NUVOLE
“Chi pone mente ad ogni nuvola, può ben intendersi del tempo!”
Le nuvole sono formazioni acquose che solcano il cielo sopra di noi nella maggior parte delle giornate.
La scienza che studia questi affascinanti esseri immateriali prende il nome di nefologia o più conosciuta
come fisica delle nubi .
Prima di addentrarci nello studio più particolareggiato delle nuvole percorriamo le tappe che attraverso
gli ultimi due secoli hanno portato alla classificazione e alla conoscenza dettagliata di queste formazioni.
Tutto ebbe inizio nel 1802, quando un famoso naturalista e biologo francese, JeanBaptiste Lamarck, provò per la prima volta a classificare le nuvole, suddividendole in
cinque classi: a vela, a branchi, a pecorelle, a spazzate e raggruppate. Il suo lavoro
purtroppo venne ben presto dimenticato. Nello stesso anno di Lamarck, un farmacista
inglese di nome Luke Howard propose anch`egli una
classificazione delle nubi che ebbe più successo rispetto a
quella del suo college francese. Egli, infatti, introdusse molti
nomi che sono ancora in uso, utilizzando il latino. Più
precisamente le tipologie di nubi che Howard introdusse
sono: cirrus, cumulus, stratus, cirro-cumulus, cirro-stratus,
Figura 1
Luke
Howard
cumulostratus, cumulo-cirro-stratus o nimbus. Circa
ottant`anni dopo, il meteorologo britannico Ralph Abercromby compì in totale ben due
circumnavigazioni del globo studiando e fotografando le nubi nelle varie fasce climatiche
Figura 2
Sir Ralph Abercromby
della Terra. Grazie ai dati da lui raccolti il sistema di Howard si impose come
classificazione ufficiale delle nuvole, dopo la Conferenza internazionale tenutasi a di
Monaco nel 1891.
Questi disegni sono stati fatti da Luke Howard durante lo studio delle nubi. Essi rappresentano cumulonembi
con anvil , cioè l`incudine (parte -alta della nuvola).
Negli anni successive altri studiosi come Kaemtz e Mascart ampliarono e perfezionarono questa
classificazione. Nel 1887 Hilderbrandsson e lo stesso Abercromby presentarono una nuova
classificazione, che con piccole modifiche divenne quella riconosciuta a livello internazionale (1896).
Essa inoltre, suddivideva le nubi in base al loro livello di formazione (altitudine): basse (meno di 2500m),
medie (più di 2500m), alte (più di 5000m).
Nel 1921 l’Organizzazione Meteorologica Internazionale iniziò a comporre un primo atlante delle nubi,
che venne pubblicato dopo 11 anni. Nel 1957 venne pubblicata l`ultima edizione di quest`opera
1
(quest`opera e` da ritenersi tra le più complesse mai redatte in ambito scientifico a causa della
moltitudine di dati a disposizione dell`OMI) .
Questa prima pagina dell`articolo ha lo scopo di far conoscere al lettore come negli anni sia sempre più
evoluto lo studio di queste formazioni candide (non sempre!) che solcano ogni giorno il firmamento.
Ora però, parleremo più della parte concreta di questa scienza che è la nefologia.
LA CLASSIFICAZIONE DELLE NUBI
Le nubi vengono classificate in base a tre criteri : geometria, su base dinamica, altimetria. Questi tre
criteri racchiudono tutti gli elementi necessari alla buona identificazione di una formazione nuvolosa e
di conseguenza di una sua corretta classificazione rispetto alle altre.
Ma iniziamo con il descrivere la “GEOMETRIA DELLE NUBI”. Essa suddivide le nubi in base al loro
aspetto, ma soprattutto in base al rapporto del loro sviluppo verticale e orizzontale.
Tale suddivisine identifica due grandi gruppi di nuvole: stratiformi e cumuliformi.
