Cosa è una calamità dovuta a
NEVE - GELO

La neve ed il freddo intenso sono fenomeni naturali che in alcune aree sono piuttosto comuni e familiari: le regioni a nord ed a sud del globo, le zone montane, sono normalmente preparate ad affrontare questi fenomeni limitando i disagi ed i pericoli per la popolazione. In alcuni casi eccezionali, però, la quantità di neve e la temperatura eccessivamente bassa possono mettere in crisi anche le comunità più esperte e preparate. In altri casi, dove neve e freddo sono eventi molto rari, è sufficiente una nevicata di modeste dimensioni per creare gravi difficoltà. Vale dunque la pena di conoscere questi fenomeni più a fondo.

Tutti gli eventi atmosferici, anche i più normali e modesti, traggono origine dal calore che il Sole fornisce alla Terra. Con l'alternarsi del giorno alla notte ed il susseguirsi delle stagioni, le diverse aree del globo ricevono una quantità diversa di luce e di calore.

Mentre una faccia della Terrà è esposta al sole (giorno) ed è più calda, l'altra è in ombra (notte) ed è più fredda. Mentre all'equatore il sole batte verticalmente sul terreno (ed è più caldo) ai poli la luce del sole è bassa sull'orizzonte (ed è più freddo).

Tutto questo fa sì che le temperature dell'aria, del suolo e dell'acqua nella zona equatoriale siano molto più alte che nelle zone polari.

La diversa temperatura dell'aria mette in movimento la "macchina del tempo" atmosferico.

L'aria delle zone equatoriali (nella animazione), essendo calda, si espande e tende a salire verso le zone più alte dell'atmosfera. Così facendo spinge l'aria temperata (meno calda) verso le zone più fredde. Quest'ultima spinge l'aria più fredda verso il suolo e poi, nuovamente verso l'equatore.

Questo processo, su grande scala, produce un ciclo (circolazione atmosferica) che porta l'aria calda dell'equatore fino alle zone polari spingendo l'aria più fredda di quelle zone verso la fascia equatoriale. L'andamento della circolazione atmosferica è, poi, condizionato da altri fattori ( la rotazione terrestre, le grandi estensioni di terre emerse, l'altitudine, ecc.) che lo rendono complesso ed, in parte, ancora sconosciuto. Tuttavia è la differenza di calore fra le diverse masse d'aria che alimenta la macchina atmosferica. 

L'azione del sole non si esaurisce, però, riscaldando solamente l'aria. Buona parte del calore raggiunge la superficie degli oceani provocandone una consistente evaporazione.

Il vapore acqueo viene raccolto dalle correnti ascensionali, provocate dall'espansione dell'aria riscaldata dal sole, e portato ad altezze considerevoli.

Man mano che la quota aumenta l'aria si fa più rarefatta diminuendo sia in pressione che in temperatura.

Questa combinazione di fattori (densità, pressione e temperatura dell'aria) fa sì che l'acqua rimanga allo stato di vapore (senza gelare) anche a temperature prossime ai - 40° C (mentre al suolo gelerebbero a 0°C!).

Nell'animazione viene illustrata la progressiva diminuzione della temperatura all'aumentare dell'altezza. Intorno ai 16.000 metri si registra la temperatura più bassa (-55°C) mentre a quote superiori la temperatura torna a salire (-40°C a 20.000 metri).

Di norma, quindi, l'acqua può rimanere allo stato di vapore, sotto forma di nuvole, fino a quote di 10 - 12.000 metri, mentre a quote superiori, fino a 20.000 metri, si trasforma in cristalli di ghiaccio attraverso un processo (sublimazione) che la porta direttamente allo stato solido (ghiaccio) senza passare dalla fase liquida.

Il modo ed il tempo con cui si formano le nuvole determina la loro forma ed il loro comportamento.

Nella immagine a lato vengono mostrate le diverse forme assunte dalle nuvole e la loro altezza caratteristica secondo la classificazione internazionale.

Partendo dal suolo, oltre la nebbia dei fondovalle, le nuvole più basse sono quelle che vengono dette "Strati" e si presentano come  "fogli"  di vapore sovrapposti uno all'altro.

Al di sopra si formano i "Cumuli" con la loro caratteristica forma a batuffolo di cotone.

Più in alto troviamo gli "Stratocumuli" caratteristici per avere una "cresta" bianca sovrastante una piattaforma di colore scuro.

A quote maggiori si trovano gli "Altocumuli" popolarmente conosciuti come "cielo a pecorelle" ed infine gli "Altostrati".

Al di sopra le fortissime correnti di alta quota modellano le nuvole, ormai prossime a gelare, dando vita ai "Cirrocumuli", con la loro caratteristica disposizione a "trina", ai "Cirrostrati" ed ai "Cirri".

Un discorso a parte deve essere fatto per i "Cumulonembi" che si estendono partendo dalle quote più basse fino ad altezze considerevoli formando vere e proprie colonne. La differenza di temperatura fra le zone più basse e le zone più alte della formazione nuvolosa scatena, al suo interno, complessi e violenti fenomeni di correnti ascensionali che danno luogo a temporali intensi e concentrati.

La circolazione atmosferica risente poi dell'andamento del profilo terrestre e della differenza di temperatura fra la superficie dei mari e quella del suolo. L'acqua, esposta alla luce del sole, si riscalda più lentamente della superficie del suolo e, viceversa, mantiene il calore accumulato più a lungo rispetto a quest'ultimo quando viene meno la fonte di calore.

La superficie dell'acqua del mare e quella della terraferma, dunque,  hanno generalmente temperature differenti e ciò provoca correnti d'aria (sono tipiche quelle che si verificano all'alba ed al tramonto) che alternativamente si muovono da e verso la costa.

