Una nuvola è una massa visibile di piccole goccioline o cristalli di ghiaccio sospesi nell’atmosfera, sopra la superficie terrestre.
La branca della meteorologia che studia le nuvole e i fenomeni ad esse collegati è detta nefologia.
La loro formazione avviene per condensazione di vapore acqueo all’interno del vasto e continuo ciclo dell’acqua, mentre la loro dissoluzione avviene mediante il processo di evaporazione.
Questa sequenza può essere riassunta in 6 passi schematici:
1. evaporazione dell’acqua terrestre (contenuta nei mari, laghi, fiumi, etc.) a causa del riscaldamento solare
2. trasformazione in vapore acqueo
3. risalita nell’atmosfera (poiché più leggero essendo caldo e meno denso dell’aria sovrastante)
4. raffreddamento adiabatico
5. condensazione attorno a piccole impurità (cristalli di sale marino, particelle di polvere…) indispensabili per una veloce aggregazione delle molecole stesse
6. generazione di goccioline d’acqua o cristalli di ghiaccio, della dimensione da 1 a 100 micron, al raggiungimento della “temperatura d’equilibrio” (la stessa della circostante aria atmosferica)
Le condizioni all’interno di una nuvola non sono stabili: finché le correnti d’aria nella nuvola e quelle che scorrono sotto di essa riescono a mantenere in sospensione le goccioline, esse continueranno a ingrandirsi. Sulla sommità della nuvola le correnti ascendenti divergono e le goccioline ricadono verso il basso con una velocità impercettibile a causa della forza di gravità per poi venire nuovamente portate verso l’alto; sono continui saliscendi che fanno ulteriormente incrementare le dimensioni delle goccioline. Quando esse raggiungono elevate dimensioni (circa 200 micron), le correnti ascensionali non possono più sostenerle e quindi cadono sulla terra sotto forma di pioggia.
Questo può avvenire in due modi:
1. Il processo Bergeron-Findelsen, responsabile della maggior quantità delle precipitazioni alle medie latitudini. Esso consiste nell’interazione tra le goccioline d’acqua sopraffuse ed i cristalli di ghiaccio in una nuvola formando un rapido accrescimento del cristallo di ghiaccio: questi cristalli cadono dalla nuvola e possono sciogliersi mentre cadono.
2. Il processo di coalescenza, più comune nelle zone tropicali, avviene in nubi più calde. Esso risulta dalla collisione tra le goccioline d’acqua più grandi con quelle più piccole che vengono così inglobate. Il processo risulta efficace soprattutto quando la nuvola ha un’elevata densità.
Come sopra descritto, quando la temperatura è particolarmente bassa, le particelle si trasformano in microscopici cristalli di ghiaccio.
L’aria viene raffreddata al di sotto del suo punto di saturazione attraverso la sua ascesa in quota con fenomeni di espansione e raffreddamento. Ciò si verifica quando l’aria arriva a contatto con una superficie fredda, o viene raffreddata adiabaticamente, ovvero quando l’aria, innalzandosi, si raffredda. Ciò può avvenire nei seguenti casi:
1. lungo un fronte meteorologico, caldo o freddo; l’aria fredda, più densa, scorre sotto l’aria calda, con la conseguente formazione di grandi ammassi nuvolosi
2. quando l’aria soffia lungo il versante di una montagna e si raffredda progressivamente mentre sale verso gli strati più alti dell’atmosfera
3. per convezione, quando una massa d’aria calda si solleva a causa del riscaldamento di solito dovuto all’irraggiamento solare, ma causato anche da incendi
4. quando l’aria calda giunge in contatto con una superficie più fredda, come uno specchio d’acqua fredda
5. quando due masse d’aria si mescolano sotto il punto di saturazione, ad esempio le nuvolette prodotte dal fiato quando c’è aria fredda o le scie degli aerei.