Figure 3 Nubi stratiformi (sinistra) e cumuliformi (detsra)....foto di Sebastiano Carpentari
LE NUBI STRATIFORMI
Questo grande famiglia presenta uno sviluppo
orizzontale maggiore rispetto allo sviluppo in altezza
(verticale), perciò coprono una più vasta area di cielo
sopra le nostre teste. I vari generi che ne fanno parte
sono: cirri, cirrostrati, altostrati, stratocumuli, strati e
nembostrati. Esse si formano prevalentemente nella
stagione invernale, quando sono più frequenti avvezioni
di aria calda (arrivo di aria più calda che si sovrappone
ad aria più fredda preesistente al suolo), che a contatto
con una massa d’aria più fredda sottostate genera
questo tipo di formazioni nuvole. Le stratiformi
possono anche comparire alla sommità di alcuni
Figura 4
Stratocumuli stratiformis perlucidus
imponenti temporali a incudine. In questo caso la parte
(foto di Sebastiano Carpentari)
più elevata della cella temporalesca inizia a sfaldarsi
sotto l’azione di venti sinottici o correnti di out flow che fuoriescono dalla torre temporalesca principale.
Infine c’è da aggiungere, che tali nubi non sono molto foriere di precipitazioni eccetto i nembostrati che
sono caratteristici di precipitazioni autunnali anche di notevole intensità e durata.
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LE NUBI CUMULIFORMI
L’estate è la stagione migliore per osservare queste magnifiche nuvole. Esse infatti, si formano
prevalentemente nella stagione estiva quando il calore generato da surriscaldamento del terreno e la
radiazione solare, favoriscono l’innesco di correnti ascensionali dette termiche. Grazie a questo
processo alla quota di condensazione l’aria caldo-umida staccatasi dal terreno inizia a formare la classica
nuvola a cavolfiore che tutti noi siamo abituati a vedere in cielo. I generi che fanno parte di questa
famiglia sono: cirrocumuli, altocumuli e in modo particolare cumuli e cumulonembi. Quest’ultima
formazione citata, i cumulonembi, è la principale causa di fenomeni violenti accompagnati da
grandinate, alluvioni lampo (flash flood), forti raffiche di vento (downburst) e talvolta anche fenomeni
vorticosi quali tornado, trombe marine o funnel cloud (nube a imbuto).
Figura 5
Schema di sviluppo di un cumulo (tratto da "weather", libro in inglese scritto
dall'agenzia meteorologica MetOffice)
Figura 6
a
Incudine di un temporale (1 foto) e
a
cumulo congesto (2 foto)....
(foto di Sebastiano Carpentari)
Passiamo ora ad analizzare la classificazione “DINAMICA” delle nuvole. Questa altra tappa per la
classificazione delle nubi, tiene in considerazione l’origine delle stesse, andando a suddividere le stesse
in : nubi frontali e nubi orografiche.
LE NUBI FRONTALI
Le nubi frontali sono dovute al sollevamento più o meno brusco di aria preesistente al suolo, da parte di
un’altra massa d’aria in arrivo (che può essere sia più calda che più fredda), collegata quest’ultima a un
sistema depressionario (bassa pressione). Se l’aria in arrivo risulta essere più fredda di quella al suolo la
prima, più pesante e densa, si incuneerà sotto la massa d’aria calda, sollevandola forzatamente verso
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l’alto. Con una situazione atmosferica simile si andrà a parlare di fronte freddo e le nubi che
caratterizzano tale tipo di perturbazione sono: altocumuli e cirrocumuli (cielo a pecorelle), cumuli della
specie congestus e cumulonembi per poi passare agli altostrati a fine perturbazione (in genere un fronte
freddo non dura più di una giornata).
Se invece, l’aria in arrivo risulta essere più calda di quella già presente in loco, essendo più leggera e
meno densa, essa tenderà a scivolare al di sopra dell’aria fredda, portando precipitazioni di tipo
autunnale (talora abbondanti). Le specie di nubi che accompagnano queste perturbazioni sono
tendenzialmente: cirri in espansione, cirrostrati, altostrati, nembostrati (piogge più abbondanti), strati e
infine stratocumuli e cumuli (a fine evento).
