Meteorologia - premessa e cenni

Cenni di meteorologia

Che tempo farà ? Quando parliamo di tempo, pensiamo al tempo che vediamo intorno a noi, sereno o nuvoloso, se piove o se esce il sole, se, però, telefonassimo ad un nostro amico che abita anche solo a venti chilometri di distanza, lui ci direbbe che il suo tempo è ben diverso dal nostro.
I meteorologi, devono, appunto, determinare il tempo in vastissime aree, dove quest'ultimo, può essere anche molto differente.
Inoltre è molto difficile dire in un dato istante che tempo sta facendo nei diversi punti di una data regione, mentre questo è indispensabile, ad esempio, per un pilota che parte da una città per raggiungerne un'altra addirittura attraverso i continenti: egli ha bisogno di sapere che tempo incontrerà lungo il cammino.
Per sapere che tempo fa nell'atmosfera, dicono giustamente i meteorologi, bisogna volare al di sopra di essa. Ecco, allora, che essi si armano di palloni da sonda, cioè di piccoli palloni al di sotto dei quali sono attaccati degli strumenti che vengono portati ad altissima quota. Il loro volo finisce sempre nella stratosfera. 
Questi strumenti misurano la pressione, la temperatura e l'umidità dell'aria e, in base alla distanza che raggiungono, danno anche le informazioni sulla direzione e l'intensità del vento.
Ai mezzi di osservazione tradizionali e classici il meteorologo ha oggi affiancato uno strumento fantascientifico: il satellite meteorologico. Questo satellite è in sostanza una camera televisiva che riprende l'aspetto della superficie della Terra, mostrando con un solo colpo d'occhio tutte le nubi presenti nell'atmosfera che esso sorvola. Non è necessario che la sua quota di volo sia molto alta: in ogni caso raramente è inferiore ai 200 chilometri.
Via,via che il satellite ruota nella sua orbita, la Terra gira sotto e progressivamente mostra tutta la sua superficie. Le immagini che il satellite riprende vengono trasferite su un video registratore a nastro magnetico e, quando esso sorvola le stazioni di ricezione, questo le trasmette a terra.
Così i meteorologi hanno rapidamente la possibilità di vedere in qualunque momento che cosa stiano facendo le nubi, le quali sono il migliore indicatore di come si evolva il tempo.
I meteorologi compiono le loro previsioni e il satellite istante per istante torna a dire loro se queste previsioni si stanno avverando o se ci sono errori, che possono così essere corretti.
Al satellite meteorologico non sfugge niente, perché sorvola l'intero globo terrestre, dai Poli all'Equatore; esso sorveglia con tanta cura l'atmosfera del nostro pianeta che possiamo considerarlo come il "cane da guardia" del tempo.
Prevedere il tempo che farà, dunque, è mestiere da grandi scienziati se si vuole effettuare la previsione per aree molto vaste. Se, invece, ci si accontenta di sapere quale sarà il tempo in una determinata località, chi vi è vissuto a lungo ed ha dell'esperienza, può riuscire altrettanto bene, se non addirittura meglio, del ricercatore dotato di mezzi straordinari.
E per fare tutto questo gli è sufficiente conoscere alcune regole semplici che riguardano l'evoluzione delle nuvole, la direzione del vento, la trasparenza dell'atmosfera e le sensazioni legate alla temperatura e all'umidità dell'aria.
Non vi è contraddizione tra questi due fatti.
Lo studio del comportamento dell'aria dell'atmosfera insegna, appunto, che è possibile prevedere il tempo che farà localmente per mezzo di informazioni molto semplici.
Oggi infatti si sa perché il tempo muta, anche se poi non è facile prevedere come muterà.
Un po' come dire che, se un fumatore getta una boccata di fumo in una stanza, l'aria poi muovendosi disperderà questo fumo in tutti gli angoli. La fisica insegna come prevedere il movimento del fumo, però prevedere esattamente come questo arriverà in tutti gli angoli della stanza non è così semplice. La meteorologia pone lo stesso problema: si sa perché e come si muove l'aria, ma è una cosa tutt'altro che facile prevedere quali saranno tutti i dettagli del suo movimento.
A noi sembra, ricordando quello che abbiamo imparato a scuola attraverso la fisica, che l'aria, che è in continuo movimento e che spesso forma vortici, debba mescolarsi facilmente, cosicché, se c'è dell'aria più calda e dell'aria più fredda, queste dovranno venire presto a contatto, mescolarsi e uniformare tutta la temperatura.
Invece, non è affatto così, soprattutto se si prendono in considerazione grandi masse d'aria come quelle che coprono un intero continente o una sua parte notevole. In questo caso una massa d'aria calda può rimanere a lungo vicino ad una massa d'aria fredda senza che avvenga il benché minimo mescolamento.Se poi una di queste masse si pone in movimento, per esempio, la massa d'aria fredda corre verso una massa d'aria calda, allora si avrà un mutamento di freddo verso il brutto. Infatti l'aria fredda è più pesante e nel dirigersi verso la calda la solleverà. Di solito quella calda contiene più umidità rispetto a quella fredda e, quando è costretta a sollevarsi causando un raffreddamento, quindi la sua temperatura si abbassa, l'umidità condensa e si avranno delle piogge torrenziali. Naturalmente si avrà la pioggia se la temperatura dell'ambiente è elevata, se la temperatura è bassa si avrà la neve. Se il sollevamento dell'aria sarà fulmineo e velocissimo, allora si potrà avere addirittura la grandine.
