La determinazione delle condizioni del cielo viene effettuata visivamente descrivendo la tipologia delle nubi e la copertura espressa in ottavi. La copertura del cielo viene anche rilevata per mezzo dei satelliti meteorologici che danno informazioni sui sistemi nuvolosi e sulla loro dinamica attraverso le immagini nel visibile ed all'infrarosso. Un contributo importante alla conoscenza della struttura interna della nube viene invece fornito dai radar che in meteorologia hanno trovato massima applicazione proprio nello studio delle nubi e delle loro proprietà.
Nuvolosità | |||
Tipo di cielo | Ottavi | ||
Sereno | 0 | ||
Poco nuvoloso | 1-2 | ||
Nuvoloso | 3-5 | ||
Molto nuvoloso | 6-7 | ||
Coperto | 8 | ||
Le nubi modificano la distribuzione del calore solare sulla superficie e nell’atmosfera terrestre riflettendo verso lo spazio parte dell’energia e delle radiazioni che giungono dal Sole. Non tutta la radiazione che giunge dal sole viene riflessa dallo strato superiore delle nubi ma una parte di essa penetra e raggiunge la superficie della Terra che la assorbe ed in seguito la irradia. La parte inferiore delle nubi, essendo opaca alla lunghezza d’onda della radiazione terrestre, riflette nuovamente verso i bassi strati dell’atmosfera l’energia irraggiata dalla Terra.
Composizione e formazione delle nubi.
Le nubi sono costituite da minuscole gocce d'acqua o da cristalli di ghiaccio dalla dimensione variabile che va da 1 a 100 micron.
La formazione delle nubi è dovuta alla condensazione del vapor acqueo contenuto in una massa di aria quando, raffreddandosi per sollevamento, la sua temperatura raggiunge quella di rugiada altrimenti detta di saturazione.
La formazione delle goccioline non sarebbe comunque possibile senza la presenza di quei microscopici corpuscoli, aventi una dimensione variabile compresa fra il decimillesimo e il millesimo di millimetro, in sospensione nell’atmosfera che prendono il nome di nuclei di condensazione. I nuclei di condensazione sono composti il più delle volte da polline, da granuli di pulviscolo, da particelle di cloruro di sodio, che permettono alle goccioline di agglomerarsi attorno ad essi ed avere sin dall’inizio dimensioni abbastanza grandi per non evaporare immediatamente.
Le goccioline di acqua o i cristalli di ghiaccio hanno una concentrazione pari a circa 1.000 per cm³ e sono tenuti in sospensione dalle correnti ascensionali presenti all’interno della nube. Le goccioline di acqua rimangono all’interno della nube fin quando a causa del loro peso, aumentato per coalescenza, riescono a vincere la forza delle correnti ascensionali, che le tengono in sospensione, e precipitano verso terra sotto forma di pioggia o di grandine.
I processi refrigerativi, necessari perché avvenga la condensazione del vapor acqueo contenuto in una massa di aria, possono essere così riassunti:
Il raffreddamento per irraggiamento può avviene nei bassi strati dell’atmosfera terrestre quando una massa di aria si raffredda perché a contatto con il suolo oppure negli strati più alti dell’atmosfera terrestre per perdita di calore (emissione termica). Nel primo caso si formano le nebbie da irraggiamento, la rugiada o la brina; nel secondo caso si formano nubi stratificate o nebbie alte.
Il raffreddamento per avvezione si ha quando una massa di aria calda ed umida, di origine marina, incontra e scorrere sulla superficie più fredda di un continente. Questa situazione tipicamente invernale o primaverile provoca la formazione delle nebbie da avvezione altrimenti dette nebbie delle coste.
Il raffreddamento per mescolanza di masse di aria aventi diversa temperatura e diverso contenuto di vapore acqueo provoca la formazione di nubi stratificate di limitata estensione e di piccolo spessore o nebbie a banchi.
