Cumulonembo: forti piogge e tuoni all'orizzonte.

Le previsioni meteorologiche moderne si basano su simulatori di computer complessi. Questi simulatori utilizzano tutte le equazioni fisiche che descrivono l'atmosfera, compreso il movimento dell'aria, il calore del sole e la formazione di nuvole e pioggia.

Miglioramenti incrementali in previsioni nel tempo significa che le previsioni meteorologiche moderne di cinque giorni sono abili quanto le previsioni di tre giorni anni fa, 20.

Ma non hai bisogno di un supercomputer per prevedere come il tempo sopra la tua testa cambierà probabilmente nelle prossime ore - questo è stato conosciuto attraverso le culture per millenni. Tenendo d'occhio i cieli sopra di te e conoscendo un po 'come si formano le nuvole, puoi prevedere se la pioggia è in arrivo.

Inoltre, una piccola comprensione della fisica alla base della formazione delle nuvole mette in evidenza la complessità dell'atmosfera e fa luce sul perché la previsione del tempo oltre alcuni giorni sia un problema così difficile.

Quindi ecco sei nuvole da tenere d'occhio e come possono aiutarti a capire il tempo.

1) Cumulus

Cumulus: piccole nuvole bianche e soffici. Brett Sayles / Pexels, CC BY

Le nuvole si formano quando l'aria si raffredda fino al punto di rugiada, la temperatura alla quale l'aria non può più trattenere tutto il suo vapore acqueo. A questa temperatura, il vapore acqueo si condensa formando goccioline di acqua liquida, che osserviamo come una nuvola. Perché questo processo avvenga, richiediamo che l'aria sia costretta a salire nell'atmosfera o che l'aria umida entri in contatto con una superficie fredda.

In una giornata di sole, la radiazione del sole riscalda la terra, che a sua volta riscalda l'aria appena sopra di essa. L'aria riscaldata aumenta per convezione e forme Cumulo. Queste nuvole "bel tempo" sembrano lana di cotone. Se guardi un cielo pieno di cumuli, potresti notare che hanno basi piatte, che si trovano tutte allo stesso livello. A questa altezza, l'aria dal livello del suolo si è raffreddata fino al punto di rugiada. I cumuli in genere non piove - sei pronto per il bel tempo.

2) Cumulonimbus

Mentre il piccolo Cumulus non piove, se si nota che Cumulus si ingrandisce e si estende più in alto nell'atmosfera, è un segnale che sta arrivando la pioggia intensa. Questo è comune in estate, con Cumulus del mattino che si sviluppa in profondità Cumulonembo (temporale) nuvole nel pomeriggio.

Un Cumulonimbus con la sua caratteristica forma di incudine.

Vicino al terreno, i Cumulonimbus sono ben definiti, ma più in alto iniziano a sembrare sottili ai bordi. Questa transizione indica che la nuvola non è più fatta di gocce d'acqua, ma cristalli di ghiaccio. Quando le raffiche di vento soffiano le goccioline d'acqua fuori dalla nuvola, evaporano rapidamente nell'ambiente più secco, dando alle nuvole d'acqua un bordo molto tagliente. D'altra parte, i cristalli di ghiaccio trasportati fuori dalla nuvola non evaporano rapidamente, dando un aspetto ciuffo.

I cumulonembo sono spesso a punta piatta. All'interno del Cumulonembo, l'aria calda aumenta per convezione. In tal modo, si raffredda gradualmente fino a quando non raggiunge la stessa temperatura dell'atmosfera circostante. A questo livello, l'aria non è più vivace, quindi non può aumentare ulteriormente. Invece si estende, formando una caratteristica forma di incudine.

3) Cirrus

I cirri possono segnare l'avvicinarsi di un fronte caldo - e la pioggia. Photo credit: Simon A. Eugster

cirro forma molto in alto nell'atmosfera. Sono esili, composti interamente da cristalli di ghiaccio che cadono nell'atmosfera. Se i Cirri sono trasportati orizzontalmente da venti che si muovono a velocità diverse, assumono una caratteristica forma ad uncino. Solo a altitudini elevate o latitudini Cirrus produce pioggia a livello del suolo.

Ma se noti che Cirrus inizia a coprire più del cielo, e diventa sempre più spesso, questa è una buona indicazione che si sta avvicinando un fronte caldo. In un fronte caldo, una massa d'aria calda e fredda si incontrano. L'aria calda più leggera è costretta a salire sopra la massa d'aria fredda, portando alla formazione di nubi. Le nuvole che si abbassano indicano che la parte anteriore si sta avvicinando, dando un periodo di pioggia nelle prossime ore 12.

4) Stratus

Stratus: cupo. Hannah Christensen, Autore previsto

Strato è una bassa nuvola continua che copre il cielo. Stratus si forma sollevando delicatamente l'aria, o con un lieve vento portando aria umida su una terra fredda o sulla superficie del mare. La nube di Stratus è sottile, quindi mentre le condizioni possono sembrare cupe, la pioggia è improbabile e al massimo sarà una leggera pioggerellina. Stratus è identico alla nebbia, quindi se hai mai camminato in montagna in un giorno di nebbia, hai camminato tra le nuvole.

5) Lenticolare

I nostri ultimi due tipi di cloud non ti aiuteranno a prevedere il prossimo tempo, ma danno un'idea dei movimenti straordinariamente complicati dell'atmosfera. Liscio, a forma di lente Lenticolare le nuvole si formano quando l'aria viene fatta saltare e su una catena montuosa.

Le nuvole lenticolari si formano sulle montagne.

Una volta superata la montagna, l'aria torna al suo livello precedente. Mentre affonda, si scalda e la nuvola evapora. Ma può superare il limite, nel qual caso la massa d'aria si sposta indietro consentendo la formazione di un'altra nuvola lenticolare. Questo può portare a una serie di nuvole che si estendono oltre la catena montuosa. L'interazione del vento con le montagne e altre caratteristiche di superficie è uno dei molti dettagli che devono essere rappresentati nei simulatori di computer per ottenere previsioni accurate del tempo.

6) Kelvin-Helmholtz

E infine, il mio preferito. Il Di Kelvin-Helmholtz la nuvola assomiglia a un'onda oceanica che si infrange. Quando le masse d'aria a diverse altezze si muovono orizzontalmente a velocità diverse, la situazione diventa instabile. Il confine tra le masse d'aria inizia a incresparsi, formando onde più grandi.

Le nuvole di Kelvin-Helmholtz ricordano le onde che si infrangono nell'oceano.

Le nuvole di Kelvin-Helmholtz sono rare - l'unica volta che ne ho avvistato una era sopra Jutland, nella Danimarca occidentale - perché possiamo vedere questo processo solo nell'atmosfera se la massa d'aria inferiore contiene una nuvola. La nuvola può quindi tracciare le onde che si infrangono, rivelando la complessità dei movimenti altrimenti invisibili sopra le nostre teste.

L'autore

Hannah Christensen, Visiting Researcher, Atmospheric Oceanic and Planetary Physics, Università di Oxford

Questo articolo è stato pubblicato in origine The Conversation. Leggi il articolo originale.

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