Quando una massa d'aria fredda si incunea sotto una massa d'aria calda, nel sollevarla l'umidità di condensa formerà delle nuvole, il tipo delle nuvole che andranno a formarsi dipende dalla velocità con cui l'aria fredda s'incunea sotto l'aria calda e dalla distanza dal punto d'atmosfera osservato al punto in cui l'aria fredda comincia ad infiltrarsi sotto quella calda.
Ecco allora che, sapendo semplicemente che una grande massa d'aria, di cui è nota la temperatura, si va muovendo verso un'altra massa d'aria, e conoscendone la velocità ed osservando le nuvole, si possono fare delle previsioni del tempo molto precise. Inoltre è noto che, se una grande massa d'aria si muove in una determinata direzione, è molto difficile che cambi direzione e velocità in breve tempo.Come se non bastasse, ci sono altre regole generali che riguardano l'evoluzione del tempo. Per esempio, il movimento dell'aria è più intenso quando da qualche parte della Terra si forma una zona di pressione atmosferica più bassa. L'aria allora tende ad affluire in questa zona, ma non vi va direttamente, bensì la raggiunge spirando intorno al centro, nel punto in cui la pressione è più bassa. Inoltre, la zona di bassa pressione che è quella che determina il cattivo tempo, si muove sempre lungo un cammino ben determinato.
Quando, dunque, si viene raggiunti da una zona di bassa pressione, cioè di cattivo tempo, ecco che si verrà colpiti da venti la cui direzione può essere conosciuta in anticipo.
Il brutto tempo e il sereno arriveranno in una data località da punti ben determinati dell'orizzonte ed è su fatti di questo genere che si basano le previsioni del tempo costruite con la pratica e l'esperienza.
Chi non possiede una strumentazione meteorologica può ugualmente comprendere quale sarà l'evoluzione del tempo se saprà leggerlo attraverso le nubi; dopotutto anche gli scienziati, si aiutano moltissimo con l'osservazione delle nuvole per controllare le loro previsioni o per formularne delle nuove.
Ci sono delle nubi, da cui non è mai piovuto e mai pioverà, ci sono altre nubi da cui piove sempre ed infine, ci sono nuvole da cui può piovere o non piovere. Saper leggere le nuvole vuol dire saper leggere il tempo.
Le nuvole, siano leggere o pesanti, sono sempre cariche d'acqua. Quest'acqua può essere sotto forma di minuscole goccioline oppure sotto forma di piccolissimi ghiaccioli ( questo dipende solo dalla temperatura dell'aria ). Le goccioline non sono sempre delle stesse dimensioni: vi sono nubi nelle quali le goccioline sono più piccole, altre nelle quali sono più grosse; piccole o grandi, queste tenderanno sempre a cadere verso il suolo, ma basterà che l'aria sia, anche solo con piccola velocità, in salita perché le goccioline rimangano sospese.
Quindi la presenza di una nuvola è sempre dovuta alla presenza di gocce d'acqua e di una corrente ascensionale d'aria che, se anche le gocce scendono, compensa la loro caduta. Le gocce restano sospese a formare la nuvola, fino a quando, unitesi a gocce più grosse, per effetto del peso accresciuto, scendono così velocemente da arrivare al suolo.
Dunque, la presenza di una nuvola è sempre legata ad un moto ascensionale dell'aria.
Abbiamo detto che ci sono nubi dalle quali non piove, anzi non pioverà mai, ma che ci indicano cosa sta capitando nell'atmosfera. Così osservandole, senza l'ausilio di delicati strumenti, sappiamo cosa succede nel cielo.
Per esempio, quando noi osserviamo contro l'azzurro del cielo il disegno delicatissimo dei cirri, sappiamo che si sta avvicinando un fronte e che il tempo cambierà, ma che le nubi apportatrici di pioggia e di grande maltempo sono ancora distanti.
Altre nubi ci possono segnalare dei fenomeni meteorologici particolari, come la presenza di un colossale torrente d'aria oppure semplicemente la direzione del vento.
Se dell'aria umida incontra una catena di montagne, queste costringono l'aria a salire e sul pendio di salita si formeranno delle nuvole. Se da queste nuvole pioverà o meno dipende dalla velocità del vento, dall'umidità dell'aria e dall'altezza delle montagne. Queste nuvole assumono la caratteristica forma a cappuccio ( cappuccio orografico ). Nel caso in cui la catena montuosa sia molto estesa, la nube orografica diventa un intero sistema nuvoloso. Questo fenomeno si verifica frequentemente sulle Alpi, in alcuni tratti della Cordillera delle Ande le nubi orografiche stazionano in permanenza a causa dei venti costanti, caldi e umidi che spirano dall'Oceano Pacifico.
La presenza di catene montuose lungo il percorso compiuto da masse d'aria in movimento provoca anche fenomeni di turbolenza dovuti al continuo sali e scendi che l'aria compie seguendo il profilo delle vette e delle valli. I fenomeni di turbolenza originano una particolare formazione nuvolosa a fondo piatto, mentre la parte superiore assume forme tondeggianti del tipo cumuliforme di piccolo spessore.

