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LA PIOGGIA (Tratto integralmente da www.meteo.it) |
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LA PIOGGIA (Tratto integralmente da www.meteo.it) |
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Ogni giorno dalla superficie terrestre evaporano nell’atmosfera circa 1000 miliardi di tonnellate d’acqua. Per la miriade di molecole di vapore è l’inizio di un lungo viaggio che le riporterà a terra dopo una decina di giorni. Il vapore liberato da oceani, mari, laghi, fiumi e vegetazione viene trasportato verso l’alto dalle correnti aeree ascendenti. Nell’ascesa l’aria si raffredda fino a raggiungere, prima o poi, la saturazione. A questo punto sarebbe naturale attendersi che, qualora l’ascesa prosegua, l’ulteriore raffreddamento determini l’unione delle molecole di vapore eccedente generando in tal modo goccioline di nube (droplet). In realtà il processo non è così semplice e spontaneo, perché la neonata goccia tende a disintegrarsi per evaporazione tanto più rapidamente quanto più è piccola. Nelle nubi ogni goccia contiene in media 500 miliardi circa di molecole di vapore. Come è stato possibile metterle insieme? Si potrebbe supporre che là dove si è generata la gocciolina vi siano stati, in tempi brevissimi, miliardi di urti molecolari casuali. Ma si può dimostrare che un simile evento sarebbe possibile soltanto se il numero di molecole di vapore fosse di gran lunga superiore a quello che si riscontra normalmente in natura in condizioni di saturazione. Occorre quindi supporre che le gocce di nube si formino con qualche altro processo. Gran parte delle particelle di pulviscolo atmosferico, con dimensioni comprese tra 0,1 e 4 micron (1 micron = 1 millesimo di millimetro), funge da nucleo di condensazione, ovvero agevola il coagulo delle molecole di vapore acqueo. |
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I nuclei di condensazione sono costituiti in genere da sale marino o da solfati e nitrati, e la categoria più numerosa è quella con diametro inferiore a 0,2 micron (nuclei di Aitken). Le neonate gocce hanno diametri intorno a 10-50 micron e concentrazioni di 300-600 milioni per metro cubo. È così nata la nube, le cui microscopiche goccioline galleggiano nell’aria perché sostenute dalle stesse correnti ascendenti che hanno portato alla saturazione il vapore acqueo. Nelle nubi a temperatura inferiore a 0 °C gran parte delle gocce rimane comunque allo stato liquido (fenomeno della sopraffusione) e ghiaccia spontaneamente soltanto per temperature inferiori a 40 gradi sotto zero, valori che nell’atmosfera si trovano in genere al di sopra di 8 km di quota. E questo è il motivo per cui le nubi alte sono appunto formate solo da microscopici cristalli di ghiaccio. Ma resta ancora da spiegare come dalle droplet della nube nascano le goccioline di pioggia (raindrop). Le raindrop che cadono all’interno o al di sotto delle nubi hanno diametri superiori, compresi tra 200 micron e qualche millimetro, e sono formate dall’unione di qualche centinaio di milioni di droplet. Anche qui, se la formazione di una raindrop fosse affidata all’incontro casuale di un così elevato numero di goccioline di nube, allora ovviamente la pioggia sarebbe un evento poco probabile. Ma anche in questo caso la natura ha escogitato un processo molto semplice. Infatti, le droplet più grandi, trascinate verso l’alto dalle correnti ascendenti che hanno dato luogo alla nube, collidono con le gocce più piccole che, essendo più leggere, sono animate da più intense velocità verticali. Nella collisione le gocce più grandi catturano una certa frazione di goccioline urtate (coalescenza), un processo che è tanto più efficace quanto più la nube è densa. Quando poi le gocce urtate raggiungono diametri superiori a circa 200 micron, non essendo più sostenute dalle correnti ascendenti, ricadono all’interno della nube, catturando in tal modo altre gocce e ingrossandosi ulteriormente fino a raggiungere, se numero di goccioline urtate e spessore della nube sono abbastanza grandi, diametri di 0,5-2 mm. Le raindrop ingrossate a sufficienza tendono a uscire dalla base della nube e possono raggiungere il suolo se la base della nuvola è bassa e l’umidità dell’ambiente di caduta è elevata, così da ridurre al minimo l’evaporazione delle gocce. Quando poi giunge al suolo, la pioggia si differenzia in base a quantità, diametro delle gocce e velocità di caduta: si va così dalla pioggia leggera fino al nubifragio, come descritto nella tabella seguente.
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