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Foto dei Temporali visti da Pandora

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Spiego a Pandora il Temporale

Dopo aver spiegato a Pandora il Lampo , gli dissi – adesso ti spiego tutto quello che c’ e da sapere sul temporale e Pandora disse – ok , inizia pure quando vuoi e se ci sono foto fammele vedere e io dissi – certamente . Dopo un po’ io dissi a Pandora tutto quello che c’ e da sapere sul Temporale – Il temporale è un fenomeno atmosferico accompagnato spesso da fulmini, vento e precipitazioni, frequentemente sotto forma di rovescio. Spesso il fenomeno si verifica in condizioni di marcata instabilità atmosferica.

Si tratta del fenomeno atmosferico più violento in termini energetici cui possiamo assistere con una certa frequenza alle latitudini temperate.

Struttura del temporale

 Il temporale è l’insieme dell’enorme nube che lo sovrasta, il cumulonembo, e dei fenomeni ad esso associati. Il cumulonembo è una nube a sviluppo verticale che si forma per il sollevamento di grandi masse d’aria calde (causato da diversi fattori) e umide in aria instabile. Con il sollevamento l’aria si raffredda adiabaticamente e il vapore acqueo in essa contenuto, raggiunta la saturazione, condensa iniziando a sviluppare la nube.

 All’interno della nube ci sono correnti ascensionali molto violente e forte turbolenza, e le gocce d’acqua soffuse facilmente si uniscono e originano pioggia, o anche grandine se vengono trascinate a lungo all’interno della nube dalle correnti.

 Al di sotto del cumulonembo si formano in genere forti ascendenze e forti discendenze ai lati, che provocano al perimetro del cumulonembo un forte vento che solleva visibilmente la polvere e precede la pioggia. Nel momento in cui inizia a piovere il moto si inverte, si hanno discendenze al centro e ascendenze ai margini.

 In cima al cumulonembo, quand’esso ha raggiunto la fase di maturità o pieno sviluppo, si trova una caratteristica incudine, che può anche raggiungere i 10 000 m di quota e oltre. Tale incudine si forma laddove l’aria in ascesa incontra la tropopausa, e la sua caratteristica forma è dovuta alla costanza dell’andamento termico che caratterizza la tropopausa che inibisce l’ulteriore ascesa della massa d’aria instabile all’origine della genesi del cumulonembo.

 Va inoltre ricordato che se nella formazione di cumulinembo vi è moltissimo vento sia correnti calde o fredde il temporale scarica solamente il suo potenziale elettrico ma non lascia cadere la pioggia a causa del vento appunto che sposta velocemente le nuvole. Difficilmente può accadere il contrario.

Il temporale risulta quindi composto da:

 cumulo vero e proprio associato a fenomeni;

 incudine di cirri;

 eventuali ‘mammatus’ visibili alla base dell’incudine;

Fenomeni secondari osservabili

 Prima e durante un temporale è possibile osservare i seguenti fenomeni che a volte possono anticipare la comparsa stessa del fenomeno temporalesco:

 Aumento dell’umidità nell’aria con la seguente brusca diminuzione della pressione atmosferica.

 Formazione di un vento freddo, più o meno intenso, al suolo. (vedi Formazione dei temporali).

 Come conseguenza del punto precedente può avvenire una diminuzione, più o meno intensa, della temperatura al suolo.

 Comparsa di fulmini (a volte solo tuoni) rilevabili con una radio AM (abbastanza sensibile) sotto forma di interferenze facilmente riconoscibili.

Formazione dei temporali

 Temporali frontali: quando in una perturbazione è presente il fronte freddo, non è difficile che compaiano cumulonembi. L’aria fredda infatti si incunea sotto quella calda, la solleva in maniera rapida e contribuisce a destabilizzare la situazione. La pressione intanto cala e il vento rinforza. Nel cielo, le nubi cumuliformi si ingrossano sempre di più fino a che scoppia il temporale. Questo tipo di cumulonembi si può formare a qualsiasi ora del giorno e della notte.

 Temporali convettivi: si formano per la risalita di aria calda dal suolo (riscaldato dal sole) verso il cielo. Se questa è abbastanza umida, e se l’aria è abbastanza instabile, la corrente convettiva può formare una nuvola. Se inoltre l’atmosfera è instabile allora è probabile che il cumulo si ingrossi a sufficienza per dare origine a fenomeni. Questo tipo di temporali avviene soprattutto quando aria fresca corre su un terreno più caldo (gocce fredde in quota).

 Temporali orografici: l’aria che risale un pendio di montagna, se abbastanza umida, può generare delle nubi anche temporalesche con conseguenze simili alle precedenti.

Fasi del fenomeno

 Sviluppo: l’instabilità fa nascere un cumulo di grandissime dimensioni.

 Maturità: il cumulo diventa cumulonembo perché ha raggiunto dell’aria stabile quindi non può più salire ma si espande orizzontalmente (incudine). Coesistono in quota cristalli di ghiaccio e gocce di acqua. Vi sono due correnti ben distinte, una fredda e una calda.