Figura 7 Schema del fronte caldo (destra) e del fonte freddo (sinistra)
LE NUBI OROGRAFICHE
Queste tipologie di nubi prendono questo generico nome per il semplice fatto che sulla loro formazione
interviene l’orografia del territorio su cui la massa d’aria è costretta a scorrere. I fenomeni che portano
alla formazioni di queste nuvole sono principalmente due: lo staü (con la presenza in contemporanea
del favonio) e i moti convettivi che si sviluppano sui monti nelle calde giornate estive. Il primo
fenomeno risulta essere il più produttivo nel campi sia nefologico che pluviometrico. Infatti, le nubi che
verranno a formarsi a seguito di questo fenomeno dovuto alla sovrappressione (aumento di pressione)
sul lato sopravento dell’ostacolo (normalmente catene montuoso), apporteranno quantitativi
pluviometrici molto cospicui, in quanto la nuvolosità (e le piogge) stazionerà nel medesimo punto anche
per diversi giorni. Contemporaneamente, sul lato sottovento della nostra catena montuosa andrà
imperversando un rafficoso e secco vento: il
favonio. Esso giungerà a valle molto caldo a
causa
della
cosiddetta
compressione
adiabatica (l’aria passa da una pressione
minore a una maggiore e non si riscalda grazie
a fattori esterni, ma solo grazie a questo
aumento barico). Talora il favonio può portare
le temperature fino a 30 grandi anche in pieno
inverno ( Lombardia occidentale).
Figura 8 Schema del fenomeno dello staü-foehn (disegno personale) e immagine del Sat Eumetsat
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Ora, siamo giunti all’ultimo punto per la classificazione generale delle nubi: “l’ALTIMETRIA”. Questa
classificazione divide le varie tipologie di nuvole in base all’altezza alla quale esse si sviluppano. I vari
gruppi che sono stati individuati sono: nubi alte, nubi medie e nubi basse.
Figura 9 Le nubi
La troposfera, lo strato più basso dell’atmosfera, si sviluppa da suolo fino a 12km di altezza circa. Essa è
divisa in tre sottostrati:
Regione inferiore: da 0 metri fino a 2000 metri di quota;
Regione media: da 2000 metri fino a 6000 metri di quota;
Regione superiore: da 6000 metri fino a 12000 (tropopausa);
In ogni settore si sviluppano vari tipi di nubi definiti “generi”.
LE NUBI ALTE
I generi che appartengono a questa fascia di nubi definite di “alta quota” sono tre: cirri, cirrocumuli e
cirrostrati. Queste formazioni, nelle regioni di media latitudine, hanno una base che è compresa tra i
6000 e i 12000 metri di quota ed esse sono formate da cristalli di ghiaccio che se disposti su un unico
piano possono regalare all’osservatore stupendi fenomeni ottici quali pareli, aloni, archi e molto altro
(soprattutto i cirrostrati). Analizziamo ora velocemente i vari generi:
CIRRI: sono formazioni comuni. Il loro colore è di un bianco abbagliante dovuto alla presenza di
cristalli di ghiaccio. Essi non generano mai
precipitazioni (a volte si posso avvistare delle
virghe), ma sono indice di aria calda e umida in
quota. Spesso precedono un fronte caldo (non
sempre però!!), ma a volte possono pure comparire
ai vertici di un temporale ben organizzato. In questo
caso parliamo però di falsi cirri;
CIRROCUMULI: sono essi i protagonisti del
proverbiale detto “cielo a pecorelle”. Questa
formazione nuvolosa si forma in presenza di aria
fredda a tutte le quote e molto raramente è
Figura 10 cirrostrati con parte del cerchio parelico
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accompagnata da precipitazioni (nel caso ci fossero non giungono mai al suolo);
CIRROSTRATI: appaiono come un leggero strato di nubi che ricopre il cielo. Spesso sono
accompagnati da fenomeni ottici attorno al sole o alla luna e preannunciano, molto
frequentemente, precipitazioni nell’arco delle 12 ore successive.
LE NUBI MEDIE
Le tipologie di nuvole che fanno parte di questo gruppo di nubi sono:, altocumuli, altostrati e
nembostrati. Esse si sviluppano su una quota compresa tra i 2000 e i 6000 metri sul livello del mare. La
loro composizione varia tra le gocce d’acqua (allo
stato sopraffuso) fino ai cristalli di ghiaccio, nella
parte più alta della nube o in particolari condizioni.
