SEI IN: Home / didattica / la neve e le sue forme

SEI IN: Home / Didattica / La neve e le sue forme

fonte: definizione di neve da Wikipedia - l'enciclopedia libera

cristallo di neve al microscopio a scansione

Un cristallo di neve individuato al microscopio elettronico a scansione all'interno di un fiocco di neve. In secondo piano si intravedono altri cristalli tra loro sovrapposti e orientati secondo piani differenti

In meteorologia la neve è una forma di precipitazione atmosferica nella forma di acqua ghiacciata cristallina che consiste in una moltitudine di minuscoli cristalli di ghiaccio tutti aventi di base una simmetria esagonale e spesso anche una geometria frattale, ma ognuno di tipo diverso e spesso aggregati tra loro in maniera casuale a formare fiocchi di neve. Dal momento che è composta da piccole parti grezze è un materiale granulare. Ha una struttura aperta ed è quindi soffice, a meno che non sia sottoposta ad una pressione esterna.

Descrizione e specifiche

La neve si forma nell'alta atmosfera quando il vapore acqueo, a temperatura inferiore a 0 °C, e compresa tra i -12 ed i -17° brina attorno ai cosiddetti germi cristallini passando dallo stato gassoso a quello solido formando cristalli di ghiaccio i quali cominciano a cadere verso il suolo quando il loro peso supera la spinta contraria di galleggiamento nell'aria e raggiungono il terreno senza fondersi. Questo accade quando la temperatura al suolo è in genere minore di 2 °C (in condizioni di umidità bassa è possibile avere fiocchi al suolo anche a temperature lievemente superiori) e negli strati intermedi non esistano temperature superiori a 0 °C dove la neve possa fondere e diventare acquaneve o pioggia.

Tuttavia, in presenza di uno o più dei seguenti fattori:

violente precipitazioni
violenti moti verticali
bassa umidità
aria estremamente gelida in quota

La neve può cadere, anche se per brevi periodi, con temperature positive superiori ai 2 °C (se l'aria nei bassi strati è abbastanza secca la neve può giungere al suolo anche con temperature lievemente superiori). Se la temperatura lo consente, è possibile produrre neve artificiale con cannoni appositi, che tuttavia creano piccoli granelli più simili a neve tonda che non a neve propriamente detta.

In generale quindi per l'occorrenza del fenomeno nevoso conta non solo il campo termico al suolo, ma anche quello degli strati atmosferici compresi tra la nube e il suolo: la neve infatti può anche non cadere alle temperature proprie suddette in presenza di precipitazioni ovvero giungere sotto forma di pioggia pur a temperatura del suolo sottozero: questo accade a volte quando si è in presenza di una forte inversione termica caratterizzata da strati superiori dell'atmosfera a temperatura positiva all'interno del quale cristalli e fiocchi fondono tramutandosi in acqua liquida; quando quest'acqua sotto forma di pioggia raggiunge il suolo gela quasi istantaneamente a contatto con il suolo ghiacciato portando alla formazione del pericolosissimo gelicidio. Allo stesso modo anche una prolungata omotermia verticale con temperatura costante di poco superiore allo zero sfavorisce la caduta di neve facendo fondere i fiocchi in caduta. Anche alti livelli di umidità relativa con temperature al suolo di poco superiori allo zero sfavoriscono la caduta al suolo di neve perché aumenta la conducibilità termica dell'aria, la quale fa fondere più velocemente i cristalli di ghiaccio in caduta. Spesso al riguardo la precipitazione può iniziare sotto forma di neve e poi tramutarsi in pioggia proprio per l'aumento dell'umidità relativa al suolo in conseguenza della fusione della neve stessa, nonostante l'assorbimento del calore latente durante questo passaggio di stato fisico.

Altre volte accade il contrario: le precipitazioni possono iniziarsi sotto forma di pioggia per poi convertirsi in neve al calo della temperatura per precipitazioni o al dissolvimento dello strato di inversione/omotermia per sopraggiunta aria fredda in quota.