L'aria umida proveniente dal mare quando viene sospinta verso la costa, per poi scorrere lungo i fianchi di una montagna, viene "compressa" e spinta verso l'alto accelerando meccanicamente, in questo modo, il processo di formazione dei fenomeni nuvolosi. Un fenomeno analogo si ripete anche nell'entroterra qualora masse d'aria umida si trovino a dover superare montagne ed altipiani.

Le nuvole sono, dunque, zone dell'atmosfera in cui l'umidità dell'aria è maggiore e si ha una più alta concentrazione di vapore.

La presenza nell'aria di polvere in grani minutissimi, in particolari condizioni di temperatura e di turbolenza, può favorire l'aggregarsi del vapore e dei cristalli di ghiaccio  formando particelle più grosse che rimangono in sospensione nella nuvola sostenute dalle correnti d'aria che salgono dal suolo. Quando la spinta dal basso non è più sufficiente iniziano a cadere sotto forma di "precipitazioni": è il fenomeno della pioggia, della grandine e della neve.

Contrariamente ad una opinione alquanto diffusa, la neve non è composta da goccioline di acqua gelata: la formazione della neve è un fenomeno più complesso e sorprendente.

Si è già visto che l'acqua ha il potere di mantenere la propria temperatura più a lungo rispetto al suolo: questa capacità rimane inalterata anche quando il confronto viene fatto fra le goccioline di vapore e la polvere sospesa nell'aria.

Avviene così che al alta quota, a temperature di parecchi gradi sotto lo zero, mentre le goccioline di acqua continuano a mantenersi allo stato di vapore, a causa della pressione, la polvere dispersa nell'aria diventa freddissima.

Quando una gocciolina di vapore entra in contatto con il granello di polvere gelata o con un cristallo di ghiaccio, si raffredda istanteneamente sublimando: sta nascendo un "cristallo" di neve.

Attorno al "Nucleo" di aggregazione (polvere gelata o cristallo di ghiaccio) l'acqua gela secondo lo schema caratteristico dei cristalli di ghiaccio (esagonali): è per questo che i "cristalli" di neve, pur variando di forma, mantengono sempre uno schema a stella a sei braccia.

Entrando in contatto con altri cristalli di ghiaccio il "cristallo" di neve diventa via via più grande, ripetendo all'infinito il disegno iniziale.

Nelle zone più fredde del pianeta la neve cade in cristalli separati, mentre nelle zone più calde ed umide i cristalli tendono ad unirsi gli uni agli altri dando vita ai "fiocchi di neve".

Un fiocco di neve, formato da alcune migliaia di cristalli, può raggiungere anche i 15 millimetri di diametro variando di forma secondo il modo con cui cade: si hanno così fiocchi di neve perfettamente esagonali (se cadono verticalmente con un moto rotatorio), oppure fiocchi a "falde", a "piatto", a "colonna", ecc.

In ogni caso, proprio a causa della forma caratteristica dei cristalli (esagonale) la neve trattiene una grande quantità d'aria.

Ad esempio un metro cubo di "neve farinosa" (quella migliore per sciare!) può pesare anche meno di 200 Kilogrammi (mentre peserebbe 1000 Kilogrammi se si trattasse di un metro cubo di sola acqua!).

La quantità di aria trattenuta dalla neve dipende dalla umidità dell'aria in cui si forma: se l'aria è molto secca un centimetro cubo di acqua può generare anche 20 centimetri cubi di neve, mentre in condizioni di forte umidità può arrivare generarne soltanto 6.

Tutto questo ha importanti conseguenze al momento in cui la neve raggiunge il suolo. I cristalli od i fiocchi di neve, cadendo gli uni sugli altri, spezzano i filamenti cristallini più fragili, da cui sono formati, tendendo a compattarsi fra loro sotto forma di ghiaccio: la quantità di aria trattenuta dalla neve al suolo diminuisce in modo proporzionale al grado di compattezza che riesce a raggiungere. Generalmente il rapporto fra la quantità di neve al suolo e l'acqua in essa contenuta può essere stimato in 10 centimetri cubi di neve per un centimetro cubo di acqua.

La quantità d'aria trattenuta dalla neve, benché si tratti di una forma particolare di ghiaccio, la rende un ottimo isolante termico. I contadini sanno da sempre che una abbondante caduta di neve impedisce al terreno dei loro campi di gelare favorendo il germoglio dei semi nella successiva primavera. Ciò avviene perché la pur lieve pressione esercitata dal manto superiore sulla neve a contatto del suolo ne provoca la tendenza allo scioglimento mantenendone umida la superficie. Nelle zone più fredde, dove la temperatura dell'aria raggiunge parecchi gradi sotto lo zero, la neve caduta sui tetti delle case trattiene parte del calore disperso dal fabbricato migliorandone l'isolamento: gli esquimesi non costruiscono forse i loro igloo con blocchi di neve compressa?

Ciò spiega anche perché sia estremamente pericoloso tentare di sciogliere la neve caduta sul tetto usando getti d'acqua calda. L'acqua, benché calda, una volta raggiunta la neve (soprattutto in condizioni di temperatura dell'aria molto fredda) si raffredda rapidamente, gelando. Filtrando fra i cristalli di neve ne espelle l'aria e la sostituisce con nuove formazioni di ghiaccio. In particolari condizioni, un tetto che riusciva a sopportare il peso della neve che vi era caduta, a causa di questo maldestro tentativo di liberarlo, può arrivare ad essere gravato di un peso maggiore anche di 10 volte!

Conosciuto più approfonditamente il fenomeno, possiamo affrontarlo in modo più efficace.