Atlante delle Nubi

La determinazione delle condizioni del cielo viene effettuata visivamente descrivendo la tipologia delle nubi e la copertura espressa in ottavi. La  copertura del cielo viene anche rilevata per mezzo dei satelliti meteorologici che danno informazioni sui sistemi nuvolosi e sulla loro dinamica attraverso le immagini nel visibile ed all'infrarosso. Un contributo importante alla conoscenza della struttura interna della nube viene invece fornito dai radar che in meteorologia hanno trovato massima applicazione proprio nello studio delle nubi e delle loro proprietà.

Le nubi modificano la distribuzione del calore solare sulla superficie e nell’atmosfera terrestre riflettendo verso lo spazio parte dell’energia e delle radiazioni che giungono dal Sole. Non tutta la radiazione che giunge dal sole viene riflessa dallo strato superiore delle nubi ma una parte di essa penetra e raggiunge la superficie della Terra che la assorbe ed in seguito la irradia. La parte inferiore delle nubi, essendo opaca alla lunghezza d’onda della radiazione terrestre, riflette nuovamente verso i bassi strati dell’atmosfera l’energia irraggiata dalla Terra.

Composizione e formazione delle nubi.

Le nubi sono costituite da minuscole gocce d'acqua o da cristalli di ghiaccio dalla dimensione variabile che va da 1 a 100 micron.

La formazione delle nubi è dovuta alla condensazione del vapor acqueo contenuto in una massa di aria quando, raffreddandosi per sollevamento, la sua temperatura raggiunge quella di rugiada altrimenti detta di saturazione.

La formazione delle goccioline non sarebbe comunque possibile senza la presenza di quei microscopici corpuscoli, aventi una dimensione variabile compresa fra il decimillesimo e il millesimo di millimetro, in sospensione nell’atmosfera che prendono il nome di nuclei di condensazione. I nuclei di condensazione sono composti il più delle volte da polline,  da granuli di pulviscolo, da particelle di cloruro di sodio, che permettono alle goccioline di agglomerarsi attorno ad essi ed avere sin dall’inizio dimensioni abbastanza grandi per non evaporare immediatamente.

Le goccioline di acqua o i cristalli di ghiaccio hanno una concentrazione pari a circa 1.000 per cm^³ e sono tenuti in sospensione dalle correnti ascensionali presenti all’interno della nube. Le goccioline di acqua rimangono all’interno della nube fin quando a causa del loro peso, aumentato per coalescenza, riescono a vincere la forza delle correnti ascensionali, che le tengono in sospensione, e precipitano verso terra sotto forma di pioggia o di grandine.

I processi refrigerativi, necessari perché avvenga la condensazione del vapor acqueo contenuto in una massa di aria, possono essere così riassunti:

Il raffreddamento per irraggiamento può avviene nei bassi strati dell’atmosfera terrestre quando una massa di aria si raffredda perché a contatto con il suolo oppure negli strati più alti dell’atmosfera terrestre per perdita di calore (emissione termica). Nel primo caso si formano le nebbie da irraggiamento, la rugiada o la brina; nel secondo caso si formano nubi stratificate o nebbie alte.

Il raffreddamento per avvezione si ha quando una massa di aria calda ed umida, di origine marina, incontra e scorrere sulla superficie più fredda di un continente. Questa situazione tipicamente invernale o primaverile provoca la formazione delle nebbie da avvezione altrimenti dette nebbie delle coste.

Il raffreddamento per mescolanza di masse di aria aventi diversa temperatura e diverso contenuto di vapore acqueo provoca la formazione di nubi stratificate di limitata estensione e di piccolo spessore o nebbie a banchi.

Il raffreddamento per movimenti ascendenti si ha quando una massa di aria è costretta ad un movimento verticale verso l’alto. Durante la sua corsa verticale, attraversando strati atmosferici con pressione sempre minore, la massa di aria tende ad espandersi e di conseguenza si raffredda raggiungendo la sua temperatura di rugiada o temperatura di saturazione oltre la quale inizia a condensare. L’entità del raffreddamento è costante e nell’ordine di 1°C ogni 100 metri di salita fino al raggiungimento della quota di saturazione. Successivamente, a causa del calore latente rilasciato durante la condensazione, si ha un raffreddamento di circa 0,5°C ogni 100 metri di salita.

In base ai processi che portano alla condensazione o alla sua altitudine possiamo avere:

una nube di acqua, composta interamente da goccioline di acqua

una nube di ghiaccio, composta interamente da cristalli di ghiaccio

una nube mista, composta da cristalli di ghiaccio nella sua parte superiore, da un miscuglio di goccioline di acqua e cristalli di ghiaccio nella sua parte intermedia e da goccioline di acqua nella sua parte inferiore.

La luminanza di una nube è data dalla quantità di luce riflessa, diffusa o trasmessa dalle goccioline in essa contenute. La luce proviene soprattutto dal Sole, dalla rifrazione dell’atmosfera terrestre ed in minor parte dalla superficie terrestre quando la luce solare o lunare viene riflessa da distese di neve o ghiaccio.

Durante il giorno la luminanza delle nubi può essere ben osservata, mentre durante la notte occorre avere almeno un quarto di Luna oppure essere in presenza di un chiarore artificiale sufficientemente intenso quale quello prodotto da un agglomerato urbano piuttosto esteso.

La colorazione di una nube dipende essenzialmente dalla luce che riceve.