Analizzando ora i vari componenti di questa fascia:
ALTOCUMULI: la loro forma è tondeggiante
tendente a uno sviluppo verticale. Essi
annunciano dell’instabilità atmosferica e
perciò sono molto utili ai fini previsionali.
Dal punto di vista cromatico essi variano tra
il bianco e il grigio, presentando ombre più
scure sul lato più distante da sole.
Figura 11
Altostrato con altocumuli lenticolari nella parte bassa
dell'immagine (foto di Sebastiano Carpentari)
ALTOSTRATI: essi appaiono sottoforma di
grigi strati che coprono tutto il cielo. Il sole attraverso di esse traspare come attraverso un vetro
smerigliato. Gli altostrati possono creare corone attorno alla luna e al sole che possono essere
sia di colore biancastro che colorate. Possono provocare precipitazioni di debole intensità, più
moderate nella stagione invernale.
NEMBOSTRATI: corpi nuvolosi molto estesi con una colorazione spesso di un grigio scuro. Essi
interessano per buona parte la troposfera, sviluppandosi mediamente tra i 2000 e gli 8000
metri di altitudine. I nembostrati sono costituiti da goccioline allo stato liquido nelle parti più
basse, mentre salendo di quota troviamo goccioline d’acqua sopraffuse miste a cristalli di
ghiaccio e talvolta anche solamente cristalli di ghiaccio se la nube raggiunge il livello superiore
della troposfera. Questo genere di nube è spesso associato a fronti caldi e/o occlusi, mentre
nella stagione invernale a fronti freddi, perciò la loro caratteristica principale consiste nel
generare precipitazioni, talora anche abbondanti e insistenti.
LE NUBI BASSE
La formazione di questi corpi nuvolosi avviene nella parte bassa della troposfera, mediamente tra il
suolo e i 2000 metri di altitudine. Le nuvole che fanno parte di questa classificazione sono formate da
particelle d’acqua sopraffuse (in genere). Se tali nuvole si sviluppano al livello del suolo si parlerà di
nebbia. Anche qui abbiamo tre generi principali da descrivere:ù
STRATOCUMULO: appaiono come banchi o strati di nuvole di forma tondeggiante disposti a
lastre, ciottoli o rotoli. Il loro aspetto non risulta mai essere fibroso (salvo in presenza di virghe),
ma ben compatto. La loro colorazione va dal bianco ad alcune tonalità di grigio. Si formano
principalmente in atmosfera instabile per sollevamento di masse d’aria da quote più basse.
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CUMULO: più frequenti nei mesi caldi, essi si formano per il distaccamento dal terreno di bolle
d’aria calda chiamate termiche. Hanno uno sviluppo verticale che può variare da qualche
centinaia di metri fino al limite superiore della troposfera (temporali più violenti con il top
localizzato anche oltre i 13/14000 metri). Il genere cumulo racchiude in se un’assortita famiglia
di nuvole, che in base al loro sviluppo prendono il nome di: cumulo humilis (o di bel tempo),
cumulo mediocris, cumulo congestus (può produrre precipitazioni talora moderate) e
cumulonembo. I cumuli generano precipitazioni principalmente quando si trovano in uno stato
avanzato di sviluppo (escluso in presenza di virghe, anche se esse non producono precipitazioni
al suolo), in modo particolare in presenza di congesti o cumulonembi.
STRATO: distesa nuvolosa grigio/bianca, con base piuttosto uniforme. È formato principalmente
da goccioline d’acqua allo stato liquido, anche se in particolari condizioni può essere formato da
cristalli di ghiaccio. Se si sviluppa al suolo viene classificato come nebbia.
IL CIELO SOPRA A CALLIANO
Nube a bocca di balena o più comunemente
conosciuta come whale mouth cloud:
E’ una nube associata ad un sistema convettivo,
caratterizzata da formazioni molto turbolente
spesso dotate di colorazione grigio scuro prodotte
dall’interazione tra flussi d’aria con differenti valori
di temperatura ed umidità. Compare solitamente
dopo il transito del bordo avanzante della nube a
mensola e generalmente non è associata a
precipitazioni in quanto vi prevalgono correnti
ascendenti (tratto da: www.thunderstorms.it).
