Come si formano le nubi

Un cumulo contiene circa mezzo grammo d'acqua per metro cubo: una nube di 1 km per lato trasporta quindi circa 500 tonnellate.

Una nube è acqua liquida e ghiaccio, non vapore

È facile pensare a una nube come a una massa di vapore, ma il vapore acqueo è un gas invisibile. Vedi una nube perché è fatta di miliardi di minuscole goccioline liquide o cristalli di ghiaccio che diffondono la luce solare. Ogni gocciolina si è formata quando il vapore è condensato su un granello di polvere, sale o fumo, un nucleo di condensazione. L’attivazione di una particella in gocciolina dipende da dimensioni, composizione e sovrasaturazione dell’aria, non da un raggio minimo universale.

Perché il vapore condensi, l'aria deve raffreddarsi fino al punto di rugiada, la temperatura alla quale è satura. Vicino al suolo può succedere in una notte serena e calma, formando rugiada e nebbia. In alto nel cielo avviene quasi sempre perché l'aria viene sollevata. L'aria che sale si espande mentre la pressione circostante diminuisce e l'espansione la raffredda. La NOAA indica per l'aria non satura una diminuzione di 9.8 °C per chilometro.

Quattro modi per sollevare l'aria

Il Sole riscalda il terreno in modo disuguale e dalle zone più calde salgono bolle d'aria calda, come le masse in una lampada a lava. È la convezione, che forma cumuli nei pomeriggi estivi. Il vento che incontra una catena montuosa è costretto a risalire il pendio: si formano nubi sulle cime e sulle creste e pioggia sul versante sopravvento. Lungo un fronte meteorologico, l'aria calda scivola sopra quella più fredda e densa, formando ampi strati di nubi. Infine, dove venti di direzioni diverse convergono vicino al suolo, l'aria non può che salire.

Perché qualcosa di tanto pesante resta sospeso

Lo USGS calcola il peso di una nube. Un cumulo tipico contiene circa 0.5 g d'acqua per metro cubo. Una nube di 1 km per lato ha un volume di un miliardo di metri cubi: trasporta quindi circa 500 000 000 g, cioè 500 tonnellate, di goccioline. Non cade perché le goccioline sono distribuite in un enorme volume d'aria umida, leggermente meno densa dell'aria secca circostante. Ogni gocciolina cade così lentamente, secondo la NWS, in media circa 1.3 cm al secondo, che una debole corrente ascendente la mantiene sospesa. Solo quando crescono fino a diventare gocce di pioggia, le goccioline escono dalla nube cadendo.

Le nubi cambiano continuamente. Ai bordi, dove si mescolano con aria più secca, le goccioline evaporano; all'interno, dove l'aria continua a salire, se ne formano di nuove. La NOAA descrive una nube come un equilibrio fra condensazione ed evaporazione: per questo un cumulo può crescere, ridursi e scomparire in venti minuti sotto i tuoi occhi.

Puoi creare una piccola nube in una mattina fredda. Espira: l'aria calda e umida dei polmoni si mescola con l'aria fredda esterna, si raffredda sotto il punto di rugiada e condensa in un piccolo sbuffo bianco. Scompare entro un secondo o due, mescolandosi con altra aria secca mentre le goccioline evaporano di nuovo. Una nube nel cielo è lo stesso fenomeno su una scala molto maggiore, mantenuto dall'aria che continua a salire.