Durante il giorno ed in assenza di ostacoli interposti fra il sole e la nube quest’ultima assume una colorazione bianca o grigio chiaro, mentre quando sono parzialmente o totalmente coperte da altre nubi assumono una colorazione grigio-bluastra.

Nelle ore appena precedenti e successive all’alba o al tramonto, quando il Sole è prossimo all’orizzonte, le nubi prendono una colorazione che va dal giallo al rosso ed in diverse tonalità.

Le nubi sono raggruppate in due categorie principali e in base alle loro caratteristiche si dividono in nubi stratificate, quando l’estensione sul piano orizzontale (nell’ordine delle centinaia di chilometri) è maggiore dell’estensione sul piano verticale, e in  nubi a sviluppo verticale, quando l’estensione sul piano orizzontale è uguale o inferiore dell’estensione sul piano verticale.

Le nubi stratificate sono molto simili a vasti banchi di nebbia, si formano quando una massa di aria viene raffreddata per irraggiamento, avvezione o mescolanza e provocano precipitazioni deboli e diffuse.

Le nubi stratificate che non generano mai precipitazioni sono:

i cirri, i cirrocumuli ed i cirrostrati.

Le nubi stratificate che raramente generano precipitazioni sono:

gli stratocumuli, gli altocumuli e gli altostrati semitrasparenti.

Le nubi stratificate che spesso generano precipitazioni sono:

gli strati e gli altostrati opachi.

Le nubi stratificate che sicuramente generano precipitazioni sono:

i nembostrati.  

Le nubi cumuliformi si formano quando una massa di aria viene raffreddata a causa di movimenti ascendenti e provocano precipitazioni piovose abbondanti, a volte violente accompagnate dalla caduta di grandine ma di durata molto limitata nel tempo.

Tipo	Nome	Sigla	Simbolo	Altezza
Nubi alte	Cirro (Cirrus)	Ci		9.000 m.
	Cirrostrato (Cirrostratus)	Cs		8.000 m.
	Cirrocumulo (Cirrocumulus)	Cc		7.000 m.
Nubi medie	Altostrato (Altostratus)	As		4.000 m.
	Altocumulo (Altocumulus)	Ac		3.500 m.
Nubi basse	Stratocumulo (Stratocumulus)	Sc		1.500 m.
	Nembostrato (Nimbostratus)	Ns		1.000-2.000 m.
	Strato (Stratus)	St		1.000 m.
Nubi a sviluppo verticale	Cumulo (Cumulus)	Cu		2.000-3.000 m.
	Cumulonembo (Cumulonimbus)	Cb		2.000-6.000 m.

Etimologia dei nomi latini delle nubi.

Il nefoipsometro

Nel classificare la quota di una nube, nei messaggi sinottici emessi dalle stazioni meteorologiche, si fa esclusivamente riferimento all’altezza che intercorre fra la base della nube ed il suolo.

Questa altezza viene misurata con uno strumento chiamato Nefoipsometro che si compone di tre unità:

(R) il rilevatore munito di uno specchio basculante ed un registratore che riporta su carta i valori rilevati.

(P) il proiettore che genera un fascio di luce verticale a modulazione di frequenza.

Lo specchio ed il proiettore, che si trovano ad una distanza prestabilita (B) ed un’angolazione conosciuta (α), formano con la nube un triangolo rettangolo rendendo così possibile la misura dell’altezza utilizzando la trigonometria. Per questo motivo l'altezza (h) della nube è:

h= B x tangente dell'angolo α

Questo strumento abbastanza sofisticato è quasi esclusivamente in dotazione alle stazioni meteorologiche oceanografiche o ad unità con funzioni.

Nubi alte

Fanno parte di questa categoria i cirri, i cirrostrati ed i cirrocumuli.

Le nubi alte si presentano ad altitudini comprese fra i 6.000 ed i 12.000 metri (sebbene le altezze varino a secondo la stagione e della latitudine).

Cirri. La parola cirro deriva dal latino Cirrus che significa "ricciolo".

Sono tenue nubi candide, per lo più isolate, con aspetto filamentoso o a ciuffi, a volte si presentano a forma di ricciolo, di virgola o di piuma. Stanno sospesi nel cielo azzurro come piume o striature bianche, leggeri come spinti da un soffio. I cirri meritano attenzione perché spesso sono le staffette del cattivo tempo. All'inizio appaiono isolati, ma ben presto li vediamo assieme ai cirrostrati e più raramente ai cirrocumuli. Se invece rimangono isolati può significare che ci troviamo ai margini esterni di un sistema nuvoloso e la pioggia in questo caso non è in arrivo.

Quando hanno forma filiforme e terminano ad uncino, i cirri tradiscono la presenza di venti molto forti in quota. Dal movimento e dalla forma dei cirri si può dedurre l'intensità e la direzione dei venti di alta quota. Queste altissime nuvole sono composte esclusivamente di cristalli di ghiaccio.

Altezza: compresa tra i 6.000 ed i 12.000 metri d'altitudine nella fascia temperata e la loro altezza media è di 9.000 metri. 

Origine: se appaiono densi, a fiocchi, o con bordi sfilacciati possono essere il residuo di un cumulonembo, o il segno di aria calda in ascesa.

Previsione: non hanno significato particolare se appaiono isolati. Quando, invece, invadendo il cielo da W o SW sono seguiti dai cirrostrati è il segnale che il tempo sta per cambiare.

