Che cosa sono le nuvole e come si formano?

Che cosa sono davvero le nuvole

Una nuvola è un insieme visibile di piccolissime goccioline d’acqua, cristalli di ghiaccio o una combinazione dei due, sospesi nell’aria. La definizione dell’Atlante internazionale delle nubi dell’Organizzazione meteorologica mondiale mette al centro proprio queste particelle visibili.

Il vapore acqueo non è la nuvola: è acqua allo stato gassoso ed è invisibile. La massa bianca o grigia che vediamo compare quando una parte del vapore cambia stato e diventa acqua liquida o ghiaccio.

La maggior parte delle nuvole meteorologiche si trova nella troposfera, lo strato più basso dell’atmosfera. La loro base può sfiorare il suolo, come nella nebbia, oppure trovarsi a molti chilometri di altezza.

Come si formano le nuvole, passo dopo passo

Il Sole riscalda mari, laghi, fiumi e terreno, favorendo l’evaporazione. Anche le piante immettono vapore nell’atmosfera attraverso la traspirazione. L’aria contiene quindi una quantità variabile di acqua invisibile allo stato gassoso.

Quando una massa d’aria umida sale, incontra pressioni minori, si espande e si raffredda. Se raggiunge la saturazione, cioè la temperatura del punto di rugiada, una parte del vapore condensa in goccioline. Se la temperatura è molto bassa, l’acqua può trasformarsi in cristalli di ghiaccio.

La condensazione avviene più facilmente attorno a nuclei microscopici presenti nell’aria: granelli di sale marino, polvere, fumo e altri aerosol. Una nuvola nasce e cresce quando la condensazione supera l’evaporazione; si assottiglia e scompare quando prevale il processo opposto.

Che cosa fa salire e raffreddare l’aria

La convezione è una delle cause più comuni. Il terreno scaldato dal Sole riscalda l’aria vicina alla superficie; questa diventa meno densa e sale, raffreddandosi. È il meccanismo tipico che fa nascere molti cumuli nelle giornate soleggiate.

Le montagne costringono l’aria a salire lungo i versanti. Anche i fronti meteorologici sollevano l’aria: quando una massa calda incontra una massa più fredda, tende a scorrere sopra di essa. In altri casi l’aria sale perché correnti provenienti da direzioni diverse convergono.

Una nuvola può formarsi anche senza un grande sollevamento se nell’aria aumenta l’umidità o se l’aria viene raffreddata dal contatto con una superficie più fredda. È ciò che accade, per esempio, nella formazione di molte nebbie e nubi basse.

Perché le nuvole non cadono subito

Una nuvola può contenere una grande quantità complessiva d’acqua, ma non è un blocco compatto. È un enorme volume d’aria nel quale le goccioline sono molto piccole e molto distanti fra loro.

Ogni gocciolina cade lentamente per gravità, ma le correnti ascendenti, la turbolenza e i continui processi di evaporazione e condensazione possono mantenerla sospesa. La nuvola, quindi, non galleggia come un palloncino: le sue particelle vengono continuamente sostenute e rinnovate nell’aria in movimento.

Quando le gocce o i cristalli diventano abbastanza grandi da vincere la resistenza dell’aria e i moti ascendenti, iniziano a precipitare. Non tutto ciò che cade raggiunge il terreno: in aria secca una parte può evaporare prima di arrivare al suolo.

Quali sono i principali tipi di nuvole

L’Organizzazione meteorologica mondiale riconosce dieci generi: Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus, Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus, Stratocumulus, Stratus, Cumulus e Cumulonimbus. A questi si aggiungono specie, varietà e caratteristiche supplementari.

I cirri sono alti, sottili e spesso composti da cristalli di ghiaccio. Strati e stratocumuli formano distese o banchi generalmente bassi. I cumuli hanno contorni netti e sviluppo verticale; se l’instabilità è forte possono crescere fino a diventare cumulonembi.

Le altezze non sono identiche in tutto il pianeta: dipendono dalla latitudine e dalla stagione. Per orientarsi, i meteorologi raggruppano normalmente le nubi in basse, medie e alte, mentre il cumulonembo può attraversare gran parte della troposfera.

Che tempo annunciano cirri, cumuli e cumulonembi

Un piccolo cumulo di bel tempo indica spesso convezione debole e condizioni tranquille, ma può crescere se l’aria è umida e instabile. Un cumulonembo, invece, è una nube temporalesca capace di produrre rovesci intensi, fulmini, grandine e forti raffiche.

Gli strati bassi portano cielo uniforme e talvolta pioviggine. I nembostrati sono estesi e spessi e sono associati a precipitazioni continue. Cirri e cirrostrati possono precedere l’arrivo di un fronte, ma una singola nube non basta per una previsione affidabile.

Forma, altezza, evoluzione e movimento delle nubi forniscono informazioni importanti sullo stato dell’atmosfera. I meteorologi le combinano però con dati di satelliti, radar, stazioni, radiosondaggi e modelli numerici.

