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Le nuvole: l’importanza di imparare ad osservarle e comprenderle

a cura di Daniele Vitri (Marine Forecaster, Navimeteo)

Le nubi ci fanno comprendere l’evoluzione meteo nel breve-medio termine e si trovano nella troposfera, lo strato di atmosfera più vicino alla Terra, che raggiunge circa 11-12 Km di altezza alle nostre latitudini. Sono sempre indice di umidità e si formano infatti quando l’aria satura si raffredda ed il vapore acqueo che contengono condensa in minuscole goccioline d’acqua negli strati medio/bassi, o in cristalli di ghiaccio a quote più elevate. Sono abbastanza piccole (nell’ordine di un milionesimo di mm) e leggere per restare sospese nell’atmosfera e sono rese visibili dal biancore della luce. Le nubi hanno un’anima e una storia; infatti ogni giorno nascono, si addensano e si dissolvono. Tendono anche a trasmutarsi l’una nell’altra sull’onda delle variazioni di temperatura e di umidità dell’atmosfera, come nel caso del passaggio delle perturbazioni secondo sequenze piuttosto prevedibili.

Esempio di vista dal satellite per osservare la copertura nuvolosa in tempo reale. (fonte: http://saturn.unibe.ch/rsbern/noaa/dw/realtime/index.htm)

La forma delle nubi è spesso di meravigliosa bellezza, ma per capire se ci guasteranno il fine settimana in barca, dobbiamo imparare a decifrarla, a capire se stanno avanzando verso di noi e se porteranno pioggia. Per far ciò ci affidiamo ai satelliti, ai modelli matematici, alle osservazioni delle stazioni meteorologiche e alle web cam, cercando di interpretare il meccanismo alla base della formazione delle nuvole, le loro caratteristiche e tipologie, verificando il loro spostamento su una determinata area.

In estate le nubi passano spesso in secondo piano per le navigazioni da diporto rispetto ai venti e al moto ondoso, eccetto quando la copertura nuvolosa è molto estesa ed è accompagnata da un elevato grado di instabilità come nel caso delle nubi temporalesche, denominate cumulonembi che sono tipiche delle regioni tropicali e temperate. Rappresentano una seria minaccia per il navigante in quanto danno origine a violente precipitazioni accompagnate da tuoni, fulmini e spesso da colpi di vento e/o grandine. Per avere un’idea dell’energia liberata da queste nuvole (il cosiddetto calore latente), è stato calcolato che essa supera di dieci volte quella della bomba atomica lanciata su Hiroshima.

La forma classica nella fase di maturità di un cumulonembo è una gigantesca colonna verticale del diametro di parecchi chilometri, con un’altezza variabile dai 600 m fino ai 13500m alle medie latitudini, ma anche ai 18000m nelle regioni tropicali, con una sommità che si allarga e assume l’aspetto di un’incudine. La sua formazione è legata all’inversione termica (cioè la zona dove la temperatura smette di diminuire con la quota) che si ha in corrispondenza della tropopausa, cioè al livello più alto della troposfera. Questo strato d’aria più caldo blocca l’ulteriore crescita verticale del cumulonembo e le correnti in quota tendono a far espandere la sua sommità in larghezza. Prima della formazione dell’incudine nella sua espansione verticale la nube prende il nome di cumulonembo calvus.

Il cumulonembo, la maestosa e furiosa nube temporalesca, con la sua caratteristica incudine. ( foto di Daniele Vitri-Marine Weather Forecaster, Navimeteo).

Tutti gli altri tipi di nubi vengono distinti in nubi alte, medie e basse secondo lo schema della tabella. Una stima dell’altezza delle nubi (intesa come distanza tra la base della nube rispetto al suolo) e delle loro caratteristiche, può essere fatta anche a occhio nudo come fanno i meteorologi e come dovrebbero fare i naviganti per riuscire a capire le caratteristiche della massa d’aria e spesso anche l’evoluzione del tempo nel breve e medio termine.

Esempio di come viene suddivisa la nuvolosità (alta-medio-bassa) dai modelli atmosferici.

Le nubi frontali

Un sistema frontale associato ad una zona di bassa pressione (o “depressione”) prevede il passaggio di 2 fronti, uno caldo seguito da uno freddo che rappresentano la linea di discontinuità tra masse d’aria a diversa temperatura. Nello spostamento verso est del sistema frontale, un osservatore vedrà apparire una sequenza di nubi. E’ importante ricordare che il tempo cambia quando sono prima le nubi alte ad avanzare in seguito allo spostamento dell’aria calda sull’aria fredda. Se invece, dopo un periodo con cielo sereno,  le nubi basse sono le prime ad apparire; è facile che la loro formazione sia legata all’umidità della notte, ma tenderanno a dissolversi in mattinata, lasciando spazio al bel tempo. Nella seconda fase sono invece protagoniste le nuvole a carattere convettivo, in seguito all’irruzione di aria fredda.

All’inizio della sequenza si assisterà quindi ad un graduale passaggio delle nubi alte stratiformi che comincia con l’arrivo dell’aria calda. I cirri sono le prime nubi alte che compaiono quando il fronte caldo è ancora lontano. Somigliano spesso ai riccioli di una capigliatura. Quando gli aghetti di ghiaccio tendono ad unirsi, danno luogo ad un velo lattiginoso tipico dei cirrostrati, nubi che non sono ancora sufficientemente spesse da schermare il sole. Rispetto alle goccioline d’acqua, i cristalli di ghiaccio riescono maggiormente a riflettere e rifrangere la luce solare, creando a volte strani effetti di luce, come nel caso tipico dell’alone.