Il forte vento in quota sospinge la nuvola e la sfilaccia nelle forme più varie così che si distinguono:

Fibratus. Se hanno un aspetto sferico con filamenti delicati, possono essere indizio di bel tempo; se vanno occupando spazi sempre più grandi e si presentano in bande con filamenti allargati e ben definiti, possono segnalare l’arrivo di una perturbazione.

Uncinus. Hanno un’estremità più densa, spessa, simile ad un ciuffo o ad un uncino.

Spissatus. Si presenta in banchi o ammassi irregolari, dai bordi sfilacciati, talvolta con ombre proprie. Sono di colore bianco con spessore anche notevole ma non tale da cancellare la luce ed i contorni del Sole.

Floccus. Sono simili a fiocchi arrotondati o a bande parallele che sembrano convergere verso l’orizzonte.

Cirrus fibratus

Cirrus uncinus

Cirrus spissatus

Cirrus floccus

Cirrostrati. Questa nube, costituita essenzialmente da cristalli di ghiaccio, ha una densità ed un'estensione nettamente superiore a quella dei cirri. I cristalli di ghiaccio diffondono la luce e creano un alone sottile attorno al Sole o alla Luna conferendo al cielo un aspetto lattiginoso. Se transitano nel cielo al seguito dei cirri significa, molto probabilmente, che il tempo sta volgendo al peggio. I cirrostrati sono del tutto simili agli altostrati e per non essere confusi occorre ricordare che i cirrostrati, a differenza degli altostrati,  non eliminano le ombre al suolo.

Altezza: compresa tra i 5.000 ed i 12.000 metri d'altitudine nella fascia temperata e la loro altezza media è di 8.000 metri.

Origine: può essere il prodotto dall’assottigliamento di un altostrato o della fusione di cirri. La loro formazione è dovuta al lento sollevamento di strati d’aria di grande estensione orizzontale.

Cirrostrati- Cirrostratus

Cirrocumuli. Sono facilmente riconoscibili in quanto durante il loro transito il cielo viene comunemente chiamato "a pecorelle". Possono però essere raggruppati a strisce, a banchi e con forme differenziate come lamelle e granuli. Il loro colore è brillante poiché sono costituiti interamente da cristalli di ghiaccio disposti in piccoli ammassi globulari di colore bianco. I cirrocumuli sono trasparenti o quasi trasparenti, non presentano ombre proprie (a differenza dei cumuli e degli altocumuli) ed attraverso di essi è possibile scorgere nettamente la posizione del Sole o della Luna. Possono essere disposti in distese più o meno vaste, o in banchi formati da piccoli “cuscinetti” di grandezza variabile. 

Altezza: compresa tra i 5.000 ed i 7.000 metri d'altitudine nella fascia temperata e la loro altezza media è di 7.000 metri.

Origine: possono essere l’evoluzione di cirri o cirrostrati oppure derivare dalla riduzione delle dimensioni di un banco di altostrati. La formazione ed il transito dei cirrocumuli può anche essere causata dal sollevamento orografico di uno strato di aria umida.

Previsione: sono l'ultimo stadio che annuncia l'arrivo di un fronte caldo se preceduti in sequenza dai cirri e dai cirrostrati indicando che il peggioramento è imminente.

In presenza dei cirrocumuli non si hanno precipitazioni.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Stratiformis. Sono distese di colore bianco, con forma increspata e contorno fibroso, non hanno ombra propria e sono trasparenti da lasciar vedere il Sole.

Lenticularis. Quando si presentano il cielo prende il caratteristico nome di "Cielo a pecorelle".

Floccus. Sono a forma di fiocco e non presentano ombre proprie.

Cirrocumulus stratiformis

Cirrocumulus lenticularis

Cirrocumulus floccus

Cirrocumulus floccus virga

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Nubi medie

Fanno parte di questa categoria gli altocumuli e gli altostrati.

Le nubi medie si presentano, nelle regioni temperate, ad altitudini comprese fra i 3.000 ed i 6.000 metri. Le nubi medie hanno l'aspetto stratiforme o cumuliforme e sono costituite sia da goccioline di acqua che da cristalli di ghiaccio.

Questa tipologia di nube avendo una struttura mista favorisce le precipitazioni.

Le nubi medie, seguite da alcune tipologie di nubi basse, sono associaste all’arrivo di un fronte caldo se compaiono nel cielo in questa sequenza: altostrato, altocumulo, nembostrato.

Altocumuli.

Normalmente si presentano nel cielo come nubi 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 collocate a quote medie e con la parte inferiore più scura. L’aspetto più comune è quello di una distesa di elementi staccati e disposti con una certa regolarità. Quando gli altocumuli sono costituiti da elementi di piccole dimensioni possono esser confusi con i cirrocumuli. La loro larghezza è apparentemente maggiore in quanto occupano quote più basse rispetto ai cirrocumuli. Quando un altocumulo transita davanti al sole o alla luna in alcuni casi produce, più spesso durante le ore notturne, il fenomeno della “corona”.

Altezza: compresa tra i 2.500 ed i 5.000 metri d'altitudine nella fascia temperata e la loro altezza media è di 3.500 metri.

Previsione: sono l’avanguardia di un fronte freddo che potrà manifestarsi entro 4-5 ore provocando temporali sparsi.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Stratiformis- Translucidus. Sono costituiti da elementi più o meno saldati fra loro con superficie regolare di colore bianca o grigia con leggere ombreggiature. Non coprono totalmente il cielo lasciando spazi di colore azzurro fra gli elementi che li compongono.

