In meteorologia una nuvola (nel linguaggio scientifico chiamata più comunemente nube) è un’idrometeora costituita da minute particelle d’acqua condensata e/o cristalli di ghiaccio, sospesi nell’atmosfera grazie a correnti ascensionali o in stato di galleggiamento e solitamente non a contatto con il suolo. Dalle nubi si originano le precipitazioni, una delle fasi del ciclo dell’acqua nell’idrosfera assieme alla condensazione del vapore acqueo. La branca della meteorologia che studia le nuvole e i fenomeni ad esse collegati è detta nefologia.
Comunemente si parla di nubi per quanto riguarda masse visibili sopra la superficie terrestre, ma ugualmente si formano nubi anche su altri corpi planetari o satelliti. Possono formarsi strutture simili a nuvole anche nello spazio interstellare, ma in questo caso non si tratta di agglomerati di gocce di vapore acqueo. Si parla in questo caso di nubi interstellari.
Le nubi sono rappresentative, e sono a loro volta causa, di complessi fenomeni meteorologici, quali la pioggia, la neve e la grandine. Per analogia di forma il termine è stato esteso anche a esalazioni di fumo nell’atmosfera o accumuli che possono essere di polvere, sabbia o insetti.
Dal punto di vista della termodinamica le nubi rappresentano l’aspetto visivo di fenomeni che avvengono all’interno di un fluido gassoso noto come atmosfera; le grandezze in gioco sono: temperatura, umidità, pressione.
ASPETTO
L’aspetto di una nube è determinato dalla natura, grandezza, numero, distribuzione nello spazio delle particelle e materiale che la costituiscono; dipende anche dall’intensità e dal colore della luce ricevuta dalla nuvola e dalla posizione relativa dell’osservatore e della sorgente di luce.
LUMINANZA
Luminanza è un termine tecnico adottato per l’uso in fotometria e indica il quoziente dell’intensità della luce, in una direzione data, e della proiezione dell’area della superficie di emissione di un piano perpendicolare a quella direzione. Nel campo delle nuvole è determinata dalla luce riflessa, diffusa e trasmessa dalle sue particelle costituenti. La luminanza può essere modificata da una caligine che s’interpone tra la nube stessa e l’osservatore, nonché da fenomeni ottici come aloni, corone, glorie ecc. Solitamente la luminanza delle nubi, durante il giorno, consente di poterle osservare in modo chiaro, mentre durante la notte è possibile osservarle solo quando la Luna è illuminata per più di un quarto.
COLORE
Le nuvole che si formano sulla Terra sono generate dal vapore acqueo che, condensandosi, forma piccole goccioline o cristalli di ghiaccio, solitamente di 0,01 mm di diametro. Quando si formano agglomerati di miliardi di queste goccioline, appare visibile la nuvola, di un tipico colore bianco dovuto all’elevata capacità di riflessione della luce (fra il 60% e il 85%) sulla superficie di queste goccioline.
A causa dell’elevata dispersione della luce nelle goccioline che compongono la nube, essa può apparire anche grigia o a volte blu scura, quasi nera. Maggiore sarà la densità della nube e maggiore il suo spessore, più scura essa apparirà. Questo è il motivo per cui una nube temporalesca, generalmente un cumulonembo, appare molto scura alla base.
All’alba ed al tramonto, le nuvole possono assumere un colore simile a quello del cielo, soprattutto arancione e rosa. Attorno alla lunghezza d’onda dell’infrarosso, le nuvole apparirebbero più scure perché l’acqua che le costituisce assorbirebbe fortemente la luce solare a questa lunghezza d’onda.
CLASSIFICAZIONE
Estremamente alte
(Mesosferiche)
Le nubi nottilucenti (in inglese NoctiLucent Clouds, sigla NLC), note anche come nubi polari mesosferiche (in inglese Polar Mesospheric Clouds, sigla PMC), sono un fenomeno atmosferico nuvoloso visibile durante il crepuscolo inoltrato. Si possono osservare con maggiore frequenza nei mesi estivi a latitudini tra i 50° e il 70°, sia a nord che a sud dell’equatore. Le nubi nottilucenti sono correlate con i Minimi solari, ossia il loro numero aumenta quando diminuiscono le macchie solari e viceversa
Nubi molto alte
(Stratosferiche)
Le nubi madreperlacee sono particolari tipi di nube che si formano nella stratosfera, ad altezze comprese tra 15.000 e 25.000 m sul livello del mare, talvolta fino a 30.000 m. Hanno l’aspetto di cirri dal colore pallido o di altocumuli lenticolari.
Nubi Alte
(Troposferiche alte)
Formazioni nuvolose con aspetto di ciuffi soffici e delicati; albergano (nelle regioni temperate) tra gli 8.000 ed i 14.000 metri e sono le nubi più fredde, composte essenzialmente da cristalli di ghiaccio che le rendono traslucide; dalla loro disposizione si può sapere la direzione del vento in quota (perpendicolarmente alle strisce, verso la direzione delle gobbe); esse non apportano alcuna precipitazione e sono caratterizzate del prefisso “cirro-“ che dal latino significa “ricciolo”.
