Documento tratto dalla rubrica "Meteonautica" a cura di Maurizio Brunetti e Antonio Moretti del Servizio Meteorologico dell'Aeronautica pubblicata mensilmente sulla rivista

Pubblicato su Nautica 460 di agosto 2000

LE NUVOLE RACCONTANO...
  

L'OSSERVAZIONE DELLE NUBI

 
L'osservazione delle nubi è forse l'elemento diagnostico più significativo delle condizioni attuali e future del tempo. Essa fornisce un validissimo aiuto nella formulazione delle previsioni, in quanto esiste un profondo legame tra alcune condizioni dell'atmosfera e determinati tipi o gruppi di nubi. Non a caso uno dei metodi di previsione dei sistemi frontali si basa proprio sullo studio dell'insieme delle formazioni nuvolose.

Le nubi, bianche e soffici come batuffoli di ovatta che veleggiano nel cielo, specie nel periodo estivo, o di colore grigio scuro, quando minacciano precipitazioni, fin dai tempi più remoti sorprendono e affascinano chi le osserva.

Esse sono il prodotto della condensazione e del brinamento del vapore d'acqua contenuto nell'atmosfera. Sono costituite da minutissime goccioline d'acqua o da minutissimi cristalli di ghiaccio, oppure dalle une e dagli altri insieme. Con temperature al di sopra dello 0°C le nubi risultano costituite esclusivamente da goccioline d'acqua, mentre con temperature inferiori a -40°C da soli cristalli di ghiaccio. Ovviamente, nell'intervallo di temperatura tra 0°C e -40°C sono presenti in esse sia goccioline di acqua che cristalli di ghiaccio. Le nubi appaiono galleggiare nell'aria in quanto sono il risultato di incessanti e complessi processi di evaporazione, condensazione e sublimazione, attraverso i quali i loro elementi costitutivi si rinnovano sempre. Pertanto evolvono continuamente e di conseguenza si presentano sotto vari aspetti, sia per le dimensioni che per la forma, il colore, la struttura, l'altezza dal suolo, la luce che riflettono o diffondono e la compattezza.

Attraverso tutte queste caratteristiche le nubi segnalano determinate condizioni dell'atmosfera, che possono essere colte, per taluni aspetti, anche da persone poco esperte. La stabilità o l'instabilità dell'atmosfera, l'imminenza della pioggia, la formazione di fenomeni temporaleschi, l'arrivo di una perturbazione, il peggioramento o il miglioramento delle condizioni meteorologiche possono trovare riscontro nella forma, nelle dimensioni, nel colore e nell'altezza delle nubi. Da ciò nasce l'esigenza di una loro attenta osservazione e classificazione secondo criteri definiti da convenzioni a livello internazionale. In tal modo si ha la possibilità, in tutto il mondo, di riconoscere ed indicare una nube con il termine più appropriato, rendendosi conto dell'origine, della forma e del suo sviluppo.

Nel 1803, lo studioso inglese Luke Howard (1772-1864), appassionato di meteorologia, ha un gran successo con il suo scritto "On the modification of clouds" ("L'evoluzione delle nubi"), nel quale distingue le nubi in quattro grandi gruppi, dandogli nomi di origine latina: Cirrus, Stratus, Cumulus e Nimbus. Tali nomi sono tuttora in uso, anche se in Italia, nella pratica, si preferisce il termine italiano. Comunque, soltanto nel 1896 fu pubblicato il primo Atlante Internazionale delle nubi che, attraverso vari miglioramenti e diverse edizioni, è giunto fino ai tempi nostri.






