 Dissipazione: l’aria fredda discendente prevale sulla calda. Il temporale si scarica e perde vigore.

 Scomparsa: il temporale sparisce e al suo posto rimangono dei cumuli, degli altocumuli, dei cirri.

Struttura a cellule

Un temporale è alimentato in genere da più cellule convettive (temporale multicellulare- durata media 1 ora- 3 celle circa). Possono anche esserci temporali con una sola cella (monocellulari) o una sola grande cella in rotazione (supercella). Questi ultimi sono i più pericolosi e possono portare alla formazione di tornado. Questa struttura fa sì che, nei temporali multicellulari, la zona più attiva della nube sia in continuo spostamento e quindi l’intensità delle precipitazioni vari a intervalli irregolari. Ciò permette infine anche una maggiore durata della nube.

Un po’ di storia

Il temporale è uno dei fenomeni atmosferici estremi della natura: fin dal passato era temuto e venerato. Gli antichi spesso creavano divinità per i fenomeni della natura: tra questi non poteva mancare la figura del dio temporale. L’esempio più famoso è forse quello di Giove che aveva il potere di scagliar fulmini, ma anche nella civiltà egizia gli dei collegati ad eventi atmosferici non mancano. Oggi, con i progressi nei campi della scienza, il temporale non è che una nube plumbea associata generalmente a precipitazioni a prevalente carattere di rovescio e/o vento. Tuttavia il suo fascino rimane lo stesso dopo migliaia di anni.

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Spiego a Pandora il Lampo

Dopo aver detto a Pandora tutto quello che c’ era da sapere sul Lampo , gli dissi – adesso ti spiego tutto quello che c’ e da sapere sul Lampo e Pandora disse – ok , inizia pure quando vuoi e io dissi – ok . Dopo un po’ iniziai a dire a Pandora tutto quello che c’ era da sapere sul Lampo – Un lampo è un improvviso bagliore che si verifica nell’atmosfera.

Lampo temporalesco

Un lampo che si può notare nel corso di un temporale è composto da molti eventi luminosi distinti, dovuti a una serie di processi elettrici con i quali viene trasferita la carica elettrica tra i centri dotati di carica opposta all’interno di una nube, tra una nube e il suolo, tra due nubi differenti o tra una nube e l’aria. Questi occorrono in una successione velocissima (entro 1 s); il lampo precede comunque il tuono, poiché il suo suono viaggia a una velocità molto inferiore (300 m/s circa contro 300.000 km/s). Si tratta quindi del bagliore associato alla formazione di più fulmini, spesso difficilmente distinguibili da una certa distanza.

Sono stati osservati anche lampi all’interno di nubi temporalesche (cumulonembi) senza essere seguiti da tuono: in questo caso si parla di lampi superficiali.

Lampo di calore

In casi particolari, si osservano effetti luminosi senza presenza di temporale. Sebbene la credenza popolare li identifichi come dovuti al calore, è praticamente certo che si tratti dell’effetto di un temporale lontano.

Lampo sismico

Una simile luce abbagliante è stata osservata durante i terremoti, in questo caso sprigionato dal suolo.

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Spiego a Pandora il tuono

Dopo aver spiegato a Pandora tutto quello che c’ era da sapere sul ghiaccio e avergli fatto vedere qualche del ghiaccio , gli dissi – adesso ti spiego tutto quello che c’ e da sapere sul tuono e Pandora disse – ok . Io allora iniziai a dire a Pandora tutto quello che c’ era da sapere sul tuono – Il tuono è il rumore  provocato dal fulmine che, a seconda della natura del fulmine e della distanza dall’osservatore, può manifestarsi come un colpo secco e forte oppure come un rombo basso e prolungato.

 Il fulmine causa un forte aumento di pressione e temperatura che a sua volta provoca la rapida espansione del canale ionizzato prodotto dal fulmine stesso: l’espansione dell’aria produce infine un’onda d’urto che si manifesta col rumore del tuono.

Cause del tuono

 La prima teoria sulle cause del tuono di cui si abbia traccia è attribuita al filosofo greco Aristotele nel III secolo a.C.: una primitiva speculazione lo faceva derivare dalla collisione delle nuvole.

 Si susseguirono molte altre teorie tra cui quella di metà del XIX secolo con la quale si riteneva che il fulmine producesse il vuoto.

Nel XX secolo si affermò l’ipotesi che il tuono fosse causato dall’enorme spostamento d’aria provocato dal fulmine nell’atmosfera a seguito della improvvisa espansione termica del plasma nel canale ionizzato. In una frazione di secondo, l’aria viene riscaldata a circa 28.000 °C: ciò provoca la sua espansione verso l’aria circostante più fresca a una velocità superiore a quella che avrebbe il suono che viaggia appunto nell’aria fresca. Ne consegue un’onda d’urto, simile a quella provocata da un’esplosione o dal fronte di un aereo supersonico: è proprio l’onda d’urto che genera il tuono, il quale può manifestarsi come un colpo secco e improvviso se il fulmine scocca vicino all’osservatore o come un rumore diffuso e prolungato per effetto dell’eco e del rimbombo se scocca in lontananza.

