Ci sono due ingredienti necessari perché le nuvole diventino visibili; acqua, ovviamente, e nuclei.
Nuclei
In una forma o nell’altra l’acqua è sempre presente nell’atmosfera. Tuttavia, le molecole d’acqua nell’atmosfera sono troppo piccole per legarsi insieme per la formazione di goccioline di nuvole. Hanno bisogno di una superficie” piatta”, un oggetto con un raggio di almeno un micrometro (un milionesimo di metro) su cui possono formare un legame. Quegli oggetti sono chiamati nuclei.
I nuclei sono minuscole particelle solide e liquide che si trovano in abbondanza. Sono costituiti da particelle di fumo provenienti da incendi o vulcani, spruzzi oceanici o minuscoli granelli di terreno soffiato dal vento. Questi nuclei sono igroscopici nel senso che attirano le molecole d’acqua.
Chiamati “nuclei di condensazione delle nuvole”, queste particelle che attraggono molecole d’acqua sono circa 1/100 della dimensione di una goccia di nuvola su cui si condensa l’acqua.
Pertanto, ogni goccia di nuvola ha un granello di sporco, polvere o cristallo di sale al suo interno. Ma, anche con un nuclei di condensazione, la goccia di nube è essenzialmente costituito da acqua pura.
Ruolo della temperatura
Ma avere nuclei di attrazione dell’acqua non è sufficiente per formare una nuvola in quanto la temperatura dell’aria deve essere inferiore al punto di saturazione. Chiamato la temperatura del punto di rugiada, il punto di saturazione è dove evaporazione uguale condensazione.
Pertanto, una nuvola risulta quando un blocco d’aria (chiamato pacco) contenente vapore acqueo si è raffreddato al di sotto del punto di saturazione. L’aria può raggiungere il punto di saturazione in diversi modi. Il modo più comune è attraverso il sollevamento di aria dalla superficie fino in atmosfera.
Quando una bolla d’aria, chiamata pacco, sale, si sposta in una pressione inferiore poiché la pressione diminuisce con l’altezza. Il risultato è che il pacco si espande di dimensioni man mano che sale. Ciò richiede che l’energia termica venga rimossa dal pacco. Chiamato un processo adiabatico, come l’aria sale e si espande si raffredda.
La velocità con cui il pacco si raffredda con l’aumentare dell’elevazione è chiamata “tasso di lapse”. Il tasso di intervallo (il tasso la temperatura decade o diminuisce) di aria insatura (aria con umidità relativa <100%) è 5.5°F per 1000 piedi (9.8°C per chilometro). Chiamato il tasso di lapse secco, per ogni 1000 piedi aumento di elevazione, la temperatura dell’aria diminuirà 5.5°F.
Una volta che il pacchetto raggiunge la temperatura di saturazione (100% di umidità relativa) vapore acqueo si condensano sulla nube condensazione nuclei con conseguente formazione di una nuvola gocciolina.
Ma l’atmosfera è in costante movimento. Quando l’aria sale, l’aria più secca viene aggiunta (trascinata) nel pacco in aumento, quindi sia la condensazione che l’evaporazione si verificano continuamente. Quindi, le goccioline di nuvole si formano e si dissipano costantemente.
Pertanto, le nuvole si formano e crescono quando c’è più condensa sui nuclei che evaporazione dai nuclei. Al contrario, si dissipano se c’è più evaporazione che condensazione. Quindi, le nuvole appaiono e scompaiono e cambiano costantemente forma.
Lezione di apprendimento: nuvole fumanti