Alle medie latitudini, le nubi normalmente si estendono anche al di sopra del livello dello zero termico. Si ha quindi a che fare con cold cloud (nubi fredde) in cui possono essere presenti, oltre alla gocce d’acqua, anche cristalli di ghiaccio.
La teoria attualmente accettata che spiega la formazione della precipitazione nelle nubi fredde è la teoria di Bergeron, basata sulla differente tensione di saturazione del vapore rispetto all’acqua e al ghiaccio.
In pratica, supponiamo di avere una nube di sole gocce d’acqua. Queste sono in equilibrio con il vapore (condizione di saturazione). Se introduco in questo ambiente un cristallo di ghiaccio, allora avrò che il vapore, in equilibrio con l’acqua, si trova invece in condizioni di sovra-saturazione rispetto al ghiaccio. Ciò è dovuto al fatto che la tensione di saturazione del vapore rispetto al ghiaccio è inferiore a quella del vapore rispetto all’acqua.
L’equilibrio è quindi rotto dall’ingresso del cristallo di ghiaccio e nel tentativo di ristabilirlo, il vapore inizia a depositarsi sul cristallo stesso accrescendolo. Ma la sottrazione di vapore dall’ambiente destabilizza l’equilibrio vapore-acqua poiché porta a condizioni non più sature (del vapore rispetto all’acqua). Così le gocce d’acqua iniziano ad evaporare per rincorrere la precedente situazione di equilibrio.
Al netto, si ha un processo di evaporazione del liquido e deposizione del vapore sul cristallo di ghiaccio, il quale, raggiunta una dimensione sufficientemente grande, inizia a cadere. Nella sua caduta, il cristallo si può ulteriormente accrescere attraverso collisioni con altri cristalli (e si ha aggregation) o con gocce d’acqua sopraffuse (riming). Si ha così la precipitazione, il cui tipo (pioggia o neve) dipenderà dalla temperatura degli strati sottostanti.
Ma da dove arriva il cristallo? Se la nube è sufficientemente spessa, allora nella sua parte sommitale avremo anche cristalli di ghiaccio. Altrimenti, il cristallo può giungere cadendo da nubi sovrastanti, tipo cirri.
A latitudini più basse, se la nube non supera il livello dello zero termico (warm cloud), il processo che porta alla formazione della pioggia è detto coalescenza. Questo fenomeno, secondario nelle nubi fredde, si basa sulla presenza di gocce d’acqua di nube di differenti dimensioni, situazione tipica di nubi convettive ai tropici. Gocce di dimensioni diverse hanno velocità di caduta diversa. Si producono quindi frequenti collisioni e successive unioni fra gocce, che generano gocce sufficientemente grandi per precipitare fino al suolo. L’efficienza delle collisioni dipende dai diametri delle gocce che si urtano.
La prima parte dell’articolo è consultabile all’indirizzo:
https://www.meteogiornale.it/news/read.php?id=10209