Cirri: Sono formate da strie biancastre, sottili, quasi trasparenti, molto alte. La forma e’ facile da ricordare, infatti è quella di una striscia terminante con un ricciolo ad uncino. Sono formati da cristalli di ghiaccio a causa della temperatura molto bassa alla quale si formano.
Cirrostrati : Nubi molto alte e sottili, biancastre e quasi trasparenti, tendendo a conferire al cielo un aspetto lattiginoso. I loro cristalli di ghiaccio diffondono luce e creano un alone o un velo sottile attorno al Sole o alla Luna.
Se si presentano dopo i cirri, indicano l’arrivo di una perturbazione.
Cirrocumuli: Sono le nubi associate al famoso cielo “a pecorelle”; formate da piccoli fiocchi o batuffoli bianchi disposti in file o gruppi; ricordano agli altocumuli, ma, ovviamente, sono più alti e sono sempre accompagnati da cirri e da cirrostrati. La loro altezza varia tra i 5000 e i 7000 metri. Di solito annunciano l’arrivo della pioggia.
Nubi medie
(Troposferiche medie)
Altostrati: Si presentano come una distesa nuvolosa più o meno densa di colore grigio o blu, liscia inferiormente. Poiché velano il Sole e la Luna, possono sembrare macchie luminose, ma, diversamente dai cirrostrati, non creano aloni. Queste nubi producono neve leggera o pioggia fine e fitta, ma di solito sono così alte che le loro precipitazioni evaporano prima di raggiungere il terreno.
Altocumuli: Sono costituiti da nubi distinte molto vicine tra loro a costituire strati di aspetto solitamente ondulato e fibroso che assumono forme bizzarre di colore bianco o grigio. Sono in realtà formati da estese file di cumuli, collocati a quote medie e con la parte inferiore più scura. Si sviluppano tra i 2500 e i 5000 metri di altitudine. Quando un altocumulo passa davanti al sole o alla luna può prodursi il fenomeno della ‘corona’, visibile più spesso di notte.
Nubi basse
(Troposferiche basse)
Sono caratterizzate dal suffisso “-strato”. Queste nubi si trovano al di sotto dei 2000 metri di quota, generano abbondanti piogge o nevicate, in relazione alla temperatura.
Strati: Gli strati sono nubi basse, poco spesse e grigie, che si formano ad altitudini di 610 m circa: si possono vedere quindi a pochi metri dall’orizzonte con la basa estesa ed uniforme. Si possono presentare a banchi o coprire totalmente il cielo, spesso derivano dalla nebbia formatasi al suolo. Dato il loro limitato spessore, di norma non danno luogo ad alcun fenomeno, se non ad una riduzione di visibilità quando la loro base è molto bassa.
Nembostrati: Si tratta di nubi stratificate basse, generalmente di color grigio scuro dalla base spesso non ben definita.
Il cielo si presenta buio e tetro e spesso per la loro presenza si devono accendere le luci; quando giugnono al suolo si parla di nebbia.
Nubi a sviluppo verticale
(Troposferiche a sviluppo verticale)
Fanno parte di questa famiglia di nubi gli stratocumuli, i cumuli e i cumulonembi. E’ una categoria assolutamente particolare di nubi, perchè esse si nascono ed evolvono in seguito ai moti convettivi atmosferici, cioè ai movimenti ascendenti e discendenti dell’aria, grazie alla rapida ascesa dell’aria calda che può raggiungere anche i 10.000 – 12.000 metri di altezza (nel caso dei cumulonembi).
Cumuli: Sono una massa isolata di una nube bianca simile a “panna montata”, che non lascia filtrare la luce solare: possono essere bianchi e soffici, con cime arrotondate e basi appiattite, che si formano a basse quote nei giorni caldi e soleggiati e indicano solitamente la persistenza del bel tempo, oppure scuri ed espansi con la sommità sagomata a cupola e protuberanze estese sopra, quando portano il brutto tempo. Sono costituiti da goccioline d’acqua in sospensione nell’aria.
Si distinguono in tre tipi: il cumulus humilis è una nube poco spessa ed arrotondata, legata alla variazione diurna della temperatura, appare al mattino e scompare la sera; il cumulus mediocris simile al precedente ed il cumulus congestus o castellato può apparire anche scuro inferiormente, in genere ha la superficie inferiore appiattita mentre superiormente assume un aspetto definito “a cavolfiore”. Al termine della sua evoluzione si trasforma in genere in un cumulonembo.