Tipi di neve

La neve può essere classificata come segue:

A larghe falde: è la più comune e consiste in fiocchi di neve di medie e grandi dimensioni e si verifica con temperature dagli 0 °C in su e con livelli medio-alti di umidità. La velocità di caduta, in assenza di moti convettivi verticali, risente delle dimensioni dei fiocchi.
Neve a pioggia: Espressione tipica del meridione per indicare una neve con grandi fiocchi e molto fitta che di solito si ha a temperature moderatamente alte (1 grado o 2).La velocità di caduta è maggiore rispetto alla grandine. A piccole falde: è una forma di precipitazione nevosa sotto forma di piccoli fiocchi che avviene con basse temperature (qualche grado sotto zero) e bassi livelli di umidità. La velocità di caduta è maggiore rispetto alla neve a larghe falde e dà spesso luogo a fitte nevicate. Spesso dà luogo al suolo ad accumuli di neve secca e farinosa.
Gragnola: neve finissima e leggera, che è formata da cristalli di neve circondati, individualmente, da uno strato trasparente di ghiaccio simile per molti versi alla grandine; cade generalmente a temperature di qualche grado sopra lo zero e con forte instabilità atmosferica cioè con aria fredda in quota e marcate correnti convettive.
Neve tonda: fiocchi di neve che, attraversando uno strato dell'atmosfera a temperatura lievemente positiva, vanno ad arrotolarsi su se stessi o i cristalli a perdere le punte arrotondando i loro bordi e prendendo così una forma più sferica.
Nevischio: debole caduta di fiocchi di piccole dimensioni. con il termine nevischio si intende una precipitazione di neve a piccoli fiocchi e scarsamente intensa. Il codice METAR è SG. Di solito la precipitazione è costituita da frammenti cristallizzati o granellini bianchi di circa 1 mm o meno, appiattiti, che non rimbalzano né si frantumano (a differenza della neve tonda) quando giungono al suolo. In genere attacca meglio al suolo della neve a fiocchi e forma una leggera copertura uniforme. Il nevischio ha maggior densità rispetto alla neve a grandi fiocchi per cui solitamente cade con maggior velocità. Si tratta in effetti della precipitazione solida equivalente alla pioviggine. Può originarsi da nuvole stratiformi o costituire una fase della precipitazione nevosa, esattamente come la pioviggine nei confronti della pioggia. Le temperature al suolo sono le stesse richieste per la neve: occorrono 0-2 °C al suolo, non di più, altrimenti si scioglie in acquaneve o pioviggine.
Acquaneve: caduta di fiocchi parzialmente fusi in pioggia.
Con il termine acquaneve si intende una precipitazione di neve parzialmente fusa che cade al suolo con tracce di cristallizzazione. Di solito è trasparente, non bianca come la neve in senso proprio, ma può contenere una certa quantità di neve al proprio interno. Il codice METAR è RASN. È distinta dalla neve mista a pioggia la quale invece presenta fiocchi di neve intervallati da gocce di pioggia. Mano a mano che l'acquaneve cade la temperatura tende a diminuire, per cui è possibile che una precipitazione nata come pioggia o acquaneve si trasformi in neve dopo un certo tempo.
L'acquaneve cade di solito quando la temperatura è sui 2-3 °C e agli strati superiori dell'atmosfera la temperatura è inferiore. Quindi, per il gradiente termico, al suolo la neve, che era rimasta tale fino a 100-200 m si scioglie perché incontra temperature più alte. Non tutta la neve riesce a raggiungere lo stato liquido ed ecco che si determina l'acquaneve.
Il fenomeno è frequente sulle coste nord adriatiche durante le entrate fredde con vento di bora, che si scalda sul mare e porta aria calda nei bassi strati facendo si che la neve raggiunti i 200mt circa incontri lo strato caldo e si sciolga a volte parzialmente dando vita al fenomeno dell'acquaneve.
Popolarmente sia l'acquaneve che la neve tonda possono venir chiamate nevischio, sebbene gli studiosi indichino con questo termine la precipitazione solida corrispondente alla pioviggine, quindi neve molto fine, ma non a granelli né mista a pioggia.
Un ultimo tipo di neve è la neve artificiale, che si ottiene attraverso tecniche di innevamento artificiale. A questa si aggiunge infine la cosiddetta neve chimica che si forma occasionalmente in presenza di forte inquinamento atmosferico in combinazione a temperature sotto lo zero ed alta umidità.
In meteorologia con il termine neve chimica si intende un fenomeno atmosferico abbastanza raro che si forma con tre "elementi" base: temperature sottozero in tutto lo strato d'aria dal suolo ad almeno 300 metri, forte umidità con consequenziale nebbia causata da inversione termica e soprattutto una elevata concentrazione di inquinanti (che servono da nuclei di congelamento) che può essere causata dalla presenza di numerose fabbriche (in particolare quando gli impianti di scarico non sono sufficientemente depurati) o forte traffico automobilistico.

