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Le strade di nuvole e le scie di von Kármán
MeteoSvizzera-Blog | 02 marzo 2025

A chi non è mai capitato di alzare lo sguardo almeno una volta al giorno per ammirare la diversità e la bellezza delle nuvole? Solo nel secolo scorso, grazie ai primi aviatori e, successivamente, alle moderne tecnologie satellitari, abbiamo potuto osservare le nuvole dall’alto, ottenendo prospettive affascinanti sulla loro formazione e dinamica. Un fenomeno particolare che si può osservare grazie ai satelliti sono le strade di nuvole e le scie di von Kármán.

Scie di Von Kármán - Capo Verde, 20 dicembre 2020 (NASA Earth Observatory)
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Le strade di nuvole

Le strade di nuvole possono essere chiaramente viste grazie alle immagini satellitari. Queste strade si formano sia sugli oceani che sulla terraferma e la loro caratteristica principale consiste in queste bande nuvolose, larghe da 2 a 10 km, che si allineano parallelamente alla direzione del vento nei bassi strati. Ognuna di queste bande nuvolose è formata da singoli cumuli che si allineano uno dopo l'altro come perline su un filo.
Strade di nuvole sul Mar di Okhotsk in Russia il 28 dicembre 2023.
Strade di nuvole sul Mar di Okhotsk in Russia il 28 dicembre 2023. (NASA Earth Observatory)

Le strade di nuvole sono spesso visibili nella stagione invernale, quando l’aria fredda viene sospinta sugli oceani. La massa d’aria fredda proveniente dal continente si scontra con la massa d’aria più umida e mite presente sopra gli oceani e, forzandola a salire verso l’alto,  si sviluppano così delle deboli correnti ascensionali (debole convezione), anche chiamate termiche. L’aria calda sale e si raffredda gradualmente per decompressione (ovvero raffreddamento causato dalla diminuzione della pressione) fino a raggiungere il punto di saturazione, dove il vapore acqueo condensa e si formano le nuvole. Allo stesso tempo, l’aria più fredda scende lungo entrambi i lati della zona di formazione delle nuvole e scaldandosi per compressione (la pressione aumenta) l’umidità relativa diminuisce: le goccioline d’acqua che rendono la nuvola visibile evaporano, la nuvola in poche parole si dissolve. I movimenti di ascensionali e discendenti creano quindi dei “cilindri” di aria che ruota e che si allineano alla direzione prevalente del vento.
Lo schema mostra i cilindri d'aria in rotazione e la formazione dei cumuli.
Lo schema mostra i movimenti ascensionali e discendenti dell'aria che vanno a formare le strade di nuvole. (NOAA)

Tipicamente le strade di nuvole si formano nei primi uno-due chilometri dell’atmosfera e sono spesso associate a un’inversione termica ben marcata nei livelli più bassi dell’atmosfera. Inoltre l’intensità dei venti a basse quote dovrebbe essere costante, intorno a 10 m/s.

Le scie di von Kármán

Uno dei fenomeni più spettacolari legati alle strade di nuvole è la formazione delle scie di von Kármán, chiamate così in onore del fisico ungherese-americano Theodore von Kármán (1881-1963), che per primo descrisse i processi fisici alla base di queste formazioni atmosferiche.
Theodore von Kármán nel 1950 mentre tiene una lezione (NASA Jet Propulsion Laboratory)

Le scie di von Kármán si verificano quando un ostacolo, come una montagna o un’isola, interrompe il flusso del vento. La nostra atmosfera è composta da gas, ma “fluisce” come un liquido. Infatti questo fenomeno può essere paragonato ai vortici che si formano in un fiume quando l'acqua scorre intorno a a dei massi. Analogamente, il flusso d’aria che viene interrotto da un ostacolo crea una serie di vortici che si propagano sottovento all’isola o alla montagna.

Quando un fluido incontra un oggetto/ostacolo, viene creata una coppia di vortici: i vortici appartenenti alla stessa fila hanno una circolazione simile, ma opposta a quella dell’altra fila. Questo si può osservare molto bene nell'animazione grazie alla colorazione viola e verde delle coppie di vortici. Inizialmente i vortici sono di dimensioni simili all’ostacolo che crea il disturbo. Man mano che questi si propagano, tendono ad aumentare di diametro e possono persistere fino a formare una scia larga 100 chilometri e lunga diverse centinaia di chilometri.
Simulazione della formazione di una scia di von Kármán in un liquido che incontra un ostacolo (in questo caso un cilindro). (EarthSky & University of São Paolo Brazil)

Le scie di von Kármán si possono osservare in qualsiasi regione in cui il flusso dell’aria è disturbato da un oggetto. Nell’atmosfera questi sono facilmente identificabili assieme alle strade di nuvole.

I satelliti riescono a catturare immagini di questi vortici in diverse parti del mondo. In Europa si possono osservare frequentemente sottovento alle Isole Canarie e a Madeira. Qui infatti soffiano gli alisei, venti regolari in direzione e costanti in intensità, che favoriscono la loro formazione.

Grazie ai progressi nella tecnologia satellitare, possiamo osservare questi fenomeni atmosferici affascinanti con dettagli sempre maggiori.

Fonti:

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