Il raffreddamento per movimenti ascendenti si ha quando una massa di aria è costretta ad un movimento verticale verso l’alto. Durante la sua corsa verticale, attraversando strati atmosferici con pressione sempre minore, la massa di aria tende ad espandersi e di conseguenza si raffredda raggiungendo la sua temperatura di rugiada o temperatura di saturazione oltre la quale inizia a condensare. L’entità del raffreddamento è costante e nell’ordine di 1°C ogni 100 metri di salita fino al raggiungimento della quota di saturazione. Successivamente, a causa delcalore latente rilasciato durante la condensazione, si ha un raffreddamento di circa 0,5°C ogni 100 metri di salita.
In base ai processi che portano alla condensazione o alla sua altitudine possiamo avere:
una nube di acqua, composta interamente da goccioline di acqua
una nube di ghiaccio, composta interamente da cristalli di ghiaccio
una nube mista, composta da cristalli di ghiaccio nella sua parte superiore, da un miscuglio di goccioline di acqua e cristalli di ghiaccio nella sua parte intermedia e da goccioline di acqua nella sua parte inferiore.
La luminanza di una nube è data dalla quantità di luce riflessa, diffusa o trasmessa dalle goccioline in essa contenute. La luce proviene soprattutto dal Sole, dalla rifrazione dell’atmosfera terrestre ed in minor parte dalla superficie terrestre quando la luce solare o lunare viene riflessa da distese di neve o ghiaccio.
Durante il giorno la luminanza delle nubi può essere ben osservata, mentre durante la notte occorre avere almeno un quarto di Luna oppure essere in presenza di un chiarore artificiale sufficientemente intenso quale quello prodotto da un agglomerato urbano piuttosto esteso.
La colorazione di una nube dipende essenzialmente dalla luce che riceve.
Durante il giorno ed in assenza di ostacoli interposti fra il sole e la nube quest’ultima assume una colorazione bianca o grigio chiaro, mentre quando sono parzialmente o totalmente coperte da altre nubi assumono una colorazione grigio-bluastra.
Nelle ore appena precedenti e successive all’alba o al tramonto, quando il Sole è prossimo all’orizzonte, le nubi prendono una colorazione che va dal giallo al rosso ed in diverse tonalità.
Le nubi sono raggruppate in due categorie principali e in base alle loro caratteristiche si dividono in nubi stratificate, quando l’estensione sul piano orizzontale (nell’ordine delle centinaia di chilometri) è maggiore dell’estensione sul piano verticale, e in nubi a sviluppo verticale,quando l’estensione sul piano orizzontale è uguale o inferiore dell’estensione sul piano verticale.
Le nubi stratificate che non generano mai precipitazioni sono:
i cirri, i cirrocumuli ed i cirrostrati.
Le nubi stratificate che raramente generano precipitazioni sono:
gli stratocumuli, gli altocumuli e gli altostrati semitrasparenti.
Le nubi stratificate che spesso generano precipitazioni sono:
gli strati e gli altostrati opachi.
Le nubi stratificate che sicuramente generano precipitazioni sono:
i nembostrati.
Le due categorie principali, all’interno delle quali sono classificate le nubi, sono suddivise in dieci generi ognuno dei quali ha un tipo di forma univoco, una quota di formazione diversa, una sigla ed un simbolo il tutto riassunto nella tabella riportata di seguito.
Tipo | Nome | Sigla | Simbolo | Altezza |
Nubi alte | Cirro (Cirrus) | Ci |  | 9.000 m. |
Cirrostrato (Cirrostratus) | Cs |  | 8.000 m. | |
Cirrocumulo (Cirrocumulus) | Cc |  | 7.000 m. | |
Nubi medie | Altostrato (Altostratus) | As |  | 4.000 m. |
Altocumulo (Altocumulus) | Ac |  | 3.500 m. | |
Nubi basse | Stratocumulo (Stratocumulus) | Sc |  | 1.500 m. |
Nembostrato (Nimbostratus) | Ns |  | 1.000-2.000 m. | |
Strato (Stratus) | St |  | 1.000 m. | |
Nubi a sviluppo verticale | Cumulo (Cumulus) | Cu |  | 2.000-3.000 m. |
Cumulonembo (Cumulonimbus) | Cb |  | 2.000-6.000 m. |
Etimologia dei nomi latini delle nubi.