Più recentemente, questa ipotesi è stata messa in discussione per via del fatto che la pressione che si crea nei fulmini simulati risulta maggiore di quella raggiungibile con il solo surriscaldamento. Ciò ha portato a delle proposte alternative che si basano sugli effetti elettrodinamici della intensa corrente che agisce sul plasma nel canale ionizzato.

Calcolo della distanza

 Il rombo del tuono segue normalmente di alcuni secondi il bagliore del lampo, a dimostrazione che la luce viaggia a velocità maggiore rispetto al suono: misurando il tempo che intercorre tra la visione del lampo e la percezione del suono è possibile determinare a quale distanza si è verificato il fenomeno.

Per poterla determinare, bisogna innanzitutto tenere presente che il suono a 20 °C viaggia a circa 343 m/s mentre la luce viaggia a circa 300.000 km/s.

Supponiamo ora che il fulmine cada a 1 km di distanza dall’osservatore: quest’ultimo vedrà il suo bagliore pressoché istantaneamente (ad essere precisi dopo 0,0000033 s, ovvero 3,3 µs) mentre il suono sarà percepito dopo 2,9 s. Analogamente, se il fulmine cade a 10 km di distanza, la luce impiega 33 µs (praticamente trascurabili) per rendersi visibile e il suono 29 s per essere percepito.

In pratica, basta dividere per 2,9 l’intervallo di tempo che intercorre tra la visione del fulmine e la percezione del suono per avere la distanza in chilometri alla quale si è verificato il fenomeno.

Equivalentemente (vedi par. successivo), considerando, come visto, trascurabile il tempo impiegato dalla luce a raggiungere l’osservatore rispetto a quello impiegato dal suono, si può moltiplicare l’intervallo di tempo intercorso tra la visione del lampo e la percezione del suono per 343 m/s (la velocità del suono) per avere la distanza in metri alla quale si è verificato il fenomeno.

Il tuono è raramente udito a distanze superiori ai 24 km.

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Foto dei ghiaccio visto da Pandora

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Spiego a Pandora il ghiaccio

Dopo aver fatto vedere a Pandora varie foto riguardarti la neve e avergli spiegato tutto quello che c’ era da sapere sul ghiaccio , gli dissi – adesso ti spiego tutto quello che c’ e da sapere sul ghiaccio e Pandora – ok , inizia pure quando vuoi e se ci sono foto fammele vedere e io dissi – certamente . Dopo iniziai a dire a Pandora tutto quello che c’ e da sapere sul ghiaccio – Ghiaccio è il nome comune usato per designare l’acqua allo stato solido; è un solido cristallino trasparente. La stessa parola “cristallo” deriva dal termine greco che significa “ghiaccio”. A pressione atmosferica standard (101 325 Pa) la transizione di fase avviene quando l’acqua liquida viene raffreddata sotto gli 0 °C (273,15 K, 32 °F).

Solidificazione

L’acqua può rimanere allo stato liquido anche sotto 0 °C a causa del fenomeno di sopraffusione (fino a -42 °C) oppure con pressioni inferiori a quella normale (fino a -30 °C); viceversa il ghiaccio può formarsi anche a temperature superiori a 0 °C con pressioni superiori a quella normale. Esistono 15 differenti fasi solide dell’acqua, ma la più comune è la Ih, che è l’unica presente nella biosfera, a parte una piccola percentuale di Ic rintracciabile nell’alta atmosfera. Le varie fasi del ghiaccio formate a pressioni differenti da quella normale hanno una struttura cristallina differente da quella del ghiaccio comune.

Ghiaccio, acqua e vapore acqueo possono coesistere al punto triplo, che per questo sistema è posto alla temperatura di 273,16 K (0,01 °C) e alla pressione di 611,73 Pa.

Peculiarità

 Perché sul ghiaccio si scivola?

Un corpo che si muove sul ghiaccio si muove “scivolando”, cioè senza diminuire in maniera consistente la propria velocità. Ciò è dovuto al fatto che un corpo poggiato sul ghiaccio è soggetto alla forza peso che lo spinge verso il basso; tale forza si manifesta come una pressione che agisce sulla superficie di contatto tra il corpo in questione e il ghiaccio sottostante, e provoca una parziale fusione del ghiaccio, con la formazione di un sottile strato di acqua che aderisce al corpo e ne permette lo scivolamento.

Grazie alla formazione del suddetto straterello d’acqua, le due superfici solide (il corpo che scivola e la superficie ghiacciata) non sono direttamente a contatto, per cui il movimento viene rallentato da una forza di attrito viscoso (che si esplica tra l’acqua e le superfici solide), che è nettamente inferiore alla forza di attrito radente che si avrebbe se le superfici solide fossero direttamente a contatto.

