dal momento che è un argomento molto vasto, non riesco pubblicare tutto in una sola volta ma terrò aggiornato questo thread nei prossimi giorni.
Prima di tutto diamo una definizione di nubi:
Le nubi sono idrometeore composte da agglomerati visibili di particelle d’acqua allo stato liquido (goccioline) o solido (cristalli di ghiaccio) in sospensione nell’atmosfera; principalmente si osservano in troposfera, mentre possono, ma più raramente, formarsi anche nella stratosfera o nella mesosfera (come ad esempio le nubi polari nottilucenti (foto)).
come secondo step vediamo come si formano le nubi con i relativi processi fisici.
La formazione delle nubi è legata a processi di condensazione del vapore acqueo in condizioni di aria satura o sovrasatura.
Le condizioni di saturazione vengono generalmente raggiunte attraverso il raffreddamento della massa d’aria: infatti, al diminuire della temperatura dell’aria, aumenta l’umidità relativa dell’aria e si avvicina il punto di saturazione, essendo minore la quantità d’acqua che vi può essere contenuta.
I processi principali di una massa d’aria in atmosfera sono di due tipi:
− Raffreddamento isobarico: avviene a pressione costante con perdita o trasferimento di calore a masse d’aria vicine o al suolo (terreni o mari). Se la massa d’aria raggiunge la temperatura di rugiada l’umidità relativa arriva al 100%; in queste condizioni si raggiunge la saturazione. Il raffreddamento isobarico è il processo che solitamente causa la formazione di nebbie e nubi basse.
− Raffreddamento adiabatico: è prodotto dal sollevamento della massa d’aria la quale, incontrando pressioni minori, subisce un’espansione adiabatica, ovvero senza scambio di calore con l’esterno; il risultato è un raffreddamento del sistema. Il raffreddamento adiabatico è il processo che solitamente porta la formazione delle nubi medie e alte.
infine vediamo i processi meteorologici che causano la formazione delle nubi:
Esistono diverse condizioni meteorologiche che possono portare alla formazione di nubi in troposfera, dando luogo ai due processi termodinamici descritti precedentemente.
La formazione di nebbia o nubi basse è solitamente causata da un raffreddamento isobarico con il suolo (terreno o mare). In questo caso, se questi risultano più freddi della massa d’aria sovrastante, le sottraggono calore, raffreddandola fino a raggiungere la temperatura di rugiada.
Questo è il processo che causa la formazione della nebbia nelle zone pianeggianti o marittime (Lamb, 2011).
La formazione di nubi per raffreddamento isobarico può anche avvenire per irraggiamento di uno strato di aria più umido verso strati d’aria più secchi vicini; questo processo può causare nuvolosità stratiforme.
Invece, un raffreddamento adiabatico è causato generalmente da un moto verticale della massa d’aria. Tali moti ascendenti sono dovuti a quattro possibili cause:
− Moti convettivi: si hanno quando una massa d’aria più calda e meno densa degli strati d’aria vicini viene spinta verso l’alto dalla forza di galleggiamento (buoyancy force): se la massa d’aria è sufficientemente umida, e l’atmosfera si trova in condizioni di instabilità, può raggiungere il livello di condensazione portando alla formazione della nube.
La condensazione, liberando calore latente, riscalda ulteriormente la massa d’aria e il moto d’aria ascendente può continuare (Figura a);
− Sollevamento orografico: si verifica quando una massa d’aria incontra rilievi ed è costretta a sollevarsi per superare la barriera naturale. Se la massa d’aria inizialmente non è satura, durante il sollevamento si raffredda e segue l’adiabatica secca, perdendo circa 1°C/100m.
Il processo prosegue fino all’altezza alla quale viene raggiunta la saturazione; da quel punto avviene la condensazione con liberazione di calore latente. Durante l’ulteriore sollevamento prosegue sull’adiabatica umida con un gradiente termico di circa -0.6°C/100m, fino alla cima della montagna (Figura b);
− Sollevamento frontale: si ha per il sollevamento forzato di una massa d’aria che incontra uno strato d’aria con caratteristiche diverse: in presenza di un fronte caldo si ha lo scorrimento d’aria più calda sullo strato più freddo; viceversa, in presenza di un fronte freddo, la massa con temperatura più bassa si incunea sotto lo strato d’aria più caldo; questo porta ad un sollevamento verticale della massa d’aria calda; in questo caso i moti verticali sono più intensi. (Figura c, per il sollevamento frontale di un fronte caldo);
− Sollevamento ciclonico e convergenza nei bassi strati: in presenza di una zona di bassa pressione si ha una zona di convergenza dei venti nei bassi strati dell’atmosfera con lenti, ma costanti, moti verticali ascendenti d’aria, che causano lo sviluppo di nubi (Figura d).
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