Nella maggior parte dei casi indicano l’approssimarsi di un fronte freddo che apporterà piogge a prevalente carattere di rovescio temporalesco.

Duplicatus. Sono costituiti da bande o rotoli allungati più o meno paralleli fra loro ed in strati sovrapposti.

Perlucidus. Sono caratterizzati da elementi ravvicinati fra loro come in un mosaico.

Lenticularis. Hanno forma lenticolare e con contorni fibrosi e si sviluppano nel versante sottovento in seno ad onde stazionarie di un flusso d’aria che scavalca una montagna.

Castellanus. Hanno la base piatta sormontata da protuberanze molto allungate. Sono indice di instabilità dell’aria e dell’approssimarsi di un temporale.

Floccus- Translucidus. Sono grossi batuffoli simili ai Cumuli fractus ma con dimensioni più ridotte.

Altocumulus stratiformis

Altocumulus duplicatus

Altocumulus perlucidus

Altocumulus lenticularis

Altocumulus castellanus

Altocumulus floccus-transluc

Altostrati. L'altostrato copre totalmente o parzialmente il cielo in maniera uniforme con un velo più o meno denso, fibroso e striato. Sono di colore grigio tendente all'azzurrognolo ed hanno ombre proprie più o meno marcate in base al loro spessore.

L'altostrato è costituito da gocce d'acqua e se la temperatura in quota è molto bassa anche da cristalli di ghiaccio. Può avere uno spessore di molte centinaia di metri,  estensioni di centinaia di chilometri ed essere formato da più strati sovrapposti fra loro in bande parallele e con nette ondulazioni. Se lo spessore dell’altostrato non è considerevole può trarre facilmente in inganno ed essere confuso con un cirrostrato molto denso. Altre volte invece presenta uno spessore notevole con base inferiore piuttosto bassa così da poter essere confuso con un nembostrato.

La sua presenza nel cielo indica che la parte centrale di una perturbazione ha investito la località sulla quale stanno transitando provocando precipitazioni spesso continue e persistenti. Si tratterà di pioggia se il velo nuvoloso è denso e basso, mentre si tratterà di neve se il velo è poco denso e alto.

Altezza: compresa tra i 2.500 ed i 5.000 metri d'altitudine nella fascia temperata e la loro altezza media è di 4.000 metri.

Origine:indica sempre il transito di una massa d’aria con elevato contenuto di umidità. In genere si forma per il sollevamento e la condensazione di una  massa d’aria in corrispondenza dell’arrivo di un fronte che porta allo sviluppo di uno strato nuvoloso molto esteso.

Previsione: se sufficientemente spesso genera pioggia o neve. Si tratta quasi sempre di precipitazioni continue e persistenti. Il transito degli altostrati preceduto dai cirrostrati indica che una perturbazione si sta avvicinando.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Translucidus. Lascia trasparire debolmente il Sole come se lo vedessimo attraverso un vetro smerigliato di colore azzurrognolo.

Opacus. Spesso si presenta con ondulazioni ben marcate e bande quasi parallele.

Altostratus translucidus

Altostratus opacus

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Nubi basse

Fanno parte di questa categoria gli strati, gli stratocumuli ed i nembostrati.

Le nubi basse si presentano, nelle regioni temperate, ad altitudini comprese fra il livello del suolo e la quota di 2.000 metri.

Soprattutto nella stagione invernale sono frequenti giornate in cui il cielo è completamente coperto da nuvole grigie e basse che provocano prolungate e deboli precipitazioni a ritmo costante.

Strati. Sono nubi basse, simili a nebbia sospesa in quota, spesse e grigie che danno al cielo un aspetto caliginoso ed uniforme. Il loro limite inferiore e superiore è talora sfilacciato, hanno uno spessore variabile che va da poche decine di centimetri (aspetto semitrasparente) a qualche centinaio di metri (aspetto opaco).  L’estensione degli strati è quasi sempre notevole ma si possono presentare anche banchi.

Gli strati sono spesso il prodotto del sollevamento della nebbia o della foschia formatasi al suolo.  La nebbia è una forma particolare di strato prossimo al suolo. Gli strati creano spesso la situazione di "nebbia alta" che ristagna in valle e al di sopra della quale splende il sole. In mancanza di punti di riferimento per l'altezza lo strato si differenzia dall'altostrato poiché quest'ultimo ha un aspetto meno strutturato e appare come un bianco velo translucido o un manto grigio azzurrognolo denso e uniforme.

Strati- Stratus

Altezza: si formano ad altitudini comprese fra 600 ed 800 metri.

Origine: si formano a causa di un abbassamento della temperatura negli strati più bassi dell’atmosfera o per sollevamento di nebbia a causa del riscaldamento del suolo.

Previsione: anche se l’aspetto di questa nube è minaccioso raramente da luogo a precipitazioni di pioggia minuta e fitta, nevischio o prismi di ghiaccio.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Nebulosus: nube molto bassa che copre la sommità delle colline. Nasce in presenza di aria molto umida.