Inoltre, la pressione è data dal rapporto tra la forza applicata e l’area della superficie di contatto (p = F/A), per cui diminuendo l’area della superficie di contatto aumenta la pressione e di conseguenza il ghiaccio sottostante si scioglie più facilmente, per cui l’attrito è minore. Per tale motivo le lame dei pattini da ghiaccio devono essere molto sottili.

L’attrito inoltre genera calore, il quale contribuisce in parte alla formazione dello straterello di acqua.

Perché si possa scivolare sul ghiaccio infine la superficie del ghiaccio deve essere abbastanza liscia; tale condizione viene ad esempio soddisfatta se il ghiaccio si forma per lenta solidificazione di uno specchio d’acqua.

La teoria precedente non spiega comunque perché anche piccoli oggetti leggeri riescano a scivolare sul ghiaccio. Per tale motivo, tale teoria è stata superata da un’altra teoria secondo la quale il principale motivo della riduzione dell’attrito sia il fatto che le molecole prossime alla superficie abbiano una maggiore mobilità delle molecole del bulk, per cui permettono lo scivolamento.

Una caratteristica insolita del ghiaccio è che il solido ha una densità che è circa dell’8% inferiore a quella dell’acqua liquida. A 0 °C e a pressione atmosferica, il ghiaccio ha una densità di 0,917 g/cm³, l’acqua di 0,9998 g/cm³. L’acqua liquida ha un massimo di densità, esattamente 1 g/cm³, a 4 °C e diventa meno densa quando le sue molecole tendono a disporsi nelle geometrie esagonali che daranno il ghiaccio, mentre la temperatura scende verso gli 0 °C. Ciò è dovuto ai legami che si formano tra le molecole d’acqua per mezzo degli atomi di idrogeno, che allineano le molecole in maniera meno efficiente, in termini di volume, quando l’acqua congela. Il risultato di ciò è che il ghiaccio galleggia sull’acqua, un fattore importante per il clima della Terra e essenziale per la vita acquatica (e per la vita in generale), perché, bloccando i fenomeni di convezione, impedisce che l’acqua sottostante continui a raffreddarsi e congeli tutta.

Effetti e importanza

Il disgelo dei ghiacciai montani alimenta i fiumi a valle. Quasi tutti i ghiacciai della Terra si stanno esaurendo. Le bianche superfici ghiacciate del nostro pianeta riflettono nello spazio il calore solare e riducono l’effetto serra. Quasi in ogni loro località le calotte polari si stanno riducendo. L’aumento della superficie oceanica (sia a discapito delle calotte polari, sia per l’innalzamento del livello del mare nelle zone equatoriali) fa assorbire più calore solare e contribuisce al riscaldamento ed alla fusione globale dei ghiacci.

Tipi di ghiaccio

Il ghiaccio e la neve con cui abbiamo a che fare normalmente ha una struttura cristallina esagonale (ghiaccio Ih). Solo leggermente meno stabile (metastabile) della forma esagonale è quella cubica (ghiaccio Ic). Ma raffreddare il ghiaccio Ih provoca la formazione di una diversa configurazione nella quale si muovono i protoni, XI.

Sfruttando sia il raffreddamento che la pressione possono esistere ulteriori tipi di ghiaccio, ognuno creato in base al diagramma di fase del ghiaccio. Questi sono II, III, V, VI, VII, VIII, IX e X. Con attenzione tutti questi tipi possono essere riportati a temperatura ambiente. I vari tipi differiscono per la loro struttura cristallina, ordinamento e densità. Ci sono due fasi metastabili del ghiaccio: la IV e la XII. Il ghiaccio XII venne scoperto nel 1996. Nel 2006 sono state scoperte le fasi XIII e XIV. Così come in forme cristalline l’acqua può esistere in stati amorfi: acqua solida amorfa, ghiaccio amorfo a bassa densità, ghiaccio amorfo ad alta densità, ghiaccio amorfo ad altissima densità e acqua vetrosa sottoraffreddata.

La brina è un tipo di ghiaccio che si forma per brinamento (che è appunto il termine tecnico per il passaggio diretto dallo stato aeriforme a quello solido) del vapore presente nell’aria a contatto con oggetti freddi. Essa contiene un’alta porzione di aria intrappolata, che la fa apparire bianca invece che trasparente e le conferisce una densità che è circa un quarto di quella del ghiaccio puro. La galaverna si forma invece per il congelamento delle gocce d’acqua contenute nella nebbia sulle superfici, quando la temperatura è inferiore a 0 °C.

Il ghiaccio può anche formare ghiaccioli, simili come aspetto alle stalattiti, quando l’acqua gocciola e si ricongela.

I clatrati idrati sono forme di ghiaccio che contengono molecole di gas intrappolate nella sua struttura cristallina. Il Pancake ice è una formazione di ghiaccio creata generalmente in zone con condizioni meno calme.