Neve chimica mentre sta cadendo

Neve chimica depositatasi a terra

In questa situazione, e in presenza di forti alte pressioni, può accadere che le microgoccioline della nebbia si aggreghino intorno alla caligine degli inquinanti presenti in aria in particolare solfuri, silicati, cadmio, ossidi di rame, piombo, ioduri di mercurio ecc, che servono come elementi di aggregazione (la cosiddetta "nucleazione"). Tali nuclei raggiunti un peso sufficiente e diventati cristalli di ghiaccio di una certa grandezza iniziano a cadere verso il basso.
In effetti la somiglianza alla vera neve della neve chimica dipende dal fatto che entrambe le meteore se viste al microscopio hanno una forma esagonale. Gli stessi esperti del CNR sottolineano che la neve chimica è causata dalle particelle inquinanti molto diffuse nella Pianura Padana come gli ioduri di mercurio, piombo e cadmio le cui particelle sono simili a quelle dei cristalli di ghiaccio esagonali fungendo così da innesco per la formazione delle meteore simili ai fiocchi di neve.
Le aree d'Italia dove è più probabile la formazione di questo fenomeno sono proprio quelle della Val Padana a causa dell'alto livello d'inquinamento e delle basse temperature invernali unite a lunghi periodi di alta pressione e scarsissima ventilazione.
La neve chimica va distinta dalla Galaverna. Questa infatti è data dalla solidificazione o dal brinamento diretti e immediati di cristalli di ghiaccio su oggetti più freddi (come sui finestrini delle automobili), mentre la neve da chimica si forma per solidificazione di gocce di acqua intorno agli inquinanti ovvero sottoraffreddata su particelle in sospensione nella bassa atmosfera, provocando meteore simili alla neve.
Il termine venne usato per la prima volta in una nevicata con cielo sereno e nebbione verificatasi nel periodo natalizio del 1984, a Segrate (MI). Del resto Milano e il suo hiterland altamente inquinati soprattutto da sostanze come il piombo, solfuri o ossidi di rame hanno già registrato alcuni episodi di neve chimica.
In un altro caso segnalato a Paderno Dugnano sempre nel periodo natalizio del dicembre 2008 in una zona semi-industriale con cielo sereno e nebbione si depositarono al suolo 2 cm di neve chimica limitatamente ad un'area di circa 1 km. In effetti in quel caso sembra che la colpa fu da addebitare alla presenza di un "polo chimico" nella zona, cioè un'ampia zona di industrie chimiche, i cui "vapori" emessi (particolato atmosferico di metalli pesanti quali: solfuro di rame, ossido di rame, ioduri di mercurio, di piombo o di cadmio), che servirono da nuclei di condensazione, provocarono questo fenomeno. Segnalazioni di neve chimica abbondante in Val Padana, soprattutto nel Parmense, si verificarono poi soprattutto negli inverni 1989 e 1990, caratterizzati da lunghi periodi anticiclonici e da inversioni termiche. Diffusi fenomeni di neve chimica si sono presentati nel gennaio 2012 nelle zone di Torino, Brescia, Parma, Verona, Venezia, Padova, Treviso, Milano e Bologna.

