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Nuvole e cieli colorati, si va in scena!

2 giugno 2020, 18 Commenti
Temi: Tempo

Ogni bimbo sa che per disegnare una bella nuvola, paffutella e simpatica, ci vuole la matita bianca. Ovvio, le nuvole sono bianche. Tranne … quando cambiano colore. Ogni tanto, specie all’alba e al tramonto, cambiano volto, tingendosi di sfumature rosse, gialle, arancioni o violacee. Pennellate di colori che trasformano in pochi minuti un banale cielo azzurro in una tavolozza multicolore, che lascia a bocca aperta l’uomo della strada e ispira poeti, musicisti e pittori. Ma perché ogni tanto le nuvole cambiano colore? La spiegazione fisica toglierà forse un po’ di poesia ai colori delle nuvole. Che ci auguriamo continueranno ciononostante a stupirci.

I colori della luce

Per capire come nascono i colori delle nuvole, è necessario innanzitutto “far luce” su quali diverse onde luminose esistono in Natura. A dire il vero non sono molte, si limitano a quelle corrispondenti ai colori dell’arcobaleno. Dunque: viola, indaco, blu, verde, arancione, giallo e rosso. Ma allora come mai possiamo vedere la “Pantera rosa”, il legno di varie tonalità di marrone o un sasso grigio? Perché i colori sono generati dal nostro cervello, combinando assieme gli stimoli visivi generati nei nostri occhi dalla luce (o meglio dalle onde luminose) che entra in essi. Anche la luce bianca prodotta da una lampadina di per sé non esiste, se non come una nostra percezione, quando nell’occhio entra la giusta combinazione di onde luminose verdi, blu e rosse emesse dalla lampadina stessa. E il nero? Questa è la sensazione che genera il nostro cervello, quando nell’occhio non entra nessuna onda luminosa. La luce proveniente del Sole è di fatto un insieme di onde luminose corrispondenti ai colori dell’arcobaleno, che quando entrano tutte in contemporanea nel nostro occhio, nella giusta proporzione, provocano la sensazione di bianco.

 

Fig. 1: la percezione di colore viene generata nel nostro cervello a dipendenza di quali onde luminose entrano nei nostri occhi. La luce proveniente direttamente dal Sole contiene onde luminose associate a tutti i colori dell’arcobaleno (in proporzione diversa fra loro) e genera una percezione di colore bianco.
Fig. 1: la percezione di colore viene generata nel nostro cervello a dipendenza di quali onde luminose entrano nei nostri occhi. La luce proveniente direttamente dal Sole contiene onde luminose associate a tutti i colori dell’arcobaleno (in proporzione diversa fra loro) e genera una percezione di colore bianco.

Il colore di un oggetto

Il prossimo passo è capire come nasce il colore di un oggetto, qualunque esso sia: un albero, una pozzanghera, del fumo, una nuvola. Il colore di un oggetto dipende essenzialmente da due fattori: quali onde luminose illuminano l’oggetto e la capacità che ha l’oggetto di assorbire una parte e di rifletterne il rimanente. Camminando su un prato in primavera l’erba ci appare verde perché illuminata dalla luce proveniente dal Sole (dunque in contemporanea da onde luminose viola, indaco, blu, verde, arancione, giallo e rosso) e perché le sostanze chimiche che costituiscono le foglioline d’erba sono in grado di riflettere soprattutto le onde luminose verdi e di assorbire la maggior parte degli altri tipi di onde luminose. Al contrario una fragola ci appare rossa perché assorbe quasi tutti i vari tipi di onde luminose proveniente dal Sole, tranne le onde luminose rosse.

 


Fig. 2: le foglioline di una fragola riflettono soprattutto le onde luminose associate al verde, quelle del frutto al rosso. Le altre onde luminose sono sostanzialmente tutte assorbite.
Fig. 2: le foglioline di una fragola riflettono soprattutto le onde luminose associate al verde, quelle del frutto al rosso. Le altre onde luminose sono sostanzialmente tutte assorbite.