Perché le nuvole sono bianche, grigie o rosse

Le goccioline delle nuvole sono molto più grandi delle molecole dell’aria e diffondono quasi allo stesso modo tutti i colori della luce solare. La loro combinazione appare bianca ai nostri occhi.

Una nube diventa grigia o molto scura quando è abbastanza spessa e densa da lasciare passare poca luce verso la base. Vista dall’alto, la stessa nube può essere ancora brillante perché riceve direttamente la luce del Sole.

All’alba e al tramonto la luce attraversa uno strato atmosferico più lungo. Le componenti blu vengono disperse maggiormente e sulle nubi arrivano soprattutto tonalità rosse, arancioni e rosa. Il colore dipende quindi dall’illuminazione, non da acqua colorata.

Come nasce la pioggia dentro una nuvola

Le goccioline appena formate sono troppo piccole per cadere come pioggia. Nelle nubi calde possono urtarsi e unirsi, diventando progressivamente più grandi. Quando il loro peso supera il sostegno dei moti d’aria, precipitano.

Nelle nubi fredde sono importanti anche i cristalli di ghiaccio. Possono crescere a spese delle goccioline sopraffuse, aggregarsi e cadere come neve; se attraversano strati d’aria più caldi, fondono e arrivano al suolo come pioggia.

La grandine richiede forti correnti ascendenti all’interno dei cumulonembi, che trasportano ripetutamente le particelle ghiacciate in zone ricche di acqua sopraffusa. Non tutte le nuvole producono precipitazioni e non tutte le precipitazioni raggiungono il terreno.

Nebbia e nuvole sono la stessa cosa?

Dal punto di vista fisico la nebbia è una nuvola a contatto con il suolo: anch’essa è composta da minuscole goccioline sospese. La differenza pratica riguarda quindi la posizione e la conseguente riduzione della visibilità vicino alla superficie.

La nebbia può formarsi quando il terreno si raffredda durante la notte, quando aria umida scorre sopra una superficie fredda o quando l’aria viene saturata dall’evaporazione. Rilievi e vallate favoriscono spesso accumuli locali.

Una nube bassa può avvolgere una montagna e apparire come nebbia a chi si trova sul versante, mentre da lontano viene osservata come una normale nube che copre la cima.

Perché le nuvole sono importanti per clima e ciclo dell’acqua

Le nuvole sono un passaggio fondamentale del ciclo dell’acqua: trasferiscono acqua ed energia nell’atmosfera e permettono il ritorno dell’acqua alla superficie attraverso pioggia, neve e altre precipitazioni.

Influenzano anche la temperatura della Terra. Le nubi basse e spesse riflettono molta luce solare e tendono a raffreddare la superficie; quelle alte e sottili lasciano passare più luce ma trattengono una parte della radiazione infrarossa emessa dalla Terra, contribuendo al riscaldamento.

L’effetto complessivo dipende da altezza, spessore, composizione, estensione e momento della giornata. Per questo il comportamento futuro delle nuvole è uno degli aspetti più complessi da rappresentare nelle proiezioni climatiche.

Domande frequenti sulle nuvole

Le nuvole sono fatte di vapore? No. Il vapore acqueo è invisibile; le nuvole visibili sono formate da goccioline liquide e cristalli di ghiaccio.

Quanto pesa una nuvola? Può contenere molte tonnellate d’acqua, distribuite però in un volume enorme. Non è un oggetto solido appeso nel cielo.

Si può toccare una nuvola? Sì: quando si attraversa una nube in montagna o in aereo si entra in aria piena di goccioline. Al suolo la stessa esperienza è la nebbia.

Perché alcune nuvole fanno piovere e altre no? Servono particelle abbastanza grandi da cadere e condizioni che ne permettano la crescita; molte nubi evaporano prima di raggiungere questo stadio.

Quale nube produce i fulmini? Il cumulonembo è la nube tipica dei temporali e può generare fulmini, grandine, rovesci e raffiche.

Le nuvole sono tutte nella troposfera? I dieci generi meteorologici principali sì, ma esistono rare nubi speciali a quote superiori, come le nottilucenti nella mesosfera.

Casi particolari

• →Le nuvole visibili non sono vapore acqueo, ma goccioline e cristalli di ghiaccio.
• →Si formano quando aria umida raggiunge la saturazione e il vapore condensa.
• →Polvere, sale e altri aerosol funzionano da nuclei di condensazione.
• →Le goccioline restano sospese perché sono minuscole e l’aria è in continuo movimento.
• →La WMO riconosce dieci generi principali di nubi.
• →Il cumulonembo è la nube tipica dei temporali.
• →Le nubi spesse appaiono grigie perché poca luce raggiunge la loro base.
• →La nebbia è una nuvola a contatto con il suolo.
• →Non tutte le nuvole producono precipitazioni.
• →Le nuvole regolano il ciclo dell’acqua e influenzano il bilancio energetico della Terra.