Attacato alla sua base

Come tutti i bambini – piccoli e grandi – vi sarete sicuramente già chiesti perché le nuvole hanno (quasi) sempre una base piatta; e se siete già troppo grandi, non osate più porre la domanda, convinti di essere gli unici a non conoscere la risposta. Ebbene, eccola qui: le nuvole hanno una base piatta perché questa è strettamente legata al tasso di umidità della massa d'aria in cui si formano. A parità di altitudine, questo tasso di umidità è generalmente omogeneo su una superficie molto ampia. Poiché l'aria si raffredda e si umidifica con l'altitudine fino a saturarsi e formare una nuvola, l'altitudine di questa saturazione è la stessa per tutti i punti della nuvola, da cui la sua base piatta.

Per quanto riguarda l'altitudine della base della nuvola, la regola è la seguente: più bassa è l’umidità relativa, più alta è la base inferiore della nube. L’umidità relativa non è costante durante il giorno poiché dipende dalla temperatura: a parità di contenuto di molecole di acqua, più alta è la temperatura e più bassa è l’umidità relativa. In altre parole, l’aria calda può contenere più molecole di acqua allo stato gassoso rispetto all’aria fredda prima che si raggiunga il 100% di umidità relativa e inizi dunque la condensazione.

La quota della base della nuvola è legata tasso di umidità, ma quest'ultimo varia nel corso della giornata, quindi la base della nuvola varia nel corso della giornata. Nella maggior parte dei casi, poiché la temperatura aumenta durante il giorno, la base tende a salire.

L'illustrazione sottostante aiuta a visualizzare questa evoluzione. La base del triangolo verde corrisponde alla differenza tra la temperatura al suolo (a destra in rosso) e il rapporto di miscelazione (ovvero, in parole povere, il contenuto di acqua nell'atmosfera, che si ipotizza non cambi nel corso delle ore). La freccia sfumata dal rosso al blu mostra il calo di temperatura con l'altitudine, fino alla saturazione e alla formazione della base della nuvola (barra grigia e punta del triangolo verde). Pertanto, in questo caso, con una temperatura al suolo che passa da 10 a 21 gradi, la base della nuvola sale da 1500 a 3000 m; il tasso di umidità diminuisce dal 57% al 28%, come illustrato dalla crescente trasparenza del triangolo.

Messo sotto pressione dall'alto

Al centro e ai margini di un anticiclone, l'aria è detta “in subsidenza”, termine tecnico che indica che sta scendendo. In questo modo, si riscalda e si asciuga, dando origine a una massa d'aria fondamentalmente diversa da quella vicina al suolo, umida e fredda. Lo strato rappresenta il confine tra queste due masse d'aria. Quando la subsidenza è molto forte, questo confine si abbassa e con esso anche la sommità dello strato (quest'ultimo reagisce anche al regime dei venti, ma questa è un'altra storia). L'illustrazione qui sotto mostra l'evoluzione della sommità dello strato tra venerdì 10 ottobre alle 00 UTC e sabato 11 ottobre alle 00 UTC. Si nota che la massa d'aria si è riscaldata (parte rossa a destra) e si è asciugata (parte gialla a sinistra). La sommità dello strato, illustrata dalle due bande grigie, si è abbassata da 1800 a 1400 m circa.

Quando la base raggiunge la sommità

Come è giusto che sia, se la base sale e la sommità scende o rimane ferma, arriva un momento in cui le due si incontrano, con la conseguenza inevitabile di dissipare lo strato. Nell'esempio qui sotto la simulazione del modello ICON_CH1 riguardo l'evoluzione dello strato nuvoloso sopra Payerne nella giornata di ieri:

Conclusione:

In linea di massima, i meccanismi che regolano la dissipazione dello strato sono relativamente semplici, come abbiamo appena visto: umidità, temperatura, subsidenza e, in misura minore, vento. Nei dettagli, tuttavia, la questione è ben diversa, poiché questi parametri dipendono a loro volta da molteplici fattori e si influenzano reciprocamente. Se ci limitiamo ad esempio alla sola temperatura superficiale, essa dipende da:

• Dallo spessore dello strato stesso

• Dal vento negli strati bassi dell'atmosfera

• Dalla topografia

• Dalla stagione (altezza del sole nel cielo)

• Dall'eventuale presenza di nuvolosità sopra lo strato

Se si parte dal presupposto che anche l'umidità e la forza della subsidenza variano, si ottiene una moltitudine di combinazioni possibili che influenzano la dissipazione dello strato. Facciamo un esempio concreto: più lo strato è spesso, minore è la radiazione diffusa al suolo, minore è l'aumento delle temperature e più difficile è l'innalzamento della base. Di conseguenza, uno strato molto spesso ha meno possibilità di dissiparsi rispetto a uno molto sottile.

Si capisce quindi meglio perché la formazione e la dissipazione dello strato sono la grande sfida dei meteorologi durante la stagione fredda, al pari dei temporali in estate.

È possibile semplificare il tutto con alcune regole di base, tenendo presente che lo strato si dissipa più facilmente quanto più è basso, sottile e vicino ai rilievi. In ogni caso, viene eroso ai margini, dove la temperatura è sempre più elevata rispetto al centro.