Cumulinembi: Sono nubi ad elevato sviluppo verticale, che vi si presenteranno imponenti sul cielo, a forma di torri, montagne o cupole. La sommità è generalmente bianca e spesso assume una forma a incudine o a carciofo, la base invece è orizzontale e di colore scuro intenso. I cumulonembi sono formati da masse di cumuli scuri e si possono estendere per tutta l’altezza della troposfera, ossia quella parte dell’atmosfera in cui si determina il tempo atmosferico. Accompagnano manifestazioni temporalesche, portano forti piogge, grandine o neve, oltre a fulmini e in alcune circostanze, tornado.
Cumulonimbus Pileus: Si tratta di un cumulonembo che presenta sulla sua sommità una particolare nuvola
chiamata “Pileus” dal latino “cappello”, che gli conferisce un aspetto “incappucciato”. Tale nube tende a cambiare forma molto rapidamente e si genera a causa delle forti correnti ascensionali che portano l’aria umida a raggiungere il punto di rugiada a causa della compressione adiabatica. Un pileus che appare al di sopra di un cumulo può segnalare la sua tendenza a trasformarsi in un cumulonembo, perchè segnala appunto la presenza di forti correnti ascensionali.
Cumulonimbus Capillatus Incus: Nella sua espansione verticale, il cumulonembo trova un limite nei 12000 metri, quota alla quale si abbandona la troposfera per passare alla stratosfera, il secondo dei 5 strati dell’atmosfera. Raggiunta quell’altitudine, l’aria inizia a farsi più calda man mano che si sale e il vapore acqueo non riesce più a condensarsi: il cumulonembo inizia ad espandersi orizzontalmente, generando pertando una particolare quanto inconfondibile nube chiamata “Incus”cioè “Incudine”.
Il cumulonimbus calvus è uno dei cumulonembi più potenti ed il nome “calvus” deriva dalla sua forma “calva senza incudine” tipica dei cumulonembi normali.
A queste 4 famiglie di nubi se ne può aggiungere un’altra, del tutto indipendente: quelle delle nubi ad altezza variabile, le quali possono formarsi a quote diverse della troposfera.
• Mammatus Clouds: Sono delle rarissime nubi che nel cielo assomigliano vagamente alla forma di una mammella. E’ possibile scorgerle in situazioni di forte instabilità o dopo il passaggio di un violento temporale. Queste nuvole si formano in presenza di correnti ascensionali molto intense e con un umidità molto elevata negli strati bassi. Questo spostamento di aria, può portare fino alla tropopausa enormi quantità di acqua che, salendo verso l’alto, si trasforma in cristalli di ghiaccio. Quando il temporale e’ passato, lontano dalla corrente ascensionale, il ghiaccio tenderà a scendere a causa del proprio peso. Ora, quando i piccoli cristalli di ghiaccio escono dalla zona della nube, incontrano aria molto fredda e secca. La variazione di condizioni, comporta la sublimazione dell’acqua che dunque tornerà dallo stato solido, cristalli di ghiaccio, a quello aeriforme, vapore acqueo, risalendo verso l’alto.Data la grande quantità di ghiaccio presente, perchè portata dalla corrente iniziale, questo moto di discesa e sublimazione si presenterà con una certa regolarità lungo l’area della nube. Proprio questo movimento comporta la formazione della Mammatus con la sua caratteristica forma. Conferiscono una grande spettacolarità e possono creare notevoli contrasti di colori e di luci.
• Nubi Lenticolari: Esistono 3 tipologie di nubi lenticolari e il loro nome dipende dalla posizione che esse assumono nell’atmosfera. Abbiamo così gli:
• Stratocumulis Lenticularis che possono comparire al di sotto dei 2000 metri di altezza, occupando pertanto la parte più bassa dell’atmosfera;
• Altocumulis Lenticularis i quali non producono pioggia e compaiono tra i 2000 e i 6000 metri di quota;
• Cirrus Lenticularis i quali si formano a quote intorno ai 7000 metri.
Le nubi lenticolari, appartenenti ad ognuna delle tre categorie, si formano prevalentemente accanto a catene montuose di differenti altezze. I loro avvistamenti nei cieli che sovrastano terreni pianeggianti indicano che le nubi sono state spostate in tali direzioni dalle correnti ventose. Le nubi lenticolari si formano e si dissolvono molto rapidamente, rimanendo statiche per pochi secondi.
Esse compaiono maggiormente in inverno ed in primavera, periodi dell’anno in cui i venti soffiano più forti. La comparsa di differenti sfumature sulla superficie delle nubi è determinata da fenomeni di rifrazione della luce proveniente dai raggi solari.
Per avere l’opportunità di avvistare nubi lenticolari direttamente con i propri occhi, ci si dovrebbe avventurare in località montuose durante giornate di forte vento. Le nubi lenticolari, con particolare riferimento agli altocumuli, si formano prevalentemente durante il giorno ed in condizioni di vento favorevole.
A volte è piuttosto difficile riconoscere correttamente una tipologia di nube rispetto ad un’altra, per le infinite forme e gli innumerevoli colori che ognuna di esse può assumere. Divertitevi, pertanto, a classificarle!