Condensazione e formazione delle nubi
L'aria che sale di 1 km si raffredda di 9.8 °C finché non è satura: per questo le nubi hanno basi piatte.
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Un bicchiere freddo in una giornata calda
Tira fuori dal frigorifero una lattina di bibita fredda in una giornata umida: entro un minuto l'esterno è bagnato. L'acqua non è passata attraverso la lattina. Viene dall'aria. A contatto con il metallo freddo l'aria si raffredda e, poiché può contenere meno vapore dell'aria calda, quello in eccesso condensa in acqua liquida. È la condensazione, l'opposto dell'evaporazione, ed è proprio così che si formano le nubi.
La NOAA descrive il fenomeno con due temperature: quella dell'aria e il punto di rugiada. Il punto di rugiada è la temperatura alla quale l'aria diventa satura. Raffreddala sotto il punto di rugiada e il vapore comincia a condensare. Quando temperatura dell'aria e punto di rugiada coincidono vicino al suolo, spesso si forma nebbia.
L'aria che sale si raffredda
Il modo più comune per raffreddare l'aria fino al punto di rugiada è sollevarla. La pressione atmosferica diminuisce con l'altezza, quindi una bolla d'aria che sale (una particella d'aria) si espande. L'espansione richiede energia alla particella stessa, che si raffredda anche se non ha ceduto calore. I meteorologi parlano di raffreddamento adiabatico. Per l'aria secca la diminuzione è di 9.8 °C per ogni chilometro di salita: è il gradiente adiabatico secco.
Per esempio, al suolo l’aria è a 30 °C con un punto di rugiada di 18 °C. Salendo, la temperatura diminuisce di circa 9.8 °C per km e il punto di rugiada di circa 1.8 °C per km. Il divario di 12 °C si riduce di 8 °C per km: il livello di condensazione per sollevamento è quindi a circa 12 ÷ 8 = 1.5 km sopra il punto di partenza. Qui compaiono le prime goccioline. Poiché tutta l'aria della zona ha temperatura e umidità simili, raggiunge la saturazione circa alla stessa altezza. Questa quota comune è la base piatta che vedi sotto una fila di cumuli in un pomeriggio estivo.
Ogni gocciolina ha un granello al centro
Le goccioline di nube si formano di solito quando il vapore acqueo condensa su particelle di aerosol chiamate nuclei di condensazione. Sale marino, polvere, fumo e cenere vulcanica possono fornire queste particelle. L’attivazione dipende da dimensioni, composizione e da quanto l’umidità supera la saturazione, non da un raggio minimo universale. La gocciolina diventa molto più grande del nucleo e rimane quasi tutta acqua pura.
La condensazione restituisce anche l'energia assorbita dall'evaporazione. Quando il vapore diventa liquido, libera calore nell'aria circostante. Questo calore aumenta la spinta verso l'alto dell'aria nella nube, che sale ancora, condensa altra acqua e libera altro calore. La NOAA osserva che questo rilascio contribuisce a sviluppare gli uragani. Una nube non è mai completa: ai bordi le goccioline continuano a evaporare mentre all'interno se ne formano di nuove. Ecco perché le nubi cambiano forma mentre le guardi.
L'aria umida, sollevata e raffreddata fino al punto di rugiada, condensa sui nuclei. L'aria secca si raffredda di 9.8 °C per km.
- Da dove viene l'acqua sull'esterno di una lattina fredda?
- Dal vapore nell'aria
- Dalla bevanda all'interno
- Dal metallo
- Il punto di rugiada è…
- la temperatura alla quale l'aria diventa satura
- la temperatura massima della giornata
- l'altezza della base delle nubi
- L'aria secca sale di 1.5 km. Di quanto si raffredda secondo il gradiente adiabatico secco?
- Aria al suolo a 30 °C, punto di rugiada a 18 °C. La temperatura scende di 9.8 °C per km e il punto di rugiada di 1.8 °C per km. Stima il livello di condensazione per sollevamento (km sopra la partenza, 2 decimali).
- Perché una particella d'aria che sale si raffredda?
- Si espande al diminuire della pressione
- Tocca nubi fredde
- Il Sole è più debole in alto
- Che cosa si trova al centro di ogni gocciolina di nube?
- Un granello di sale, polvere o fumo
- Un cristallo di ghiaccio
- Assolutamente nulla
- Quanto è grande circa un nucleo di condensazione rispetto alla sua gocciolina (NOAA)?
- Circa 1/100 delle dimensioni
- Circa le stesse dimensioni
- Circa 10 volte più grande
- Quando il vapore condensa, l'aria circostante…
- si riscalda
- si raffredda
- non cambia
- Perché i cumuli di una stessa zona hanno una base piatta comune?
- L'aria raggiunge la saturazione circa alla stessa altezza
- Il vento li taglia in piano
- Il terreno li spinge in alto
- La nebbia si forma spesso quando…
- la temperatura dell'aria eguaglia il punto di rugiada vicino al suolo
- il vento è molto forte
- l'aria è molto secca
- Condensazione: da vapore a liquido quando l'aria si raffredda sotto il punto di rugiada.
- L'aria che sale si espande e si raffredda di 9.8 °C per km (aria secca).
- Le goccioline si formano su nuclei di sale, polvere o fumo.
- La condensazione libera calore che può far salire ulteriormente le nubi.