Il colore di una nuvola

Una nuvola è un oggetto un po’ particolare, poiché è composta da un’innumerevole numero di goccioline d’acqua o di cristallini di ghiaccio. Entrambi se presi singolarmente sono trasparenti e sono in grado di riflettere sostanzialmente la maggior parte delle onde luminose visibili che ricevono (a fare i pignoli si tratta di un’approssimazione, che però per il nostro tema è giustificata). Di conseguenza una nuvola ci appare normalmente bianca, perché nella maggior parte del tempo è illuminata dalla luce proveniente dal Sole, che ci appare anch’essa bianca. E le nuvole gialle, rosse o arancioni? Sempre nuvole sono. Il materiale di cui sono composte (goccioline d’acqua o da cristalli di ghiaccio) è il medesimo. Dunque anche le loro proprietà ottiche non cambiano. Quello che cambia è la luce che le illumina. Non si tratta di luce solare “normale”, bensì di luce solare modificata, nel senso che essa è composta sostanzialmente da onde luminose corrispondenti al rosso, all’arancione o al giallo. Le componenti corrispondenti alle tonalità viola, indaco, blu e verde sono presenti ma in misura molto limitata. Illuminando una nuvola con un’onda luminosa arancione, essa non potrà che riflettere tale onda verso i nostri occhi. E di conseguenza ci apparirà di tonalità arancione.

 

Fig. 3: le nuvole ci appaiono bianche quando sono illuminate dall’insieme delle onde luminose emesse dal Sole. Appaiono colorate quando sono illuminate da solo una parte di tali onde.
Fig. 3: le nuvole ci appaiono bianche quando sono illuminate dall’insieme delle onde luminose emesse dal Sole. Appaiono colorate quando sono illuminate da solo una parte di tali onde.

Nel blu dipinto di blu

È oramai passato mezzo secolo da quando Modugno cantava di voler … volare in un cielo infinito …  nel blu dipinto di blu … Tranne che per gli astronauti in orbita attorno alla Terra, per tutti noi umani il cielo sopra di noi solitamente è azzurro di giorno, nero di notte e di una qualche tonalità tendente al rosso-arancione all’alba e al tramonto. Per capire l’origine di queste colorazioni dobbiamo partire una volta di più dalla luce emessa dal Sole. Quando essa entra nell’atmosfera le molecole delle sostanze che compongono l’aria sono in grado di assorbire i vari tipi di luce provenienti dal Sole e di riemetterle immediatamente, ma in modo diverse fra tipo e tipo di onda luminosa. Senza voler entrare nei dettagli tecnici (chi fosse interessato può consultare su un buon libro di fisica il capitolo dedicato alle onde elettromagnetiche) possiamo semplificare il discorso dicendo che le onde luminose associate alle tonalità viola, indaco, blu e verde sono deviate maggiormente rispetto alle onde luminose associate al rosso, arancione, giallo. All’alba e al tramonto la luce solare prima di giungere ai nostri occhi deve percorrere uno strato di atmosfera maggiore rispetto alle ore centrali della giornata. Di conseguenza la luce che giungerà in quei momenti ai nostri occhi sarà composta soprattutto da onde luminose corrispondenti al rosso, arancione, giallo. Quelle corrispondenti alle tonalità viola, indaco, blu e verde saranno in proporzione meno presenti perché già deviate durante il tragitto.  Questo spiega l’origine delle albe e dei tramonti rosso-arancioni. Nelle ore centrali della giornata il cielo è blu perché nei nostri occhi arrivano in modo preponderante le onde luminose corrispondenti alle tonalità viola, indaco, blu e verde. Mentre di notte il cielo è nero perché non arriva nessuna onda luminosa.

 

Fig. 4: quando per la persona A il Sole è al tramonto o all’alba (dunque basso all’orizzonte) Lo raggiungono soprattutto onde luminose delle tonalità giallo, arancioni e rosse. A questa persona il cielo appare di tonalità rosso-arancione. La persona B guardando verso l’alto riceve più onde luminose blu, viola, indico, … Ad essa il cielo appare blu.
Fig. 4: quando per la persona A il Sole è al tramonto o all’alba (dunque basso all’orizzonte) Lo raggiungono soprattutto onde luminose delle tonalità giallo, arancioni e rosse. A questa persona il cielo appare di tonalità rosso-arancione. La persona B guardando verso l’alto riceve più onde luminose blu, viola, indico, … Ad essa il cielo appare blu.