Tipi di precipitazioni nevose

Bufera del 5 febbraio 2012; Romagna occidentale

Tormenta o bufera:

tempesta di neve intensa spesso accompagnata da vento come ad esempio il
blizzard.
Scaccianeve: non è propriamente una precipitazione, bensì una forte tempesta di vento, che solleva la neve già caduta al suolo in mulinelli simili a una vera tormenta.
Polvere di diamante: è una precipitazione nevosa, generalmente poco abbondante, sotto forma di finissimi cristalli di ghiaccio non aggregati tra loro, che si verifica in presenza di bassissime temperature e bassi livelli di umidità, ovvero si forma per brinamento diretto del vapore acqueo non necessariamente in nube, ma anche nei bassi strati atmosferici. È tipica delle steppe siberiane in corrispondenza di forti irruzioni di aria fredda polare.
Imbiancata: leggera caduta di neve, quanto basta a ricoprire in modo disomogeneo il terreno.
Leggera e polverosa: quando è appena caduta se si è sotto zero e con poca umidità dell'aria.
Pesante: quando la temperatura va sopra lo zero, cosa molto frequente in montagna, la neve diventa umida e un po' più pesante.
Grande e pesante: se si è sopra zero, i fiocchi si uniscono in agglomerati più grandi e a terra la neve diventa molto pesante e facilmente compattabile, la migliore per fare le palle di neve.
Ghiacciata: quando la temperatura scende successivamente sotto zero, cosa molto frequente in pianura la neve ghiaccia, prende la consistenza di polvere mista a ghiaccio, scarsamente umida e quindi difficilmente compattabile e inutilizzabile per costruzioni o palle di neve; è il caso ad esempio della neve brinata senza crosta.
Trasformata: successivi passaggi sopra e sotto lo zero portano la neve a divenire molto compatta, quasi come in pista, spesso anche con crosta di rigelo, e questo è il tipo di neve che si trova a volte in primavera.
Con crosta: il vento e l'umidità ad esso associata e/o successivi passaggi sopra e sotto lo zero formano una crosta molto rigida e spessa sopra la neve polverosa, meno spessa sulla neve più molle. Tale strato ghiacciato si associa spesso al vetrato.

Geometria

Una domanda interessante è perché i bracci dei cristalli di neve che formano i fiocchi siano perfettamente simmetrici ed allo stesso tempo non ci siano due cristalli di neve identici. La risposta risiede nelle differenti condizioni ambientali che due cristalli diversi posti ad una certa distanza tra loro subiscono durante il processo di formazione, accrescimento e caduta ovvero nel fatto che la distanza "tra" i cristalli di neve è molto maggiore di quella "interna" al medesimo cristallo di neve.

Data la simmetria iniziale esagonale della struttura cristallina del ghiaccio comune (derivante direttamente dalla struttura molecolare dell'acqua), i bracci del cristallo di neve crescono indipendentemente in un ambiente che è ritenuto spazialmente e temporalmente molto variabile in termini di temperatura, umidità e così via. Questo ambiente è ritenuto relativamente omogeneo nello spazio di un singolo fiocco e questo porta i bracci a crescere in modo molto regolare e simmetrico, rispondendo in modo uguale a un ambiente uguale, come alberi non imparentati tra loro rispondono ai cambiamenti ambientali facendo crescere serie simili di anelli nel tronco. La differenza nell'ambiente anche minima in termini di temperatura e soprattutto umidità dell'aria su scale spaziali più grandi di quelle di un singolo cristallo di neve conduce alla mancanza di uguaglianza osservata tra le forme di due o più cristalli differenti.

Naturalmente il concetto che due cristalli di neve non possano assolutamente essere uguali è un'iperbole teorica. Infatti è perfettamente possibile, anche se improbabile, che due cristalli possano essere identici, a patto che le condizioni ambientali siano abbastanza simili: sia che i cristalli crescano abbastanza vicini l'uno all'altro sia anche per puro caso. La Società Meteorologica Americana ha riportato che due cristalli identici sono stati trovati da Nancy Knight del Centro Nazionale per la Ricerca Atmosferica il 1º novembre 1986. I cristalli non erano "fiocchi" dendritici nel senso comune del termine, ma piuttosto semplici piastre esagonali prismatiche.

Uso come simbolo

Il simbolo del cristallo di neve, chiamato anche fiocco di neve, è spesso associato al concetto di inverno, ghiaccio, neve o temperature al di sotto del punto di congelamento. Ad esempio gli pneumatici invernali riportano questo simbolo.