Stratus nebulosus

Stratus fractus

Stratocumuli. Gli stratocumuli sono una delle forme nuvolose più diffuse sulla Terra. Si presentano in grossi ammassi scuri, tondeggianti che ricoprono quasi interamente il cielo. Gli elementi che li costituiscono sono analoghi a quelli degli altocumuli ma, dato che si trovano a livello più basso, appaiono di dimensioni maggiori. Gli elementi di queste nubi sono talvolta raggruppati in bande parallele con ondulazioni orientate nella stessa direzione. Possono essere più o meno trasparenti e lasciar intravedere spazi di cielo o presentarsi in strati tanto sottili da lasciar apparire la posizione del sole o della luna. Talvolta invece sono molto opachi e nascondono completamente il sole.

Stratocumuli- Stratocumulus

Altezza: si formano ad altitudini comprese fra 1.000 ed i 1.500 metri.

Origine: sono costituiti da piccole gocce d'acqua e si formano a seguito del sollevamento di una massa d’aria calda a cui segue una condensazione associata a debole instabilità.

Previsione: non sempre danno luogo a precipitazioni, in caso contrario sono di debole intensità.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Stratiformis: non superano i 4.000 metri.

Cumulogenitus: ingrossano sino a congiungersi fra loro. Hanno contorni ben definiti e possono indicare un peggioramento.

Stratocumulus stratiformis

Stratocumulus cumulogenitus

Nembostrati. E’ la tipica nube che provoca precipitazioni piovose o nevosa. Ha un colore grigio scuro senza forme definite e margini frastagliati. E’ una nube molto spessa e si presenta come uno strato basso di grande estensione la cui parte inferiore è talvolta nascosta da altre nubi più basse e frammentate che si spostano veloci con il vento.

I nembostrati sono sempre opachi e nascondono il Sole o la Luna.

Nembostrato- Nimbostratus

Altezza: si formano ad altitudini comprese fra i 1.000 ed i 2.000 metri.

Origine: il nembostrato nasce per la lenta e continua ascesa di aria umida e si forma attorno ad un centro di bassa pressione associato a fronti caldi o a occlusioni. Il suo transito nel cielo è quasi sempre preceduto dal passaggio di cirrostrati ed altostrati.

Previsione: danno sempre luogo a precipitazioni continue sotto forma di neve o di pioggia in relazione alla temperatura presente sul luogo del loro transito.

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Nubi a sviluppo verticale

Fanno parte di questa categoria i cumuli ed i cumulonembi.

Cumulo. Il cumulo si presenta, nelle regioni temperate, ad un'altitudine compresa fra i 2.000 ed i 3.000 metri ed è costituito essenzialmente da goccioline di acqua. Nel caso in cui il suo sviluppo raggiunga una notevole altezza verticale può dare origine a pioggia.

Struttura: sono nubi isolate e di forma mutevole con la base quasi sempre orizzontale di colore grigio e la sommità di un bianco splendente che non lascia filtrare la luce del Sole. Sono generalmente dense con contorni ben definiti a piccolo o grande sviluppo verticale e sempre a forma di mammelloni, di cupole o di torri. 

Origine: si formano a causa dell'evaporazione di acqua dal terreno portate in quota da correnti convettive che nascono per effetto del riscaldamento del suolo. Sono nubi ad evoluzione diurna che tendono ad aumentare di grandezza e di numero fino a raggiungere il massimo nelle ore centrali della giornata. Quando la temperatura dell’atmosfera comincia a diminuire i cumuli a poco a poco svaniscono nel nulla e il cielo notturno torna ad essere di nuovo sereno.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Humilis: sono a piccolo sviluppo verticale ed il loro aspetto è generalmente appiattito. Si notano raramente sul mare o sulle zone pianeggianti, più spesso sono presenti sulle cime delle colline o sulle isole. Non porta mai piogge, nasce e si dissolve nell’arco della giornata ed è per questo che viene anche chiamato cumulo di bel tempo.

Mediocris: hanno moderata estensione verticale e protuberanze poco sviluppate. Sono la naturale evoluzione dei cumuli humilis.

Congestus: sono nubi a grande sviluppo verticale e la loro sommità può raggiungere i 5.000 metri di quota. I cumuli congestus hanno protuberanze sviluppate simili a cavolfiori e sono la naturale evoluzione di un cumulo mediocris. Possono dare luogo a precipitazioni improvvise soprattutto in montagna nelle ore centrali delle giornate estive.

Fractus: si presentano con contorni sfrangiati. Se si formano sotto gli altostrati portano cattivo tempo con forti precipitazioni.

Cumulus humilis

Cumulus mediocris

Cumulus congestus

Cumulus fractus

Cumulonembi. Sono le nubi a maggior sviluppo verticale. Alle nostre latitudini riescono ad estendersi da quote relativamente basse (1.000 metri) fino ai limiti della troposfera e cioè a circa 10.000-12.000 metri.

Nubi così imponenti sono sempre associate a fenomeni temporaleschi che in genere sviluppano energie enormi e danno luogo a piogge intense. Fortunatamente si tratta di nubi dalla vita molto breve che generalmente si esauriscono nell’arco di una decina di minuti. Il loro rapido dissolvimento è legato alla veloce diminuzione del numero di goccioline che le formano sia per effetto della precipitazione vera e propria che per effetto dell'evaporazione facilitata dalle veloci correnti ascensionali che soffiano al loro interno. Non tutte le gocce che cadono da un cumulonembo riescono a raggiungere il terreno perché parte di esse sono soggette a evaporazione (solo il 50% raggiunge il suolo). L'evaporazione delle gocce di pioggia durante la caduta causa un raffreddamento dell'aria, sottostante la base della nube, che diventando più pesante precipita verso terra dando luogo a venti freddi, violenti ed improvvisi che anticipano e accompagnano una qualsiasi attività temporalesca. In molti casi queste correnti fredde di caduta si incuneano sotto aria più calda presente nei bassi strati e sollevandola danno origine a nuove celle temporalesche.

