Le moderne previsioni del tempo si basano su complessi simulatori di computer. Questi simulatori utilizzano tutte le equazioni fisiche che descrivono l'atmosfera, compreso il movimento dell'aria, il calore del sole, e la formazione di nuvole e pioggia.

Miglioramenti incrementali delle previsioni nel tempo significano che le moderne previsioni del tempo a cinque giorni sono abili come le previsioni a tre giorni lo erano 20 anni fa.

Ma non hai bisogno di un supercomputer per prevedere come cambierà probabilmente il tempo sopra la tua testa nelle prossime ore:questo è noto in tutte le culture da millenni. Tenendo d'occhio i cieli sopra di te, e sapendo un po' come si formano le nuvole, puoi prevedere se è in arrivo la pioggia.

Ed inoltre, una piccola comprensione della fisica dietro la formazione delle nuvole mette in evidenza la complessità dell'atmosfera, e fa luce sul motivo per cui prevedere il tempo oltre pochi giorni è un problema così impegnativo.

Quindi ecco sei nuvole da tenere d'occhio, e come possono aiutarti a capire il tempo.

1. Cumulo

Le nuvole si formano quando l'aria si raffredda fino al punto di rugiada, la temperatura alla quale l'aria non riesce più a trattenere tutto il suo vapore acqueo. A questa temperatura, il vapore acqueo si condensa formando goccioline di acqua liquida, che osserviamo come una nuvola. Perché questo processo avvenga, abbiamo bisogno che l'aria sia costretta a salire nell'atmosfera, o che l'aria umida venga a contatto con una superficie fredda.

In un giorno di sole, la radiazione del sole riscalda la terra, che a sua volta riscalda l'aria appena sopra di esso. Questa aria riscaldata sale per convezione e forma Cumulus. Queste nuvole di "bel tempo" sembrano cotone idrofilo. Se guardi un cielo pieno di cumuli, potresti notare che hanno basi piatte, che giacciono tutte allo stesso livello. A questa altezza, l'aria dal livello del suolo si è raffreddata fino al punto di rugiada. I cumuli di solito non piovono:il tempo è bello.

2. Cumulonembo

Mentre i piccoli cumuli non piovono, se noti che Cumulus si ingrandisce e si estende più in alto nell'atmosfera, è un segno che è in arrivo una pioggia intensa. Questo è comune in estate, con Cumulus mattutino che si sviluppa in cumulonembi profondi (temporali) nel pomeriggio.

Vicino al suolo, I cumulonembi sono ben definiti, ma più in alto iniziano a sembrare ciuffi ai bordi. Questa transizione indica che la nuvola non è più fatta di gocce d'acqua, ma cristalli di ghiaccio. Quando raffiche di vento soffiano gocce d'acqua fuori dalla nuvola, evaporano rapidamente nell'ambiente più secco, dando alle nuvole d'acqua un bordo molto netto. D'altra parte, i cristalli di ghiaccio trasportati fuori dalla nuvola non evaporano rapidamente, dando un aspetto sbarazzino.

I cumulonembi sono spesso piatti. All'interno del Cumulonembo, l'aria calda sale per convezione. Così facendo, si raffredda gradualmente fino a raggiungere la stessa temperatura dell'atmosfera circostante. A questo livello, l'aria non è più vivace quindi non può salire ulteriormente. Invece si diffonde, formando una caratteristica forma ad incudine.

3. Cirrus

I cirri si formano molto in alto nell'atmosfera. sono fragili, essendo composto interamente da cristalli di ghiaccio che cadono attraverso l'atmosfera. Se i cirri sono trasportati orizzontalmente da venti che si muovono a velocità diverse, assumono una caratteristica forma uncinata. Solo ad altitudini o latitudini molto elevate i Cirrus producono pioggia a livello del suolo.

Ma se ti accorgi che Cirrus comincia a coprire di più il cielo, e diventa più basso e più spesso, questa è una buona indicazione che si sta avvicinando un fronte caldo. In un fronte caldo, una massa d'aria calda e una fredda si incontrano. L'aria calda più leggera è costretta a salire sopra la massa d'aria fredda, portando alla formazione di nubi. Le nuvole calanti indicano che il fronte si avvicina, dando un periodo di pioggia nelle prossime 12 ore.

4. Strato

Stratus è un basso strato di nuvole continue che copre il cielo. Lo strato si forma dall'aria che sale dolcemente, o da un vento mite che porta aria umida su una terra fredda o sulla superficie del mare. La nuvola di strati è sottile, quindi mentre le condizioni possono sembrare cupe, la pioggia è improbabile, e al massimo sarà una pioggerellina leggera. Stratus è identico alla nebbia, quindi se hai mai camminato in montagna in una giornata nebbiosa, hai camminato tra le nuvole.

5. Lenticolare

I nostri ultimi due tipi di nuvole non ti aiuteranno a prevedere il tempo in arrivo, ma lasciano intravedere i movimenti straordinariamente complicati dell'atmosfera. Liscio, Lenticularclouds a forma di lente si formano quando l'aria viene soffiata su e sopra una catena montuosa.

Una volta superata la montagna, l'aria torna al livello precedente. Mentre affonda, si scalda e la nuvola evapora. Ma può superare, nel qual caso la massa d'aria torna indietro permettendo la formazione di un'altra nuvola lenticolare. Questo può portare a una serie di nuvole, estendersi ben oltre la catena montuosa. L'interazione del vento con le montagne e altre caratteristiche della superficie è uno dei tanti dettagli che devono essere rappresentati nei simulatori al computer per ottenere previsioni accurate del tempo.

6. Kelvin-Helmholtz

E infine, il mio preferito personale. La Kelvin-Helmholtzcloud assomiglia a un'onda oceanica che si infrange. Quando masse d'aria a diverse altezze si muovono orizzontalmente con velocità diverse, la situazione diventa instabile. Il confine tra le masse d'aria inizia a incresparsi, alla fine formando onde più grandi.

Le nuvole di Kelvin-Helmholtz sono rare - l'unica volta che ne ho individuata una è stato sopra lo Jutland, Danimarca occidentale - perché possiamo vedere questo processo nell'atmosfera solo se la massa d'aria inferiore contiene una nuvola. La nuvola può quindi tracciare le onde che si infrangono, rivelando la complessità dei movimenti altrimenti invisibili sopra le nostre teste.

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Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.