Nel 1802, Jean-Baptiste Lamarck, celebre naturalista francese, tenta per la prima volta una classificazione delle nuvole, distinguendone cinque forme principali: a vela, a branchi, a pecorelle, a spazzate e raggruppate. Ma il suo lavoro viene presto dimenticato. Maggior successo ha la classificazione proposta dall'inglese Luke Howard che attribuisce alle nuvole nomi latini. Nel 1887 il meteorologo Abercromby compie il giro del mondo per assicurarsi che le nuvole abbiano le stesse forme ovunque. Il sistema di Howard si impone dopo la Conferenza internazionale di Monaco nel 1891.
Genere | |
Cirrus | dal latino cirrus, che significa ciuffo - ciocca di capelli. |
Cumulus | dal latino cumulus che significa cumulo, mucchio, pila. |
Stratus | dal latino stratus, participio passato del verbo sternere, che significa spargere, diffondere, spianare, coprire con uno strato |
Nimbus | dal latino nimbus, che significa nube piovosa |
I rimanenti generi sono formati dall'unione dei precedenti | |
Specie | |
Fibratus | dal latino fibratus che significa fibroso, filamentoso |
Uncinus | dal latino uncinus che significa uncino |
Spissatus | dal latino spissatus, participio passato del verbo spissare, che significa inspessire, rendere spesso, condensare. |
Castellanus | dal latino castellatus, derivato da castellum che significa castello, cinta di fortificazione |
Floccus | dal latino floccus che significa batuffolo, ciuffo di lana |
Stratiformis | dal latino stratus, participio passato del verbo sternere, che significa spargere, diffondere, spianare, coprire con uno strato |
Nebulosus | dal latino nebulosus che significa offuscato, annebbiato, nebuloso |
Lenticolaris | dal latino lenticolaris derivato da lenticula diminutivo di lens che significa lenticchia |
Fractus | dal latino fractus, participio passato del verbo frangere che significa rompere, infrangere |
Humilis | dal latino humilis che significa piccolo, basso, vicino al suolo |
Mediocris | dal latino mediocris che significa medio, che sta nel mezzo |
Congestus | dal latino congestus, participio passato del verbo congerere che significa impilare, accrescere, accumulare |
Calvus | dal latino calvus che significa calvo e in senso lato, nudo, denudato, spogliato |
Capillatus | dal latino capillatus che significa con capelli, derivato da capillus che significa capello |
Varietà | |
Intortus | dal latino intortus, participio passato del verbo intorquere che significa contorcere, ruotare |
Vertebratus | dal latino vertebratus che significa vertebrato, a forma di vertebra |
Undulatus | dal latino undulatus che significa ondulato, deriva da undula diminutivo di unda che significa onda |
Radiatus | dal latino radiatus derivato dal verbo radiare che esprime l'idea di avere i raggi, essere radiante |
Lacunosus | dal latino lacunosus che significa interrotto, solcato, lacunoso |
Duplicatus | dal latino duplicatus, participio passato del verbo duplicare che significa doppio, raddoppiato, duplicato |
Translucidus | dal latino translucidus che significa trasparente |
Perlucidus | dal latino perlucidus che significa semitrasparente: permette alla luce di passare attraverso |
Opacus | dal latino opacus che significa opaco: non permette alla luce di passare attraverso |
Nel classificare la quota di una nube, nei messaggi sinottici emessi dalle stazioni meteorologiche, si fa esclusivamente riferimento all’altezza che intercorre fra la base della nube ed il suolo.
Questa altezza viene misurata con uno strumento chiamato Nefoipsometro che si compone di tre unità:
(R) il rilevatore munito di uno specchio basculante ed un registratore che riporta su carta i valori rilevati.
(P) il proiettore che genera un fascio di luce verticale a modulazione di frequenza.
Lo specchio ed il proiettore, che si trovano ad una distanza prestabilita (B) ed un’angolazione conosciuta (α), formano con la nube un triangolo rettangolo rendendo così possibile la misura dell’altezza utilizzando la trigonometria. Per questo motivo l'altezza (h) della nube è:
h= B x tangente dell'angolo α
Questo strumento abbastanza sofisticato è quasi esclusivamente in dotazione alle stazioni meteorologiche oceanografiche o ad unità con funzioni.
