Tre chilometri sopra il cielo

Costituite da minuscoli cristalli di ghiaccio o da goccioline d’acqua sospese nell’aria, anche milioni in un solo metro cubo, le nubi sono un elemento fondamentale del ciclo idrologico; il loro 'compito’ è trasportare l’acqua evaporata dagli oceani verso i continenti, per poi rilasciarla sotto forma di precipitazione. L’Organizzazione mondiale della meteorologia (World Meteorological Organization - Wmo) le classifica in 10 generi, suddivisi poi in specie e varietà in base alla quota che occupano nel cielo. “I Cirrus, Cirrocumulus e Cirrostratus, che solitamente indicano un peggioramento del tempo, sono nubi alte (5.000-13.000 m), costituite da cristalli di ghiaccio, e formano nel cielo filamenti bianchi sottili o tenui veli trasparenti che non riescono a offuscare il sole”, spiega Silvio Davolio, dell’Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima (Isac) del Cnr di Bologna. “Più in basso (2.000-7.000 m), le nubi medie, gli Altostratus, gocce d’acqua mischiate a cristalli di ghiaccio che coprono in modo uniforme larghe porzioni di cielo, generando spesso aloni intorno al sole. E gli Altocumulus, banchi di nuvolette regolarmente disposte, capaci di colorarsi in suggestivi tramonti o talvolta di essere scambiate, nel caso degli Altocumulus lenticularis, per oggetti volanti non identificati. Infine, i Nembostratus, densi, spessi e grigi, portatori di piogge”.

“Più vicino al suolo si incontrano le nubi basse, gli Stratus e gli Stratocumulus, distese uniformi o banchi di piccole nubi biancastre o grigie (tra cui la nebbia), quelle che formano il tipico 'mare di nubi’, prosegue Davolio. “Infine, le nubi che non si fanno confinare e si sviluppano verticalmente fino a occupare l’intera troposfera, i Cumulus, quelle solitamente disegnate dai bambini. Si va dal Cumulus humilis, batuffolo di cotone più largo che alto, noto come cumulo di bel tempo, al Cumulus mediocris e Congestus, per finire con l’imponente Cumulonimbus, la nube temporalesca per eccellenza, dalla sembianza di torre, fungo o enorme cavolfiore, con la base scura e minacciosa e la sommità a forma di incudine, formata in prevalenza da cristalli di ghiaccio”.

Ma come e perché studiare le nubi? “Delle nubi conosciamo formazione, composizione, ambiente di sviluppo e dissipazione ma non sappiamo ancora abbastanza sulla loro composizione microfisica, sulla formazione delle precipitazioni in talune condizioni, sulle interazioni con l’aerosol atmosferico e la radiazione solare e tanto altro ancora. Tematiche essenziali per fornire un input più preciso ai modelli numerici di previsione del tempo, per situare correttamente le nubi nei processi climatici e soprattutto per quantificarne il ruolo nel ciclo dell’acqua”, spiega Vincenzo Levizzani, coordinatore del gruppo di ricerca 'Fisica delle nubi e precipitazioni’ dell’Isac-Cnr.

Oltre a fornire informazioni sull’evoluzione meteorologica, le nubi ricoprono un ruolo importante anche per il clima. “Possiamo dire che le nubi sono diventate il rompicapo del sistema climatico”, afferma Franco Prodi, associato di ricerca dell’Isac-Cnr. “Anzitutto perché stanno a cavallo tra radiazione elettromagnetica in atmosfera e circolazione generale dell'atmosfera stessa. Esse sono infatti il prodotto della dinamica alle scale più varie, dal cumulo di bel tempo generato dal diverso riscaldamento della superficie terrestre, alla nube orografica, legata alla circolazione di valle, fino al grande sistema nuvoloso rappresentato dal ciclone extra-tropicale (risultato di un sistema esteso migliaia di chilometri). Non appena formate, tuttavia, le nubi hanno un effetto sugli scambi di radiazione elettromagnetica e ne cambiano le regole. E questi scambi sono cruciali nella definizione del clima”.

Studiare un ambiente così complesso e variegato richiede un approccio sperimentale e modellistico assai composito: le osservazioni da terra e dallo spazio (con l’uso di radiometri, radar e sensori satellitari) e le attività sperimentali in laboratorio (studio di aerosol e ghiaccio) sono accompagnate dalla modellistica dei processi di nube.

“Recenti sviluppi di queste ricerche hanno visto l’Isac-Cnr contribuire a rilevanti risultati come, ad esempio, quelli sulla struttura dei cicloni mediterranei di tipo tropicale, sulla misura della precipitazione dallo spazio e da radar al suolo, sulla climatologia delle nubi sul Mediterraneo e sull’Africa. Grazie a questi studi sarà possibile, tra le altre cose, effettuare con maggior precisione il monitoraggio e la previsione a brevissimo termine (nowcasting) di eventi precipitanti estremi, migliorare la sicurezza del traffico aereo e terrestre, fornire informazioni essenziali per i settori dell’agricoltura e della produzione di energia da fonti alternative”, conclude Levizzani.

Fonte: Silvio Davolio, Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima, Bologna, tel. 051/6399620 , email s.davolio@isac.cnr.it - Vincenzo Levizzani, Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima, Bologna, tel. 051/6398015 , email v.levizzani@isac.cnr.it - Franco Prodi, Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima, Bologna , email f.prodi@isac.cnr.it -

Per saperne di più: - www.isac.cnr.it/it/gruppi_di_ricerca/fisica-delle-nubi-e-delle-precipitazioni