Alcune miscele di ghiaccio e segature di legno sono meccanicamente molto più resistenti del ghiaccio comune.

Alcune altre sostanze (in particolare forme solide di sostanze che si trovano solitamente come fluidi) vengono anch’esse chiamate “ghiaccio”: il ghiaccio secco, ad esempio, è il termine con cui ci si riferisce comunemente al biossido di carbonio allo stato solido.

Il termine “ghiaccio” viene usato nelle metafore per indicare cose che sono in qualche modo fredde, dure, e lucide, ad esempio avere un “cuore di ghiaccio”.

Relazione degli esseri umani col ghiaccio

 Quando il ghiaccio fonde, assorbe una quantità di energia (il calore di fusione) pari a quella necessaria ad innalzare la temperatura di una massa equivalente d’acqua di 80 °C, mentre la sua temperatura rimane costante a 0 °C. Di conseguenza, il ghiaccio è stato per lungo tempo usato come efficace mezzo di raffreddamento. Fino a tempi recenti, l’edificio del Parlamento ungherese usava ghiaccio raccolto in inverno dal Lago Balaton come risorsa principale per il condizionamento dell’aria. Le ghiacciaie venivano usate per immagazzinare ghiaccio durante l’inverno in modo da preservare i generi deperibili durante l’estate, e i primi frigoriferi funzionavano con un blocco di ghiaccio conservato al loro interno. La produzione e l’uso di cubetti di ghiaccio o di ghiaccio tritato è comune per raffreddare le bevande.

Il ghiaccio gioca un ruolo importante anche nelle attività ricreative invernali, soprattutto con sport come il pattinaggio su ghiaccio, l’hockey su ghiaccio, il curling, e l’alpinismo sui ghiacciai.

Il ghiaccio può anche essere un ostacolo; per i porti vicini ai poli geografici, essere liberi dal ghiaccio è una necessità vitale. Esempi sono Murmansk (Russia), Petsamo (Russia, in precedenza in Finlandia) e Vardø. I porti che non sono liberi dal ghiaccio vengono aperti usando delle apposite navi rompighiaccio.

Letteratura

 Un fittizio “ghiaccio-nove” compare nel racconto di Kurt Vonnegut intitolato Ghiaccio-nove. In realtà in chimica-fisica con la dizione ghiaccio IX (e altri numeri romani) si indica una fase solida con caratteristiche specifiche, stabile solo entro un certo campo di pressioni e temperature. A temperature e pressioni diverse la fase può esistere ancora, ma diviene metastabile, ovvero tende a trasformarsi spontaneamente nella fase stabile, tanto più rapidamente quanto più le condizioni si discostano dalla propria zona stabile. Per fare un esempio, l’acciaio si scalda fino a portarlo in fase austenitica, e poi si tempra, ovvero si raffredda rapidamente per bloccare la trasformazione e poter avere una fase metastabile (ma molto resistente e duttile) a pressione e temperatura ambiente. Il vero ghiaccio IX in particolare non ha tuttavia le proprietà dell’immaginario Ghiaccio-nove di Vonnegut, e non rimarrebbe stabile a pressione e temperatura ambiente.

Nel maggio 2007 attorno alla stella nana rossa GJ 436 è stato individuato un pianeta extrasolare formato d’acqua. Sotto la superficie gassosa di questo pianeta si presume che dovrebbe esistere del ghiaccio in forma solida in configurazioni come la VIII o la X che sulla Terra sono riproducibili solo in laboratorio.

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Foto riguardo la Neve viste da Pandora

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Spiego a Pandora la neve

Il giorno dopo io e Pandora ci svegliammo alle 6 e andammo in cucina , io come al solito preparai il cornetto sia a me , sia a lei . Dopo aver finito la colazione gli dissi – adesso ti spiego tutto quello che c’ e da sapere sulla neve e Pandora – va bene , inizia pure quando vuoi e se ci sono foto me le fai vedere e io dissi – certamente . Dopo iniziai a dire a Pandora tutto quello che c’ e da sapere sulla neve – In meteorologia la neve è una forma di precipitazione atmosferica nella forma di acqua ghiacciata cristallina che consiste in una moltitudine di minuscoli cristalli di ghiaccio tutti aventi di base una simmetria esagonale e spesso anche una geometria frattale, ma ognuno di tipo diverso e spesso aggregati tra loro in maniera casuale a formare fiocchi di neve. Dal momento che è composta da piccole parti grezze è un materiale granulare. Ha una struttura aperta ed è quindi soffice, a meno che non sia pigiata dalla pressione esterna.