Previsione: il cumulonembo è una nube che porta sempre precipitazioni a carattere di rovescio, spesso di tipo temporalesco, con fulmini e tuoni, grandine e forti raffiche di vento al suolo.

Struttura: il cumulonembo, visto il suo imponente sviluppo verticale, è una nube mista cioè formata da gocce di acqua nella sua parte inferiore e da aghi di ghiaccio nella sua parte superiore. Si possono presentare con la parte superiore liscia, striata, fibrosa, cirriforme, a forma di incudine, oppure con protuberanze tendenti a formare una massa biancastra con bande più o meno verticali. La base del cumulonembo, più densa di gocce, ostacola il passaggio dei raggi solari e appare molto scura.

Origine: sono la naturale evoluzione dei cumulus congestus. Possono anche formarsi da altocumuli castellanus, stratocumuli, altostrati e nembostrati. Si sviluppano grazie ad una rapida condensazione del vapore acqueo contenuto nell'atmosfera provocata dal raffreddamento che una massa d'aria subisce quando è costretta a salire a quote superiori.

In base alla loro tipologia possono prendere il nome di:

Calvus: ha contorni lisci, brillanti e ben definiti.

Capillatus: ha la sommità a forma di incudine.

Incus: (Incudine) è correlato alla sua sommità appiattita a causa dello schiacciamento contro la troposfera. Luogo ideale per la sua osservazione è la fascia prealpina, dove è possibile vederla spesso nei pomeriggi d'estate in direzione dei rilievi alpini.

Specie

Fibratus: a trama filamentosa, rettilinea o quasi.

Uncinus: a trama filamentosa terminante ad uncino.

Castellanus: con protuberanze superiori a forma di piccole torri, simili a merli di un castello.

Floccus: a forma di fiocco.

Lenticularis: a forma di lente, di mandorla.

Fractus: a brandelli, sfilacciato.

Humilis: di piccole dimensioni.

Mediocris: di estensione moderata, senza protuberanze sviluppate.

Congestus: con protuberanze marcate, sviluppate.

Calvus: con protuberanze a cupola ben definita.

Capillatus: con sommità fibrosa a forma di incudine o di pennacchio.

Varietà

Radiatus: in bande che per effetto della prospettiva appaiono come raggi di una ruota.

Vertebratus: simile alla lisca di pesce.

Undulatus: con bande presentanti ondulazioni.

Perlucidus: con interstizi definiti, piccoli o grandi, in modo da lasciar vedere il cielo.

Opacus: opaco, denso, non trasparente.

Cumuloninbus calvus

Cumuloninbus capillatus

Cumuloninbus incus

Cumuloninbus mama

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Nubi accessorie

Lowering

Il Lowering è una piccola protuberanza nuvolosa avente il diametro compreso tra 0,5 e 2 chilometri che esce dalla base di un cumulonembo in corrispondenza dell’updraft principale. Il Lowering si forma perché l'aria più fresca e più umida (contributo di umidità fornito dai rovesci già in atto) risucchiata dall'updraft condensa ad una quota inferiore rispetto alla base del cumulonembo in quanto la temperatura di saturazione (Dewpoint più elevato), nell’area occupata dal Lowering, viene raggiunta prima ed in conseguenza ad una quota più bassa. La formazione di un Lowering non presuppone l'esistenza di un outflow rotante (mesociclone) responsabile dello sviluppo di un Wall Cloud.  

Esempio di Lowerign

La formazione di un Lowering necessita di una di queste due condizioni:

1) risucchio di parte dell'inflow causato di un intenso updraft.

2) intensi rovesci di pioggia nel temporale per umidificare l'aria nei bassi strati. Infatti celle temporalesche che producono rovesci di pioggia di scarsa consistenza quasi mai producono Lowering.

Ogni piccolo cambiamento nella forza dell'updraft e nell'equilibrio fra inflow e outflow è manifestato direttamente dalla formazione di questa piccola e caratteristica nube. Il cambiamento di dimensioni e forma del Lowering è pressochè infinito ma in base alla sua conformazione si può affermare quanto segue:

·         Lowering irregolare significa che l'aria calda (inflow) e l'aria fresca (outflow) si stanno mescolando in maniera irregolare

·         Lowering aderente alla base del Cumulonembo e più completo significa che l'updraft è forte, concentrato e strutturalmente più compatto

·         Lowering circolare indica che l'aria umida ha avvolto l'updraft quindi esiste rotazione

·         Lowering incompleti, inclinati, allungati o frammentati denotano deboli updrafts

·         Lowering molto bassi, grossi, larghi o circolari vanno tenuti sotto controllo (possibile Wall Cloud)

Una forma incompleta o asimmetrica del Lowering evidenzia un updraft abbastanza debole e l’impossibilità che la nube evolva in qualcosa di pericoloso.

Al contrario quando un Lowering diventa completo e circolare prende il nome di Wall Cloud.  Teniamo comunque presente che non tutti i Lowering bassi e scuri rappresentano un pericolo, come ad esempio quelli che si formano sul bordo avanzante di un temporale che non potrà mai trasformarsi in una Wall Cloud.