Un cristallo di neve stilizzato è stato anche usato come simbolo dei XIX Giochi olimpici invernali a Salt Lake City, Utah.

Nello standard Unicode sono codificati tre differenti simboli del cristallo di neve:

snowflake U+2744 (?);
tight trifoliate snowflake U+2745 (?);
heavy chevron snowflake U+2746 (?).

Il colore della neve

Nevicata, borgo medievale di Sasso Pisano

Al nostro occhio la neve appare bianca, anche se è composta da cristallini di ghiaccio trasparenti come l'acqua. Essa appare bianca perché ogni raggio di luce che attraversa un cristallo di neve viene leggermente riflesso; così, di cristallo in cristallo, la luce continua ad esser riflessa e deviata fino a riemergere in una direzione casuale (riflessione diffusa). Così il raggio di luce che perviene all'occhio è una somma di tutta la luce che è emessa in quella direzione, ed è composta dalla somma di tutti i colori dello spettro, dato che i cristallini di ghiaccio non assorbono alcun colore. Ai nostri occhi arrivano così tutti i colori di partenza, e di conseguenza percepiamo il colore bianco che ne è la somma.

Inoltre, poiché quasi tutta la luce che entra viene restituita, il manto nevoso appare spesso abbagliante. Lo stesso fenomeno si presenta con ogni polvere che non assorba troppa luce: una strada sterrata polverosa appare biancastra, ma se piove diventa scura.

Nelle precipitazioni nevose dell'Europa meridionale, si può talvolta notare una leggera colorazione rosa a strati nella neve caduta: è la sabbia che arriva con il vento dal Sahara.

Occorrenza della neve

Le nevicate possono variare in durata e posizione geografica, in funzione di alcuni fattori come la latitudine, l'altitudine, l'orografia ed altri che condizionano il tempo meteorologico in generale.

Di solito le nevicate a bassa quota sono rare nelle regioni al di sotto dei 35° di latitudine e sulle coste occidentali dei grandi continenti, essendo più esposte ai venti di Ponente tipici delle medie latitudini e provenienti in questo caso dall'oceano, più caldo della terraferma durante l'inverno.

Le zone più inclini alla neve alle medie latitudini sono le zone di montagna durante il periodo invernale, ma episodi nevosi possono verificarsi anche in collina e pianura specie in corrispondenza di ondate di freddo, mentre diventa un fatto abituale a tutte le quote salendo di latitudine verso i poli.

Alcune cime montuose hanno una copertura perenne di neve, come quelle Himalayane e dell'Asia centrale al di sopra dei 5.000 metri, quelle Andine dai 3000-5000 m in sù, le montagne più elevate in Canada e Alaska, quelle Alpine dai 3.000 metri in su e i monti Kilimangiaro, Ruwenzori e Monte Kenya in Africa, e il Puncak Jaya in Indonesia, pur essendo questi prossimi all'Equatore. Invece molte zone polari hanno precipitazioni molto scarse e quindi relativamente poca neve, nonostante il clima gelido.

Alle medie latitudini risultano particolarmente abbondanti le nevicate primaverili e quelle autunnali alle quote medio-alte, mentre frequenza e intensità tendono a diminuire all'aumentare del freddo a causa della diminuzione di umidità assoluta.

Effetti al suolo

La neve può facilmente accumularsi al suolo se le temperature sono sufficientemente basse (non più di 1° C) e/o se la nevicata è particolarmente intensa: tipicamente come riferimento si ha che un millimetro di acqua fusa corrisponde ad un centimetro di neve fresca subito dopo la nevicata (leggermente meno se la neve è secca e a fiocchi piccoli), con il manto nevoso che tende poi ad assestarsi sotto il proprio peso (tanto più è spesso e umido) e l'eventuale fusione. Lo spessore del manto può raggiungere anche diversi metri come accade nelle zone più nevose al mondo e con accumuli duraturi per tutto l'inverno in montagna.