Descrizione e specifiche

La neve si forma nell’alta atmosfera, quando il vapore acqueo, a temperatura inferiore a 0 °C (talvolta potrebbe succedere che ci siano +4 °C) brina attorno ai cosiddetti germi cristallini passando dallo stato gassoso a quello solido formando cristalli di ghiaccio i quali cominciano a cadere verso il suolo quando il loro peso supera la spinta contraria di galleggiamento nell’aria e raggiungono il terreno senza fondersi. Questo accade quando la temperatura al suolo è in genere minore di 2 °C (ma in casi particolari, anche fino a 3 °C) e negli strati intermedi non esistono temperature superiori a 0 °C dove la neve può fondere e diventare acquaneve o pioggia.

Tuttavia, in presenza di uno o più dei seguenti fattori:

 violente precipitazioni

 violenti moti verticali

 bassa umidità

 aria estremamente gelida in quota

la neve può cadere, anche se per brevi periodi, con temperature positive superiori ai 2 °C (se l’aria nei bassi strati è abbastanza secca la neve può giungere al suolo anche con temperature fino a + 6 °C). Se la temperatura lo consente, è possibile produrre neve artificiale con cannoni appositi, che tuttavia creano piccoli granelli più simili a neve tonda che non a neve propriamente detta.

In generale quindi per l’occorrenza della neve al suolo conta non solo il campo termico al suolo, ma anche quello degli strati atmosferici compresi tra la nube e il suolo: la neve infatti può anche non cadere alle temperature proprie suddette in presenza di precipitazioni ovvero giungere sotto forma di pioggia pur a temperatura del suolo sottozero: questo accade a volte quando si è in presenza di una forte inversione termica caratterizzata da strati superiori dell’atmosfera a temperatura positiva all’interno del quale cristalli e fiocchi fondono tramutandosi in acqua liquida; quando quest’acqua sotto forma di pioggia raggiunge il suolo gela quasi istantaneamente a contatto con il suolo ghiacciato portando alla formazione del pericolosissimo gelicidio. Allo stesso modo anche una prolungata omotermia verticale con temperatura costante di poco superiore allo zero sfavorisce la caduta di neve facendo fondere i fiocchi in caduta. Anche alti livelli di umidità relativa con temperature al suolo di poco superiori allo zero sfavoriscono la caduta al suolo di neve perché aumenta la conducibilità termica dell’aria, la quale fa fondere più velocemente i cristalli di ghiaccio in caduta. Spesso al riguardo la precipitazione può iniziare sotto forma di neve e poi tramutarsi in pioggia proprio per l’aumento dell’umidità relativa al suolo in conseguenza dello scioglimento della neve stessa nonostante l’assorbimento del calore di fusione nel processo di fusione. Altre volte accade il contrario: le precipitazioni possono iniziarsi sotto forma di pioggia per poi convertirsi in neve al calo della temperatura per precipitazioni o al dissolvimento dello strato di inversione/omotermia per sopraggiunta aria fredda in quota.

Tipi di neve

La neve può essere classificata come segue:

 A larghe falde: è la più comune e consiste in fiocchi di neve di medie e grandi dimensioni e si verifica con temperature dagli 0 °C in su e con livelli medio-alti di umidità. La velocità di caduta, in assenza di moti convettivi verticali, risente delle dimensioni dei fiocchi.

 A piccole falde: è una forma di precipitazione nevosa sotto forma di piccoli fiocchi che avviene con basse temperature (qualche grado sotto zero) e bassi livelli di umidità. La velocità di caduta è maggiore rispetto alla neve a larghe falde e dà spesso luogo a fitte nevicate. Spesso dà luogo al suolo ad accumuli di neve secca e farinosa.

 Gragnola: neve finissima e leggera, che è formata da cristalli di neve circondati, individualmente, da uno strato trasparente di ghiaccio simile per molti versi alla grandine; cade generalmente a temperature di qualche grado sopra lo zero e con forte instabilità atmosferica cioè con aria fredda in quota e marcate correnti convettive.

 Neve tonda: fiocchi di neve che, attraversando uno strato caldo dell’atmosfera, vanno ad arrotolarsi su se stessi o i cristalli a perdere le punte arrotondando i loro bordi e prendendo così una forma più sferica.

 Nevischio: debole caduta di fiocchi di piccole dimensioni.

 Acquaneve: caduta di fiocchi parzialmente fusi in pioggia.

 

Un ultimo tipo di neve è la neve artificiale, che si ottiene attraverso tecniche di innevamento artificiale. A questa si aggiunge infine la cosiddetta neve chimica che si forma occasionalmente in presenza di forte inquinamento atmosferico in combinazione a temperature sotto lo zero ed alta umidità.

Tipi di precipitazioni nevose

 Tormenta o bufera: tempesta di neve intensa spesso accompagnata da vento come ad esempio il blizzard.

 Scaccianeve: non è propriamente una precipitazione, bensì una forte tempesta di vento, che solleva la neve già caduta al suolo in mulinelli simili a una vera tormenta.