Alcuni fenomeni atmosferici:
La pioggia. La pioggia è una benedizione del cielo quando cade in giusta quantità e una maledizione quando è eccessiva. Vi sono zone della terra in cui cade in media ogni anno meno di mezzo millimetro di acqua ( i deserti più inospitali ), altre zone nella fascia temperata in cui ne cade circa un metro ogni anno e zone nella fascia tropicale in cui ne cadono addirittura molti metri.
La pioggia è dovuta alla formazione di grosse gocce di acqua che nascono in una nube quando l'abbassamento di temperatura porta le goccioline più piccole ad unirsi tra loro. Mentre quest'ultime cadono lentamente e basta una lieve salita dell'aria a mantenerle su, quelle più grosse cadono più velocemente. Così si forma la pioggia. Ma, se continua a salire aria calda dal basso, anche se l'acqua scende dal cielo, viene sostituita da umidità sempre nuova che continua a condensarsi in goccioline. Queste poi formano le gocce e così la pioggia può durare molti giorni.

Il fulmine. Questo fenomeno pauroso deriva dal fatto che le goccioline d'acqua stanno sospese nell'aria. L'acqua è un buon conduttore di elettricità, l'aria invece è un buon isolante. Quando il vento sfrega anche delicatamente le goccioline, queste possono caricarsi di elettricità. Avviene allora che, se una grande quantità di goccioline, come quelle all'interno di una nube appunto, si carica di elettricità di uno stesso segno, questa, quando diventa troppo intensa, può scaricarsi verso terra o verso le goccioline di un'altra nube carica di elettricità di segno opposto. Questa scarica violenta è il fulmine. Il fulmine è, quindi, una grossa scintilla elettrica che si apre la strada attraverso l'aria all'improvviso e scostandola con tanta violenza da luogo ad un rumore simile ad una esplosione. Ecco perché il fulmine è seguito dal tuono. Come la lunghezza del fulmine può raggiungere anche i 30 chilometri, così la durata del tuono può essere più grande. Noi udiamo tuonare prima dalla zona più vicina del fulmine e man mano il rumore del tuono dalla zona più lontana.

L'arcobaleno. L'arcobaleno è un fenomeno bellissimo da osservare. Lo si vede di solito alla fine di un acquazzone, è formato dalla luce del sole che batte contro le goccioline d'acqua che stanno cadendo da una nube; perciò per poter osservare un arcobaleno deve essere presente anche il sole. L'arcobaleno lo si osserva sempre nella direzione opposta a quella in cui si osserva il sole.
Più il sole è basso più l'arcobaleno è ampio.
La grandine. La grandine è un fenomeno molto curioso, ma dannosissimo per l'agricoltura. Si forma all'interno delle grandi nubi temporalesche che si hanno durante l'estate.
Poiché queste nubi si spingono fino a grande altezza, la temperatura a cui arrivano le gocce di acqua all'interno della nube, può essere molto bassa e perciò l'acqua può ghiacciare. Il ghiacciolo poi cadendo può continuare ad ingrossarsi. La grandine più comune è formata da chicchi piccolissimi, ma eccezionalmente si possono formare chicchi della grandezza di una noce o di una testa d'uomo, in questo caso sono molto pericolosi perché dotati di una potenza devastante.