Gli elementi esterni, più profondamente legati alla struttura ed alla genesi, conferiscono alle nubi caratteri peculiari tali da consentire di raggrupparle in dieci generi, quattordici specie e nove varietà. I generi sono i gruppi di nubi principali ben distinti, tanto che una nube può appartenere ad un solo genere. Le specie riguardano le particolarità della forma e della struttura interna, mentre la suddivisione in varietà fa riferimento alla differente disposizione degli elementi delle nubi o al loro grado di trasparenza. I generi delle nubi sono: i Cirri, i Cirrocumuli, i Cirrostrati, gli Altocumuli, gli Altostrati, i Nembostrati, gli Stratocumuli, gli Strati, i Cumuli e i Cumulonembi. I primi tre generi riguardano le nubi costituite principalmente da cristalli di ghiaccio, in quanto si trovano di solito ai livelli più elevati della troposfera, dove le temperature sono molto basse. Gli altri si riferiscono alle nubi costituite solo di goccioline d'acqua o miste (goccioline d'acqua in basso e cristalli di ghiaccio nelle parti più alte). Inoltre, per convenzione internazionale, si è convenuto di suddividere verticalmente l'atmosfera in tre parti: superiore (oltre i 5000 metri), media (da 2000 a 5000 metri) e inferiore (dal livello del mare a 2000 metri), tenendo conto delle quote alle quali le nubi si presentano abitualmente. Di conseguenza le nubi vengono classificate alte, medie e basse a seconda della parte di atmosfera in cui si trova la loro base. Alcune nubi, come i cumuli e i cumulonembi, definite anche "nubi a sviluppo verticale", hanno la base nella parte bassa dell'atmosfera e possono avere la sommità nella regione superiore.



















  Il nefoipsometro











































Nel parlare della nuvolosità spesso si sente fare riferimento all'altezza delle nubi, senza distinguere se ci si riferisce alla sommità o alla loro base. Invece è molto importante precisare se la misura dell'altezza è relativa all'una o all'altra estremità della nube. Nei messaggi sinottici delle stazioni meteorologiche, per esempio, si riporta esclusivamente la base, per lo più ricavata con stima a vista. Tuttavia, in alcuni posti di osservazione, per l'importanza che riveste la copertura nuvolosa, si utilizza per misurare l'altezza della base delle nubi un strumento chiamato nefoipsometro. Si compone di tre unità: un proiettore che genera un fascio di luce verticale a modulazione di frequenza; un rilevatore, munito di uno specchio basculante verticalmente e un registratore che riporta su carta i valori rilevati. Lo specchio basculante esplora tutti i punti sulla verticale del fascio di luce del proiettore, dal quale si trova ad una distanza prestabilita. La misura è resa possibile dal principio della triangolazione trigonometrica che riconduce la misura di un'altezza, come in questo caso, a quella di un angolo di elevazione.
Questo sistema di misurazione non consente di rilevare la quota della base delle nubi al di sopra di circa 1500 metri.
Nefoipsometro, sistema per la misura strumentale dell'altezza della base delle nubi. Il rilevatore R, il proiettore P e la base della nube formano un triangolo rettangolo, di cui si conoscono il lato B (distanza tra proiettore e rilevatore stabilita in partenza) e l'angolo dello specchio del rilevatore che varia da 0° a poco meno di 90°. Dalla trigonometria si può ricavare il cateto maggiore del triangolo, nella fattispecie l'altezza della base della nube, moltiplicando la misura del lato B per la tangente dell'angolo.
Piccolo glossario
Evaporazione: passaggio dallo stato liquido a quello aeriforme;
Condensazione: passaggio dallo stato aeriforme a quello liquido;
Brinamento: passaggio dallo stato liquido a quello solido;
Fusione: passaggio dallo stato solido a quello liquido;
Sublimazione: passaggio dallo stato aeriforme a quello solido e viceversa.
L'osservazione delle nubi viene fatta in stazioni meteorologiche presidiate dall'uomo, in quanto è costituita per la maggior parte da elementi da determinare con stime a vista. L'identificazione del tipo di nubi presenti nel cielo all'atto dell'osservazione richiede particolare attenzione e notevole esperienza, tanto che è buona norma, per l'operatore di stazione, seguire con continuità l'evoluzione dello stato del cielo, specialmente quando le nubi si presentino in diversi generi e disposte a differenti livelli. L'osservatore deve determinare, innanzitutto la "nuvolosità totale", ovvero la frazione, in ottavi, della copertura del cielo. Ad esempio, una copertura di 4/8 significa che la metà del cielo è coperta da nubi. Poi la "nuvolosità parziale", sempre espressa in ottavi, relativa ad un solo genere di nubi, distinte secondo l'altezza (basse, medie e alte). Inoltre, deve individuare il "tipo delle nubi" a seconda della classificazione precedentemente accennata, l'"altezza della loro base" e il loro "moto".
osservazione delle nubi