 Polvere di diamante: è una precipitazione nevosa, generalmente poco abbondante, sotto forma di finissimi cristalli di ghiaccio non aggregati tra loro, che si verifica in presenza di bassissime temperature e bassi livelli di umidità, ovvero si forma per brinamento diretto del vapore acqueo non necessariamente in nube, ma anche nei bassi strati atmosferici. È tipica delle steppe siberiane in corrispondenza di forti irruzioni di aria fredda polare.

 Imbiancata: leggera caduta di neve, quanto basta a ricoprire in modo disomogeneo il terreno.

 Leggera e polverosa: quando è appena caduta se si è sotto zero e con poca umidità dell’aria.

 Pesante: quando la temperatura va sopra lo zero, cosa molto frequente in montagna, la neve diventa umida e un po’ più pesante.

 Grande e pesante: se si è sopra zero, i fiocchi si uniscono in agglomerati più grandi e a terra la neve diventa molto pesante e facilmente compattabile, la migliore per fare le palle di neve.

 Ghiacciata: quando la temperatura scende successivamente sotto zero, cosa molto frequente in pianura la neve ghiaccia, prende la consistenza di polvere mista a ghiaccio, scarsamente umida e quindi difficilmente compattabile e inutilizzabile per costruzioni o palle di neve; è il caso ad esempio della neve brinata senza crosta.

 Trasformata: successivi passaggi sopra e sotto lo zero portano la neve a divenire molto compatta, quasi come in pista, spesso anche con crosta di rigelo, e questo è il tipo di neve che si trova a volte in primavera.

 Con crosta: il vento e l’umidità ad esso associata e/o successivi passaggi sopra e sotto lo zero formano una crosta molto rigida e spessa sopra la neve polverosa, meno spessa sulla neve più molle. Tale strato ghiacciato si associa spesso al vetrato.

Geometria

Una domanda interessante è perché i bracci dei cristalli di neve che formano i fiocchi siano perfettamente simmetrici ed allo stesso tempo non ci siano due cristalli di neve identici. La risposta risiede nelle differenti condizioni ambientali che due cristalli diversi posti ad una certa distanza tra loro subiscono durante il processo di formazione, accrescimento e caduta ovvero nel fatto che la distanza “tra” i cristalli di neve è molto maggiore di quella “interna” al medesimo cristallo di neve.

Data la simmetria iniziale esagonale della struttura cristallina del ghiaccio comune (derivante direttamente dalla struttura molecolare dell’acqua), i bracci del cristallo di neve crescono indipendentemente in un ambiente che è ritenuto spazialmente e temporalmente molto variabile in termini di temperatura, umidità e così via. Questo ambiente è ritenuto relativamente omogeneo nello spazio di un singolo fiocco e questo porta i bracci a crescere in modo molto regolare e simmetrico, rispondendo in modo uguale a un ambiente uguale, come alberi non imparentati tra loro rispondono ai cambiamenti ambientali facendo crescere serie simili di anelli nel tronco. La differenza nell’ambiente anche minima in termini di temperatura e soprattutto umidità dell’aria su scale spaziali più grandi di quelle di un singolo cristallo di neve conduce alla mancanza di uguaglianza osservata tra le forme di due o più cristalli differenti.

Naturalmente il concetto che due cristalli di neve non possano assolutamente essere uguali è un’iperbole teorica. Infatti è perfettamente possibile, anche se improbabile, che due cristalli possano essere identici, a patto che le condizioni ambientali siano abbastanza simili: sia che i cristalli crescano abbastanza vicini l’uno all’altro sia anche per puro caso. La Società Meteorologica Americana ha riportato che due cristalli identici sono stati trovati da Nancy Knight del Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica il 1º novembre 1986. I cristalli non erano “fiocchi” dendritici nel senso comune del termine, ma piuttosto semplici piastre esagonali prismatiche.

 Il colore della neve

 Al nostro occhio la neve appare bianca, anche se è composta da cristallini di ghiaccio trasparenti come l’acqua. Essa appare bianca perché ogni raggio di luce che attraversa un cristallo di neve viene leggermente riflesso; così, di cristallo in cristallo, la luce continua ad esser riflessa e deviata fino a riemergere in una direzione casuale (riflessione diffusa). Così il raggio di luce che perviene all’occhio è una somma di tutta la luce che è emessa in quella direzione, ed è composta dalla somma di tutti i colori dello spettro, dato che i cristallini di ghiaccio non assorbono alcun colore. Ai nostri occhi arrivano così tutti i colori di partenza, e di conseguenza percepiamo il colore bianco che ne è la somma.

Inoltre, poiché quasi tutta la luce che entra viene restituita, il manto nevoso appare spesso abbagliante. Lo stesso fenomeno si presenta con ogni polvere che non assorba troppa luce: una strada sterrata polverosa appare biancastra, ma se piove diventa scura.

Talvolta si può vedere una leggera colorazione rosa a strati nella neve caduta: è la sabbia che arriva con il vento dal Sahara.

Occorrenza della neve

Le nevicate possono variare in durata e posizione geografica, in funzione di alcuni fattori come la latitudine, l’altitudine, l’orografia ed altri che condizionano il tempo in generale.