Tuoni e fulmini sono buoni indicatori, di come potrebbe evolvere la situazione, se combinati con altre osservazioni. Una cella temporalesca in fase di crescita avrà la maggior parte dei fulmini davanti all'updraft principale con scariche multiple e improvvisi incrementi nell'intensità. Una situazione potenzialmente a rischio si realizza quando fulmini intensi si abbattono a terra in assenza di precipitazioni e con la presenza di un Lowering nelle immediate vicinanze associato a calma di vento a livello del suolo. Questa situazione presenta un potenziale pericolo dato da un esplosivo updraft che potrebbe dar vita ad un tornado.

Wall Cloud

La Wall Cloud (tradotto letteralmente nube a muro) è una protuberanza nuvolosa che esce dalla base di un cumulonembo che nasce per il fatto che la corrente discendente all'interno del cumulonembo (dowdraft), invece di abbattersi al suolo dietro al temporale come outflow, viene richiamata all’interno della nube temporalesca da un movimento rotatorio indotto dal mesociclone interno alla supercella. Parte di quest'aria fredda si infiltra nella corrente ascendente calda (updraft) ed avvolgendosi a spirale intorno ad essa viene spinta nuovamente verso l'alto. Poichè il punto di rugiada di una massa di aria fredda si trova ad una quota inferiore rispetto a quello di una massa di aria più calda, l'aria fredda infiltrata condenserà ad una quota altimetrica inferiore formando una Wall Cloud alla base del Cumulonembo. Indicativamente l'aria fredda viene prelevata da un'altezza di circa 100 metri ma tuttavia non è da escludere che la Wall Cloud si possa formare anche al livello del suolo.

Questo tipo di nube si origina esclusivamente in presenza di una supercella temporalesca in quanto in assenza di un mesociclone non è possibile la formazione di una Wall Cloud. La Wall Cloud ha un diametro che può variare ed essere compreso fra 1,5 a 8 chilometri e si forma in corrispondenza dell'updraft e cioè a sud o sud ovest rispetto all'area colpita dalle precipitazioni. La Wall Cloud non si forma mai sul bordo avanzante della supercella temporalesca e per il suo sviluppo occorrono meno di 10 minuti.

Nel primo stadio di formazione sotto la rain free base (base del cumulonembo dove non ci sono precipitazioni) non compare nessun tipo di nube. Successivamente ed improvvisamente si formano a mezz’aria grossi ciuffi di nubi più basse rispetto alla rain free base. Nel secondo stadio di formazione si creano altri fractus che salendo si uniscono alla base del cumulonembo andando a costituire un Lowering che  consolidandosi e prendendo una forma circolare potrà iniziare a ruotare trasformandosi in una Wall Cloud.

La Wall Cloud è l’estremità inferiore di un mesociclone dalla quale può formarsi e scendere fino al livello del suolo un tornado o tromba d’aria, sempre che la Wall Cloud sia rotante.

La velocità di rotazione di una Wall Cloud wall dipende in generale dalla sua larghezza e dalla sua quota, ma mediamente ogni rotazione impiega un paio di minuti.

Se prendiamo come esempio una wall cluod del diametro di 2 chilometri e ne calcoliamo la circonferenza 6,28 chilometri abbiamo che in un minuto vengono percorsi 3 chilometri abbondanti che corrispondono ad una velocità del vento all’esterno della Wall Cloud pari a circa 180 Km/h.

Le caratteristiche di una Wall Cloud tornadica sono le seguenti:

1. vita media superiore ai 10 minuti indipendentemente dalla sua forma che potrebbe mutare.

2. rotazione persistente, lenta ma evidente; se la Wall Cloud dovesse ruotare velocemente significa che un tornado è in fase di formazione.

3. inflow al livello del suolo da Sud, Sud Est o Est con velocità superiori ai 20 nodi (35-40 chilometri orari).

4. rapido movimento ascensionale dei fractus che entrano nella rain free base.

5. presenza della Tail Cloud sul lato della Wall Cloud adiacente al settore dei downdrafts.

6. presenza di bande laminari (indice di updraft rotante, ovvero del mesociclone) nel punto d'unione tra la Wall Cloud e la rain free base.  

Esempio di Wall Cloud

Tail Cloud

Esempio di Tail Cloud

Inflow Tail

I meccanismi che innescano la formazione di questa nube sono similari a quelli che portano alla nascita della Wall Cloud e cioè quando nella zona di convergenza fra l’updraft (corrente ascensionale all’interno della cella temporalesca) e l’outflow (corrente discensionale esterna alla nube temporalesca) si forma una struttura nuvolosa organizzata, la Inflow Tail appunto, di dimensioni molto variabili, a forma di coda e che si estende verso il basso sotto la base del sistema indicando, teoricamente, la zona dalla quale si svilupperà una nuova torre temporalesca.

La formazione di una nube a coda alla base di un sistema temporalesco indica sempre che la situazione che si sta creando è potenzialmente pericolosa e favorevole alla formazione di un tornado che, nel caso in cui dovesse accadere, si svilupperebbe sulla destra dell'Inflow Tail ad una distanza molto variabile che va dal quasi contatto a qualche centinaio di metri verso destra (guardando frontalmente la nube il moto dei venti va da sinistra a destra).