* foto scattata il 6 giugno 2013 da Sebastiano Carpentari
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Luna gigante a metà giugno:
Il nostro satellite sta raggiungendo il
perigeo, cioè la minima distanza che lo
separa dalla terra (357000 Km).
* foto scattata il 22 giugno 2013 da Sebastiano Carpentari
Raggi crepuscolari:
Tale fenomeno, conosciuto anche con il
nome di “effetto Tyndall” (legato alla
diffusione di Rayleight), si verifica quando
nell’atmosfera sono presenti delle particelle
che permetto la diffusione della luce a
particolari lunghezze d’onda (infatti, non
tutti i colori dello spettro vengono diffusi).
* foto scattata il 5 giugno 2013 da Sebastiano Carpentari
Cumulo congesto a forma di elefante:
A volte la natura sa regalare (a chi la sa
osservare!) delle immagini fantastiche di se
stessa. Questa formazione ha preso questa
particolare forma, che riprende a grandi
linee la sagoma di un pachiderma, a causa
delle correnti ascendenti alla nube (inflow).
* foto scattata il 22 giugno 2013 da Sebastiano Carpentari
8
Cella temporalesca in direzione Trento:
Si può notare chiaramente l’imponente
incudine del temporale che si sta formando
a nord del capoluogo trentino. Da notare
sono anche i piccoli pennacchi che si
estendono i verticale. Essi sono chiamati
“Knuckles” e sono dovuti alla intensa
corrente di inflow (aria in ascesa) del
temporale.
* foto scattata il 19 agosto 2011 da Sebastiano Carpentari
Arcobaleno e Castel Beseno:
Bella immagine di un arcobaleno che
sovrasta uno dei più bei castelli della
Vallagarina. Esso è dovuto alla dispersione e
alla rifrazione della luce solare sulle
goccioline d’acqua in sospensione.
* foto scattata il 9 luglio 2013 da Sebastiano Carpentari
Nubi lenticolari:
Nella foto si possono apprezzare, sopra il
monte Altissimo, numerosi stratocumuli
lenticolari. Queste particolari formazioni
si formano quando del vento in quota
urta perpendicolarmete dei rilievi
formando delle ondulazioni dell’aria con
lunghezze d’onda talora notevoli.
* foto scattata il 26 maggio 2013 da Sebastiano
Carpentari
Mammatus:
Nube accessoria del cumulonembo; si
forma per l’espansione in quota delle
correnti ascendenti al temporale. Esse,
una volta raggiunto il top della cella
temporalesca riscendono verso il suolo,
anche se una parte può scendere lontana
dalla torre principale del temporale. Non
essendo però intense, queste pseudo
correnti di outflow non permettono ai
rovesci di giungere fino al suolo,
formando perciò queste nubi che altro
non sono che rovesci.
* foto scattata il 26 luglio 2010…..tratta da
www.osservatoriocalliano.it
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Altostrati al tramonto:
La colorazione rossa caratteristica
delle nubi al tramonto è dovuta alla
diffusione della luce. Al tramonto
infatti, la luce solare deve
attraversare un maggiore spessore di
atmosfera. Grazie a ciò, solo la
lunghezza d’onda della luce rossa è
maggiormente diffusa (scattering di
Rayleight).
* foto scattata il 3 gennaio 2006…..tratta da
www.osservatoriocalliano.it
Dove ho preso le informazioni:
“CLOUDSPOTTING, una guida per i contemplatori di nuvole” di Gavin Pretor-Pinney;
“ATLANTE UNIVERSALE DELLE NUVOLE, come si chiamano e come di classificano” di Damiano
Zanocco;
“WEATHER” redatto dall’ente meteorologico inglese MetOffice.
Oltre ai libri ha giocato un ruolo fondamentale anche la mia esperienza e passione riguardo alle nubi!
“Strana la faccenda delle nuvole, se non ci fossero in
cielo come potresti ammirare al meglio un tramonto e lo
spettacolo del sole che sorge. Amo le nuvole, mi
ricordano come sia bello il sole.”
Stephen Littleword, Piccole Cose
Sebastiano Carpentari in collaborazione con
www.osservatoriocalliano.it di Andrea Pernecher
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