La neve. La neve è uno dei fenomeni più divertenti fra tutti quelli delle precipitazioni atmosferiche.
Essa si forma quando l'acqua che cade dalle nubi incontra aria a temperatura molto bassa e la condensazione sotto forma di ghiaccioli avviene molto lentamente, anziché bruscamente come nel caso della grandine.

La brina. La brina è uno strato di ghiaccioli che si forma sul suolo quando la temperatura è di molti gradi sotto lo zero. In questo caso, se sopra il suolo freddissimo corre dell'aria molto fredda ma ricca d'umidità, questa tende a condensarsi, appunto, sotto forma di ghiaccio.
Le molecole di acqua, distribuite nell'aria fredda, cercano una superficie già ghiacciata per attaccarsi. Potrebbero ghiacciare loro stesse in aria, lasciando cadere della neve, ma è molto più facile per queste molecole, se esiste una superficie di ghiaccio già formata attaccarvisi. Ecco perché, quando si sono formati dei cristalli di brina anche minuscoli, questi poi crescono rapidamente se su di essi corre dell'aria molto umida. D'inverno, quando è molto freddo e soffia un vento umido, la brina forma dei disegni meravigliosi sugli oggetti che ricopre.

La rugiada. La rugiada è un fenomeno analogo a quello della brina, solo che si forma quando la temperatura non è sufficiente per far ghiacciare l'acqua. La rugiada è formata da tante goccioline d'acqua che si condensano dall'umidità atmosferica sul suolo o sulla vegetazione, quando la temperatura dell'aria si abbassa a sufficienza nello strato più basso, a contatto con il terreno. In questo caso non si forma nebbia o pioggia perché basta la temperatura bagnata o irregolare delle pietre del suolo o della vegetazione ad attrarre verso di se le molecole d'acqua che condenseranno in goccioline già appoggiate al terreno, anziché condensarsi per aria e poi cadere. La rugiada è benefica per la vegetazione perché la mantiene umida. In certi climi desertici, quando la temperatura si abbassa notevolmente durante la notte, la rugiada è l'unico modo con cui un po' dell'umidità dell'aria riesce a raggiungere il suolo, andando a formare la falda che alimenta i pozzi oppure a beneficare la scarsa vegetazione assetata.

La nebbia. Quando dell'aria umida senza vento, si ferma per lungo tempo in una zona nella quale la temperatura è bassa, di notte si raffredda molto e da essa si condensano delle minuscole goccioline d'acqua. Si forma, dunque, qualcosa di simile ad una nuvola che però è a contatto con il suolo. 
Chi cammina per strada o si sposta in automobile, si trova nell'impossibilità di vedere chiaramente davanti a se. Tuttavia, se di giorno splende un sole abbastanza caldo, esso riscalda l'aria ed il suolo e l'aumento di temperatura permette alle goccioline che formano la nebbia di dissiparsi. Torna il sole, ma purtroppo solo per breve tempo, infatti, basta che esso scompaia e che la temperatura si abbassi di nuovo perché le goccioline della nebbia che era evaporata tornino a condensarsi, formando dell'altra nebbia. Soltanto venti molto forti o un deciso aumento della temperatura dissiperanno la nebbia per sempre.

Il vento. Il vento è movimento dell'aria. Quando l'aria si sposta da un punto all'altro del suolo, noi diciamo che si è alzato il vento.
Il movimento dell'aria provoca una spinta contro i corpi che colpisce, la forza di questa spinta dipende dalla velocità, ma aumenta molto più rapidamente della velocità stessa.
Il vento può essere locale, e allora si chiamerà brezza, come quella che si forma vicino al mare, quando l'aria, riscaldata dal sole sul pendio della costa, la risale, oppure, raffreddatasi nella notte, ridiscende verso il mare ( brezza di mare o brezza di terra ); oppure può essere uno spostamento di una grande massa d'aria che si muove addirittura da un continente all'altro. In questo caso il vento è il responsabile principale del cambiamento di tempo.