Il freddo estremo può produrre fenomeni insoliti, dal cosiddetto fumo marino alle onde fangose ​​dell'oceano. Come spiega lo scienziato atmosferico Scott Denning, questi eventi eclatanti sono causati principalmente dal comportamento dell'acqua a temperature molto basse.

Perché le acque dei laghi e degli oceani sembrano produrre vapore durante i periodi di freddo?

Ci sono tre fasi, o Stati, di acqua:ghiaccio solido, acqua liquida e vapore acqueo gassoso. Anche in un clima estremamente freddo, l'acqua liquida non può essere più fredda del punto di congelamento – circa 32 gradi Fahrenheit – quindi la superficie dell'oceano è molto più calda dell'aria sopra di essa.

Molta acqua evapora dall'oceano più caldo nell'aria più fredda e secca sopra. Non appena questo gas invisibile sale anche solo un po' sopra l'acqua relativamente calda, colpisce l'aria che è molto più fredda e non può trattenere molto vapore, così il vapore si condensa in microscopiche goccioline di acqua liquida nell'aria.

Alcune persone chiamano "fumo marino" le nuvole sottili causate dalla condensa appena sopra l'oceano invernale oi laghi. È un termine migliore del vapore. Il vero vapore è vapore acqueo molto caldo, cioè acqua nella sua fase gassosa, che è invisibile.

Gli osservatori del tempo sembrano essere molto eccitati per la neve. Che cos'è e perché è raro?

Il tuono è un boom sonico creato quando un fulmine fa espandere l'aria più velocemente della velocità del suono. Il fulmine è formato da scintille di elettricità statica tra le nuvole e il suolo. L'attrito che forma questa statica è solitamente causato da "termiche" in rapido aumento dell'aria galleggiante nelle calde giornate estive, ecco perché i temporali sono comuni in estate.

L'aria non può salire dal freddo suolo invernale perché l'aria fredda è densa, quindi il tuono in inverno è piuttosto insolito. Il temporale si verifica quando l'aria molto fredda soffia da nord. Quest'aria fredda è più densa dell'aria in superficie, così cade letteralmente, spingendo l'aria superficiale sopra di essa. Questo può creare esattamente lo stesso tipo di carica statica di un temporale estivo, e BOOM – neve temporalesca! Questo accade solo con un cambiamento di temperatura davvero drammatico, come l'avvicinarsi di un fronte freddo artico.

Quanto è comune che gli oceani si congelino al di fuori delle regioni polari?

L'acqua salata ha un punto di congelamento più basso dell'acqua dolce, ecco perché mettiamo sale sulle nostre strade e sui marciapiedi per sciogliere il ghiaccio in inverno. L'acqua di mare è abbastanza salata che deve diventare molto fredda per congelare - circa 28 F. È piuttosto insolito che l'acqua di mare si congeli negli Stati Uniti continentali, anche se succede tutto il tempo nell'inverno artico.

Quando l'acqua di mare gela, la maggior parte del suo sale viene spinta nell'acqua dell'oceano sottostante. Questo è il motivo per cui le persone nell'Artico possono sciogliere il ghiaccio marino per l'acqua potabile. Mentre piccoli pezzi di ghiaccio d'acqua dolce si formano sulla superficie dell'oceano, l'acqua rimanente diventa sempre più salata, quindi diventa sempre più difficile congelare.

Ma a volte quando è stato estremamente freddo, piccoli banchi di ghiaccio si formano sulla superficie dell'oceano. Le onde li rompono, in modo che la superficie possa diventare come un liquore ondulato. Per chiunque sia disposto a sfidare il freddo, è selvaggio stare sulla riva e guardare il mare fangoso fumante con le sue onde al rallentatore. Ai poli, fa così freddo che i cristalli di ghiaccio galleggianti alla fine convergono e si solidificano nel ghiaccio marino.

Gli scienziati hanno scoperto che anche Marte ha nevicate. In che modo sono diversi dalla neve sulla Terra?

L'atmosfera su Marte è quasi pura anidride carbonica, che conosciamo come il principale gas serra che sta guidando il cambiamento climatico qui sulla Terra. Ma l'atmosfera di Marte è molto più sottile della nostra, quindi non trattiene molto calore. In una bella giornata estiva marziana, le temperature possono raggiungere i 70 F e poi scendere a meno 100 F la stessa notte.

Lì gli inverni sono ancora più freddi. Fa così freddo negli inverni polari su Marte che l'aria stessa si congela, fare minuscoli fiocchi di neve di anidride carbonica delle dimensioni dei globuli rossi, che si accumulano abbastanza in profondità da formare calotte polari di ghiaccio secco.

Durante la lunga notte polare, circa un terzo dell'intera atmosfera di Marte cade sotto forma di neve. Questo crea un vuoto parziale, succhiare i venti dall'emisfero estivo del pianeta al suo emisfero invernale per compensare la differenza. In primavera, questi venti su scala planetaria invertono la direzione mentre il ghiaccio secco si trasforma di nuovo in gas e inizia a cadere dall'altra parte di Marte.

Più lontano nel sistema solare, i pianeti "giganti di ghiaccio" e molte delle loro lune hanno enormi quantità di acqua e ghiaccio di anidride carbonica, quantità molto più grandi di tutti i nostri oceani. Ma sulla Terra, il ghiaccio secco non può formarsi al di sopra di -110 F. Quindi non ci sarà mai neve di anidride carbonica sul nostro pianeta - solo acqua congelata in tutte le sue numerose forme.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.