L’alone tipico dei cirrostrati

I cirrocumuli e altocumuli che seguono hanno un aspetto più cumuliforme, ma sono ancora di color grigio luminoso, e sono quelle nubi che si dispongono in forma di batuffoli. Il cosiddetto “cielo a pecorelle che porta acqua a catinelle”, una regola spesso affidabile che ci permette di stabilire con largo anticipo che faranno seguito delle nubi più basse in grado di determinare precipitazioni diffuse.

Se invece non dovesse piovere, significa che ci troviamo all’estremità inferiore del fronte caldo dove esso è meno attivo, oppure quando si consolida un anticiclone.

In seguito fanno la loro comparsa gli altostrati e gli altocumuli, le nubi medie di media altezza, che sono più spesse e assumono una tinta grigio più smorto, mentre quelle basse sono più scure.

Il nembostrato è la nube bassa più gravida di precipitazioni che segna il passaggio del fronte caldo, a differenza degli strati che portano pioggia più leggera. L’avvicinamento del fronte caldo è accompagnato anche da una diminuzione della pressione e da un iniziale rinforzo dei venti da SSE, ma ciò dipende soprattutto dalla nostra posizione rispetto al transito del sistema.

Dopo il fronte caldo segue un periodo meno instabile con più variabilità nella nuvolosità, prima del sopraggiungere del fronte freddo, caratterizzato dai cumulonembi, le nubi temporalesche      precedentemente descritte. Una volta passato il fronte, il cielo schiarisce e per un certo periodo di tempo continueranno ad esserci residui rovesci a carattere sparso associati ai cumuli del tipo congestus, ma il tempo tenderà gradualmente a stabilizzarsi in concomitanza con il rialzo barometrico.

Nel passaggio del sistema frontale, la seconda metà della sequenza è accompagnata da un calo di temperatura dovuta alla rotazione oraria dei venti da SSE a NNW. Anche la pressione varia; la diminuzione sarà lenta al passaggio del fronte caldo, più brusca al passaggio del fronte freddo, ma altrettanto rapidamente la pressione torna a salire quando il fronte freddo si allontana.

Le nubi a sviluppo verticale

I cumuli sono le classiche nubi a sviluppo verticale. Hanno spesso forma tondeggiante a cavolfiore e dai contorni netti che è indice del fatto che l’aria circostante è asciutta e trasparente, ma possono anche apparire più sfumati in un cielo bianco e offuscato. In condizioni anticicloniche si formano lungo la costa, di solito a partire dal pomeriggio. Si presentano a carattere sparso (molto diversi dalle estese stratificazioni di un cielo uniformemente coperto) e vengono denominati “cumuli del bel tempo” in quanto caratterizzano il tempo stabile e tendono a dissolversi al calar del sole. Possono però anche espandersi e agglomerarsi, passando dai piccoli cumulus humilis e cumulus mediocris al più grande cumulus congestus, fino a tramutarsi in cumulonembo, la tanto temuta nube temporalesca che irrompe con raffiche di vento e forti acquazzoni tipici dell’estate.

Quando non sono associati a ben delineate linee d’instabilità, i temporali estivi nascono sui rilievi litoranei e tendono spesso a diventare più isolati propagandosi verso le coste. E’ per questo che rispondere con esattezza alla domanda “piove o non piove?” lungo costa non è sempre facile. Comunque, in linea di massima, se si osservano i cumuli lungo costa già al mattino, l’instabilità è maggiore e quindi più probabile la formazione di cumulonembi nelle ore pomeridiane. A volte i temporali sono improvvisi, ma seguendo l’espansione dei cumuli costieri nel corso della giornata è possibile dedurre con un certo anticipo che il tempo tende a peggiorare. Un altro segnale premonitore sono le turbolenze che generano i cumuli, anche se spesso queste sono lievi quando i cumuli sono ancora di piccole dimensioni. Lo sviluppo verticale è caratteristico dei cumuli, ma ci sono anche cumuli denominati strati a stratocumuli che hanno una più estesa espansione orizzontale.

Un cumulo torreggiante, cioè un cumulo ad alta estensione verticale, che si sta trasformando in cumulonembo isolato (Fonte Noaa).

Le nubi orografiche

Sono nubi che si formano quando l’aria viene forzata a salire mentre sorpassa un ostacolo come una collina o una montagna. Tra le nubi orografiche più spettacolari e significative vi è l’altocumulo lenticolare. Ha la forma di una lente stondata e levigata, come se si trattasse di un disco volante. Si formano nel lato sottovento di una montagna quando un vento forte spirando sul versante sopravvento assume un movimento ondulatorio dopo aver scavalcato il rilievo. L’altocumulo lenticolare si forma sulla cresta di tale onda e rimane pressoché stazionario rispetto al flusso d’aria che lo attraversa. Il navigante che in lontananza osserva una nube di questo tipo deve quindi aspettarsi un aumento del vento proveniente dall’entroterra verso il mare.

Le nubi lenticolari sono indice di forte vento in quota dove è presente uno strato d’aria umida tra due strati d’aria più stabile. (Foto Daniele Viti)

Riconoscere le nuvole a volte non è facile, ma è importante cercare di capirne l’origine in quanto sono i più appariscenti segnali del tempo. Se esiste una nube, anche se essa ci appare immobile, significa che essa è sostenuta da aria in movimento e lo spostamento dell’aria è all’origine delle variazioni del tempo meteorologico. Solo sforzandosi a decifrarle da attenti osservatori, riusciremo a cambiare una rotta o a modificare per tempo un programma di navigazione, evitando di rimanere sorpresi dai cambiamenti atmosferici. Dire di un marinaio che “ha la testa tra le nuvole” per una volta può avere un senso positivo!