Effetto albedo

La neve al suolo crea inoltre il cosiddetto effetto albedo ovvero riflette in massima parte la radiazione solare incidente contrastandone così l'assorbimento da parte del terreno; questo fatto unito al calore di fusione assorbito dalla neve durante l'eventuale fusione favorisce un riscaldamento termico minore dello strato atmosferico a contatto con essa col risultato che zone coperte di neve si riscaldano molto meno e si raffreddano molto più velocemente di zone non coperte da essa. È il presupposto che favorisce estese ed intense gelate notturne tali da produrre a volte estremi record negativi. Tale effetto oltre che a scala meteorologica è alla base anche di alcuni meccanismi di retroazione in campo climatico (feedback ghiacci-albedo-ghiacci).

Funzione biologica, idrologica e idrogeologica

La neve accumulata al suolo ha l'importante funzione biologica di proteggere il terreno sottostante dalle gelate, mentre sul fronte idrologico la sua lenta fusione al disgelo consente una maggiore infiltrazione dell'acqua nel terreno permettendone l'accumulo in falde acquifere e riserve idriche, diversamente dalle precipitazioni liquide che, se troppo intense e durature, riversano al suolo ingenti quantitativi d'acqua che il terreno non è in grado di assorbire e che dunque fluiscono direttamente in torrenti, fiumi e laghi. Ne consegue dunque che la neve riduce drasticamente anche il rischio idrogeologico su un dato territorio in corrispondenza di eventi precipitativi intensi.

Dalla neve al ghiaccio

La neve accumulata al suolo può seguire due strade: fondersi nei periodi più caldi come primavera ed estate oppure conservarsi tale se le temperature rimangono costantemente sotto lo zero. In questo caso, che avviene al di sopra del cosiddetto limite delle nevi perenni cioè a partire da una certa quota altimetrica in su, variabile in funzione della latitudine, la neve inizia a seguire un ciclo di trasformazione che la trasformerà in ghiaccio grazie al processo di metamorfismo dei cristalli e al peso della neve soprastante espellendo l'aria contenuta negli interstizi e autocompattandosi progressivamente (firnificazione). Il ghiaccio così formatosi a partire dal 5º anno in poi va a formare il ghiacciaio.

Rischi

La neve può costituire un rischio per l'incolumità di infrastrutture e persone fisiche nel fenomeno delle valanghe. Danni da sovraccarico nevoso possono prodursi sui tetti, sulla vegetazione arborea o favorire la formazione di ghiaccio su germogli in primavera. Nevicate consistenti (tormente) spesso creano danni alle infrastrutture e costituiscono un ostacolo alla viabilità bloccando la circolazione e i servizi, talvolta anche in zone dove il fenomeno meteorologico accade con frequenza. Interruzione dell'elettricità, dei servizi telefonici e di altre infrastrutture di base sono comuni nel caso di tempeste di neve. Spesso scuole e altri uffici rimangono chiusi e alcuni centri abitati remoti rimangono isolati. La neve può anche creare dei rischi stradali, ma capita più spesso con il ghiaccio.

Funzione economica

Un importante settore del turismo e dell'economia dei paesi montani, fortemente legato alla presenza di neve, è rappresentato dal turismo invernale e dagli sport invernali praticabili nelle innumerevoli stazioni sciistiche presenti in tutto il mondo a beneficio degli operatori del settore (operatori impianti di risalita, operatori alberghieri, operatori di vendita/affitto attrezzature e ristoratori).

La maggior quantità di neve fresca caduta in un inverno è stata misurata negli Stati Uniti al Monte Baker, dove nell'inverno 1998/99 sono caduti 2.895 cm di neve. Il maggior spessore di neve fu misurato il 10 marzo 1920 a Tamarack in California nella Sierra Nevada al suolo c'erano ben 1.153 cm di neve. La più intensa nevicata in 24 ore: il 14 aprile 1921 caddero 193 cm di neve a Silver Lake, in Colorado. Secondo il Guinness dei primati, il fiocco di neve più grande mai osservato e riferito ai media è stato di 38 cm di larghezza e 12 cm di spessore. Caduto nel Montana nel gennaio 1887.

torna alla sezione didattica meteo

Torna all'home page