si trovi ad una certa distanza dal suolo (cristalli di ghiaccio compresi); ma dal basso agiscono altre forze che annullano l'azione stessa del peso, e la fanno rimanere ad una quota fissa. Qual è allora la natura di queste forze? Sono quelle che danno vita ai moti convettivi, ossia sono originate da quelle correnti aeree che si muovono dal basso verso l'alto, o viceversa; intuitivamente verrebbe da pensare anche alla forza di Archimede, la stessa che è in grado di sostenere il nostro corpo senza farci andare a fondo in acqua quando nuotiamo; ma in realtà nell'aria la sua azione è molto limitata, addirittura risulta circa 1000 volte inferiore a quella del peso. Inoltre se le goccioline sono estremamente piccole, possono essere soggette alle forze elettrostatiche, le stesse che ad alcuni di noi fanno (ad esempio) rizzare i capelli in una giornata secca; nel contesto da noi analizzato agiscono come forze "catalizzatrici", ossia tengono vicine fra loro le goccioline, senza farle cadere o salire. Tornando però al caso generale, in che modo agiscono allora i moti convettivi? Se sono molto deboli lasciano cadere la gocciolina verso il basso, mentre al contrario, se prevalgono sul peso della gocciolina, portano quest'ultima verso l'alto. Durante tali moti però possono intervenire altri fattori: 1) Nella discesa la goccia solitamente incontra temperature sempre più elevate, e di conseguenza può tendere ad evaporare prima di toccare il suolo, o addirittura appena è partita dalla nube; pertanto tornerà sotto forma di vapore acqueo, e diverrà invisibile ai nostri occhi. 2) Nella risalita della molecola di vapore acqueo così ottenuta, invece la temperatura tornerà a calare e si svilupperà nuovamente una gocciolina, pressappoco alla quota dove precedentemente c'era stato il passaggio da liquido a vapore. E chiaro quindi che generalizzando questo processo, in media le nubi (ammassi di piccole goccioline d'acqua) appariranno sospese nel cielo. In definitiva sia quando la goccia è ferma, sia quando è in movimento, in generale tende a rimanere o a riformarsi sempre alla stessa quota atmosferica. Perché allora esistono le precipitazioni? Perché in alcuni casi i moti convettivi (sia orizzontali che verticali) sono talmente intensi che portano alla condensazione di miliardi e miliardi di goccioline d'acqua in breve tempo, un fenomeno che provoca una sorta di reazione a catena che coinvolge altri fenomeni fisici (liberazione di calore latente su tutti), un processo il cui prodotto finale è una nube estesa e minacciosa, ed in qualche caso la pioggia.

Autore : Lorenzo Catania

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