Lo spettacolo non si replica tutte le sere

La spiegazione dei meccanismi principali all’origine dei colori delle nuvole ancora non ci permette di capire perché comunque non tutte le albe sono rosso fuoco e non tutte le nuvole al tramonto assumono colori spettacolari. Infatti, oltre ai meccanismi di base, giocano un ruolo fondamentale diversi altri ingredienti che si mescolano fra di loro in modo differente di giorno in giorno. Ad esempio la quantità di nuvole presenti complessivamente nel cielo e la loro disposizione, magari anche a centinaia di chilometri di distanza da dove ci troviamo. Ce ne sono a sufficienza per bloccare la luce del Sole? Oppure la posizione della nuvola rispetto al Sole e rispetto a chi la osserva: la medesima nuvola vista dall’alto, ad esempio dalla cima di una montagna, o dal basso può apparire di due colori diversi. O ancora se la nuvola è illuminata “dal basso” (come avviene all’alba e al tramonto) o “dall’alto” o “da un lato”? Senza dimenticare la posizione reciproca fra le nuvole (quelle “di sfondo”, quelle in primo piano, …). Insomma, se si vuole andare a spiegare nel dettaglio l’origine delle sfumature dei colori delle nuvole bisogna chiamare in causa numerosi altri fattori. Uno lo vogliamo ancora citare: la presenza di pulviscolo nell’atmosfera. In occasione di eruzioni vulcaniche o di incendi molto estesi nell’atmosfera finisce una grande quantità di pulviscolo (ceneri, polveri, ...) che sono in grado anche loro di assorbire e/o riflettere in modo selettivo le onde luminose. Interferendo così con i meccanismi di base e provocando a volte dei tramonti davvero … vulcanici.

 

Visione ingrandita: Fig. 5: foto di nuvole colorate. Quella di destra è stata fatta da S. Zanini (MeteoSvizzera): è un tipico esempio in cui una nuvola è illuminata e si staglia su uno sfondo più scuro, dovuto ad altre nuvole non illuminate.
Fig. 5: foto di nuvole colorate. Quella di destra è stata fatta da S. Zanini (MeteoSvizzera): è un tipico esempio in cui una nuvola è illuminata e si staglia su uno sfondo più scuro, dovuto ad altre nuvole non illuminate.

Commenti (18)

  1. CIPO, 10.06.2020, 21:27

    Bello🙂😉😜

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  2. MariaGrazia, 4.06.2020, 05:16

    Siete proprio bravi. Sempre interesssnti e mai noioso

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  3. Giorgio, 3.06.2020, 15:06

    Non posso che associarmi ai complimenti degli amici del blog: l'ennesima perla da incastonare nella vostra splendida "collana" !

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  4. jmarc, 3.06.2020, 10:27

    Una precisione scientifica divulgativa fusa con una sensibilità emotiva, talvolta perfino poetica, che non si può che apprezzare. Complimenti.

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  5. Valentina, 3.06.2020, 09:48

    Trovo questo blog talmente stellare che non saprei neanche come altro descriverlo... complimentoni e grazie!! :)

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  6. LucaGuanz, 3.06.2020, 09:33

    Interessantissimo intervento. Il semplice nel difficile. Complimenti. Condivido l'idea di Massimo di una raccolta di tutti questi articoli. Continuate così. Vi seguo giornalmente. Luca

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    1. Giorgio, 3.06.2020, 18:31

      Concordo, (come con Massimo) anche per l'idea di una "summa" degli articoli maggiormente stimolanti (quasi tutti peraltro) e divulgativi, magari divisi per categoria … anche se non avete la struttura di una casa editrice, ma si sa, l'appetito vien mangiando !

  7. Filippo Mazzucato, 3.06.2020, 09:12

    Buongiorno,
    potreste commentare il temperale che ieri pomeriggio tardi e in serata si è abbattuto sulla bergamasca e anche su parte dell'alta pianura lombarda ? Genesi, sviluppo, ecc. Grazie mille

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  8. Massimo, 3.06.2020, 08:46

    Bellissimo. Avete mai pensato di fare un bel eBook che raccolga tutti questi bellissimi racconti?

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    1. Giorgio, 3.06.2020, 15:04

      Mi associo !

  9. Rita, 3.06.2020, 08:36

    Che Blog con la B maiuscola! Complimenti!

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  10. Roberto Antonioletti, 3.06.2020, 00:04

    Notevole...

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  11. Matteo, 2.06.2020, 23:04

    Blog davvero.. Illuminante! Complimenti.

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  12. ed.p, 2.06.2020, 22:44

    Scientifico e comprensibile con una bella pennellata romantica. Grazie.

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    1. Gilberto Beretta, 3.06.2020, 13:59

      Ciao, ottimo per il messaggio che ci date per chi lavora nel settore del lavoro del nostro gruppo turistico. Gilberto.

  13. Elena, 2.06.2020, 21:39

    Grazie per il tempo che ci avete dedicato per comporre il vostro chiaro ed illuminante articolo.
    Non avete idea di quanti leggano e vi leggano agli altri! Semplice efficace e utile .

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  14. Guilizzoni Stefania, 2.06.2020, 21:32

    Foto stupende e luoghi meravigliosi. Complimenti.

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  15. Davide, 2.06.2020, 17:51

    Una parola: FANTASTICO!

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