Esempio di Inflow Tail

Shelf Cloud

La Shelf Cloud (nube a mensola) è una nube bassa, lunga, a volte arcuata, orizzontale o a forma di cuneo associata a un gust front temporalesco e raramente al transito di fronte freddo che non provoca però temporali. Questa nube viene anche chiamata disco supercellulare quando si forma sul bordo avanzante (lato orientale) alla base di una supercella. Una Shelf Cloud  si forma quando l’aria calda ed umida, presente al suolo o nei bassi strati, viene sollevata dal transito del gust front (outflow) fino alla quota di condensazione dove prende corpo questa "mensola nuvolosa" a volte spettacolare ma anche paurosa a causa delle enormi dimensioni, della sua vicinanza al suolo e del colore molto scuro.

Il bordo avanzante (guardando verso Ovest) della Shelf Cloud ha le pareti generalmente lisce, striature con la forma di solchi alla base del Cumulonembo e disposti parallelamente rispetto alla direzione del movimento della cella temporalesca. Le striature con la forma di solchi sono causate: dalla differenza di umidità presente nei vari strati dell’aria ascendente e dalla convergenza delle correnti che si trovano sul lato anteriore avanzante della cella temporalesca.

Il lato inferiore della Shelf Cloud è in contatto con le precipitazioni ed appare molto turbolento, incavato verso l'alto, nero e di aspetto stracciato (fractocumuli).

La Shelf Cloud può dare origini a precipitazioni piovose intense ed in alcuni casi originare deboli tornado anche se non è provvista di movimenti rotatori in quanto avanza sotto la spinta dell'outflow ma senza ruotare. Una rotazione è presente solo dalla base della  supercella a tutto il cumulonembo esclusa l'incudine che invece ha solo un movimento di espansione. La rotazione della supercella temporalesca crea delle striature o dei solchi nella Shelf Cloud ma non la fa ruotare in quanto quest’ultima non è ancorata alla base del cumulonembo ma lo precede di pochissimo.

La base della Shelf Cloud, nella sua parte posteriore, può essere provvista di formazioni nuvolose molto turbolente e spettacolari che prendono il nome di Whale's Mouth.

Esempio di Shelf Cloud

Esempio di Shelf Cloud arcuata

Roll Cloud

La Roll Cloud (nube a rullo) è una nube bassa, a volte con forma arcuata, sempre disposta orizzontalmente, molto lunga e con forma tubolare, relativamente rara e completamente staccata dalla base del temporale. Il suo transito infatti può provocare solamente un rinforzo del vento mentre la cella temporalesca vera e propria, con le sue precipitazioni, si trova ancora lontano.

La Roll Cloud è associata al Gust Front di un temporale od ad una Squall Line di un fronte freddo ma a differenza delle nubi descritte in precedenza non origina mai tornado.

La Roll Cloud può rappresentare l’evoluzione di una Shelf Cloud che allontanandosi eccessivamente dall’area delle precipitazioni tende ad assotigliarsi staccandosi dalla base della cella temporalesca.

L'autentica genesi di una Roll Cloud presuppone la vicinanza tra l’updraft e il downdraft dove l'aria calda ed umida dell'updraft si raffredda e condensa mescolandosi l'aria più fredda del downdraft. In presenza di Wind Shear si ha un cambiamento della velocità o della direzione del vento che può causare una rotazione orizzontale lungo la linea di convergenza fra l’updraft ed il downdraft materializzando così una Roll Cloud.

In assenza di Wind Shear, invece, questa rotazione non si sviluppa ed ecco che potrebbe formarsi una Shelf Cloud.

La quota a cui una Roll Cloud si forma dipende dalla natura del fenomeno che l’ha generata e nello specifico si ha che:

la base è molto bassa se la Roll Cloud è stata generata da un temporale pre-frontale o dal transito di una goccia fredda in quanto nei bassi strati ed in prossimità del suolo è presente una gran quantità di vapore acqueo

la base è relativamente alta se la Roll Cloud è stata generata da un temporale da occlusione fredda in quanto l’aria calda ed umida si trova a quote intermedie durante la fase occlusiva iniziale ed a quote piuttosto alte quando l’occlusione è in una fase avanzata.

La direzione del suo spostamento in genere segue quella del fenomeno che l’ha generata.

Esempio di Roll Cloud

Funnel Cloud

Il funnel cloud è una colonna d'aria in rotazione, osservabile come una nube ad imbuto (chiamata anche proboscide), che scende dalla base di un cumulonembo ma non arriva in contatto con il terreno.

Il fatto che la sua parte visibile si poco estesa non significa che il vortice d'aria non è in contatto con il terreno. La funnel cloud è la manifestazione visibile di un tornado che si forma quando l'umidità dell'aria nei bassi strati è molto alta tale da permettere lo sviluppo della nube ad imbuto.

Se al contrario l'aria nei bassi strati non è molto umida la nube ad imbuto non si formerà ma il vortice di aria sarà ugualmente attivo anche se invisibile.

L'opinione comune secondo cui il cono della Funnel cloud è costituito da polvere sollevata da terra non rispecchia la realtà perchè si tratta di una nube a tutti gli effetti formata da goccioline d'acqua.

L'aria calda e umida viene risucchiata nella parte inferiore del vortice e, poichè all'interno della tromba d'aria la pressione è molto bassa,  si espande. Questa espansione ne provoca il raffreddamento e quindi la condensazione che libera calore latente contribuendo al mantenimento del vuoto parziale all'interno della tromba. Questo ciclo continuamente attivo durante la vita di un tornado dà luogo a un processo di condensazione violento e tumultuoso.