Di solito le nevicate a bassa quota sono rare nelle regioni al di sotto dei 35° di latitudine e sulle coste occidentali dei grandi continenti, essendo più esposte ai venti di Ponente tipici delle medie latitudini e provenienti in questo caso dall’oceano, più caldo della terraferma durante l’inverno.

Alcune cime montuose hanno una copertura perenne di neve, come quelle Himalayane al di sopra dei 5.000 metri, quelle alpine dai 3.000 metri in su e il monte Kilimangiaro in Tanzania, pur essendo molto vicino all’Equatore. Invece molte zone polari hanno precipitazioni molto scarse e quindi relativamente poca neve, nonostante il clima gelido.

Alle medie latitudini risultano particolarmente abbondanti le nevicate primaverili e quelle autunnali alle quote medio-alte, mentre frequenza e intensità tendono diminuire all’aumentare del freddo a causa della diminuzione di umidità assoluta.

 Effetti al suolo

La neve al suolo crea il cosiddetto effetto albedo ovvero riflette in massima parte la radiazione solare incidente contrastandone così l’assorbimento da parte del terreno; questo fatto unito al calore di fusione assorbito dalla neve durante l’eventuale fusione favorisce un riscaldamento termico minore dello strato atmosferico a contatto con essa col risultato che zone coperte di neve si riscaldano molto meno e si raffreddano molto più velocemente di zone non coperte da essa. Tale effetto oltre che a scala meteorologica è alla base di alcuni meccanismi di retroazione in campo climatico (feedback ghiacci-albedo-ghiacci)..

Funzione biologica, idrologica e idrogeologica

La neve accumulata al suolo ha l’importante funzione biologica di proteggere il terreno sottostante dalle gelate, mentre sul fronte idrologico il suo lento scioglimento consente una maggiore infiltrazione dell’acqua fusa nel terreno permettendone l’accumulo in falde acquifere e riserve idriche, diversamente dalle precipitazioni liquide che, se troppo intense e durature, riversano al suolo ingenti quantitativi d’acqua che il terreno non è in grado di assorbire e che dunque fluiscono direttamente in fiumi e laghi. Ne consegue dunque che la neve riduce drasticamente anche il rischio idrogeologico su un dato territorio in corrispondenza di eventi precipitativi intensi.

Dalla neve al ghiaccio

La neve accumulata al suolo può seguire due strade: sciogliersi nei periodi di fusione come primavera ed estate oppure conservarsi tale se le temperature rimangono costantemente sotto lo zero. In questo caso, che avviene al di sopra del cosiddetto limite delle nevi perenni cioè a partire da una certa quota altimetrica in su, variabile in funzione della latitudine, la neve inizia a seguire un ciclo di trasformazione che la trasformerà in ghiaccio grazie al processo di metamorfismo dei cristalli e al peso della neve soprastante espellendo l’aria contenuta negli interstizi e autocompattandosi progressivamente (firnificazione). Il ghiaccio così formatosi a partire dal 5º anno in poi va a formare il ghiacciaio.

Rischi

La neve può costituire un rischio per l’incolumità di infrastrutture e persone fisiche nel fenomeno delle valanghe. Danni da sovraccarico nevoso possono prodursi sulla vegetazione arborea o favorire la formazione di ghiaccio su germogli in primavera. Nevicate consistenti spesso creano danni alle infrastrutture e costituiscono un ostacolo alla viabilità bloccando la circolazione e i servizi, talvolta anche in zone dove il fenomeno meteorologico accade con frequenza. Interruzione dell’elettricità, dei servizi telefonici e di altre infrastrutture di base sono comuni nel caso di tempeste di neve. Spesso scuole e altri uffici rimangono chiusi. La neve può anche creare dei rischi stradali, ma capita più spesso con il ghiaccio.

Funzione Economica

Un importante settore del turismo e dell’economia dei paesi montani, fortemente legato alla presenza di neve, è rappresentato dal turismo invernale e dagli sport invernali praticabili nelle innumerevoli stazioni sciistiche presenti in tutto il mondo a beneficio degli operatori del settore (operatori impianti di risalita, operatori alberghieri, operatori di vendita/affitto attrezzature e ristoratori).

Record

 La maggior quantità di neve fresca caduta in un inverno è stata misurata negli Stati Uniti al Monte Baker, dove nell’inverno 1998/99 sono caduti 2.895 cm di neve.

 Il maggior spessore di neve fu misurato il 10 marzo 1920 a Tamarack in California nella Sierra Nevada al suolo c’erano ben 1.153 cm di neve.

 La più intensa nevicata in 24 ore: il 17 dicembre 1961 caddero 365 cm di neve a Roccacaramanico, in Abruzzo.

 Secondo il Guinness dei primati, il fiocco di neve più grande mai osservato e riferito ai media è stato di 38 cm di larghezza e 12 cm di spessore. Caduto nel Montana nel gennaio 1887.