PERCHÉ CI SONO LE NUBI?
Avrete senza dubbio sentito pronunciare, alla radio o in TV, i termini «bassa pressione» e «alta pressione». Il primo rivela la presenza nell'atmosfera di masse d'aria calda, il secondo di masse di aria fredda. L'atmosfera, questo cielo che spesso ci sembra così pacifico, è invece, come un mare in tempesta, un continuo turbinar d'aria, fredda e calda.
I raggi del sole picchiando sul mare e su ogni specchio d'acqua esistente sulla superficie terrestre, mutano in vapore buona parte del liquido, che si solleva e comincia a vagare nell'aria.
L'aria, dunque, contiene sempre umidità, anche se spesso noi non la vediamo e, ogni qual volta viene a contatto con masse d'aria fredda, condensandosi, prende corpo e si manifesta ai nostri occhi in modi diversi.
Ora assume l'aspetto di rugiada, ora di nebbia, e, più comunemente, si tramuta in nube.
PERCHÉ PIOVE?
Nelle nubi più alte il vapore si raffredda tanto da mutarsi in cristalli di ghiaccio.
Intorno ad essi si raccolgono, col passare del tempo, ancora vapore ed acqua finché i cristalli, così appesantiti, finiscono per precipitare. Ed ecco che, volando verso terra, sia a causa dell'attrito con l'aria, sia perché attraversano zone più calde, si sciolgono ed arrivano sulla terra sotto forma di pioggia.
Nelle nubi più basse il processo è più complesso. Ogni gocciolina di pioggia che forma la nube viene trattenuta dall'aria che la circonda.
Finché quest'abbraccio continua, la nuvola, pur gonfia e minacciosa, corre nel cielo spinta dal vento. Non appena l'aria che avvolge le gocce si porta nella parte superiore della nube, le gocce cadono non più trattenute, tanto più grosse quanta più acqua raccolgono cadendo.
PERCHÉ NEVICA?
Le nubi basse, a volte, incontrano sul loro cammino masse d'aria fredda, tanto fredda da toccare gli zero gradi. Che avviene allora?
Le goccioline d'acqua diventano cristalli di ghiaccio e cadono.
Quando, sul loro cammino, incontrano altri cristalli, si legano assieme e, essendo assai leggeri, cadono lentamente in fiocchi, imbiancando la terra ed i tetti delle case.
PERCHÉ LAMPEGGIA E TUONA?
Ogni goccia che forma una nube ha una carica elettrica: immaginate, cioè, che, trattenuta dall'aria che le impedisce di cadere, si gonfi di energia contraria alla energia che la costringe all'immobilità.
Quando questa ha raggiunto valori tali da doversi ad ogni costo scaricare, lo fa nel modo terribile che sapete.
Dapprima esplode nella nube stessa, quindi si scarica a terra. La scarica, attraversando varie masse di gas, li brucia e si manifesta ai nostri occhi nel vivido bagliore della folgore.
La conflagrazione, infine, provoca un crudo riscaldamento dell'aria che, espandendosi repentinamente, raggiunge i nostri orecchi sotto forma di onda sonora; cosicché noi udiamo un cupo brontolio se il fulmine è caduto lontano e un secco schianto se è caduto abbastanza vicino.
I fulmini sono ogni anno causa di gravi disgrazie ed inconvenienti. A questo proposito, gli scienziati di diversi Paesi sono da anni alla ricerca di mezzi idonei a debellare questo vero e proprio flagello. La Svizzera è, in questo campo, un paese all'avanguardia. Nel suo territorio si trova infatti la famosa «casa dei fulmini», costruzione provvista di tutti gli accorgimenti e strumenti necessari allo studio di questo importante fenomeno. Situata in una vallata famosa per queste manifestazioni della natura, la «casa dei fulmini» è centro di attacchi da parte di tutte le saette elettriche della zona. Spesso gli stessi studiosi, malgrado la scrupolosa attenzione, non sono indenni dai loro pericolosi oggetti di studio, ed i casi di scienziati e dei loro assistenti colpiti, non sono pochi. Malgrado ciò essi continuano coraggiosamente la loro opera. Economicamente parlando, i danni provocati dal fulmine ogni anno assommano a diverse centinaia di milioni. Intere foreste spesso vengono distrutte in poco tempo dal fuoco propagatosi da un albero colpito, greggi di pecore e mandrie di bestiame annientate nello spazio di pochi secondi.
PERCHÉ C'È IL VENTO?
Sappiamo che la Terra è circondata dall'atmosfera, da una massa di aria instabile, che si sposta, rotola, si accavalla, provocando vari fenomeni che si manifestano a seconda delle particolari condizioni in cui essa si viene a trovare.
Uno di questi fenomeni è il vento, un gigantesco spostamento di masse d'aria da un punto all'altro del globo, quasi sempre in senso orizzontale.
Il vento è solitamente determinato dall'ascensione di una massa d'aria calda, che, essendo tale, tende naturalmente a salire, e dalla rapida corsa di masse d'aria fredda che rimpiazzano il vuoto provocato dall'innalzamento della prima.
Il vento può assumere determinate caratteristiche, a seconda della sua provenienza, delle zone che attraversa, degli ostacoli che incontra nel suo spostamento (catene montuose, altri venti etc.).
Può essere caldo se proviene da zone torride, freddo se viene dal Nord, umido se nasce dagli oceani, e così via.
Vi sarete senz'altro ristorati, in riva al mare, alla fresca brezza che spira dal largo, mentre sulla terra il caldo è soffocante.
Che cosa avviene, infatti?
Sulla terra, riscaldata dai raggi del sole, l'aria calda sale verso l'alto e viene rimpiazzata dall'aria fredda proveniente dal mare, che impiega più tempo per riscaldarsi.
Di notte, invece, accade il contrario: la terra si raffredda abbastanza rapidamente mentre il mare emana il calore accumulato durante il giorno: allora l'aria di mare, più calda, s'alza verso il cielo e viene rimpiazzata dall'aria fredda proveniente dalla terra.
Di giorno, dunque, abbiamo la brezza di mare, e, di notte, la brezza di terra.
Tutto ciò avviene entro limiti relativamente ristretti, dal mare alla terra e viceversa, da una valle ad una montagna e così via.
Ma il meccanismo resta lo stesso anche quando si riferisce a zone molto più estese.
Fin dai tempi più antichi gli uomini hanno cercato di classificare i venti, basandosi sulla loro direzione consueta.
È nata così la «rosa dei venti» che dalle iniziali quattro punte (i quattro punti cardinali) è oggi arrivata fino a trentadue punte, a ciascuna delle quali corrisponde un vento.
PERCHÉ C'È LA NEBBIA?
Nell'atmosfera si trova sempre una certa quantità di vapore acqueo, poiché l'acqua dei fiumi, dei laghi e del mare, sotto il calore dei raggi del sole, si riscalda ed evapora.
Questa umidità che esala la terra sale verso il cielo finché non incontra temperature rigide che determinano il processo contrario e trasformano il vapore nuovamente in acqua.
Questo è il modo in cui si formano le nubi.
Ma non tutta l'umidità che sale dalla terra, raggiunge grandi altezze.
Specialmente nelle regioni fredde, dal clima continentale, il vapore acqueo che sale dai fiumi e dai laghi, incontra immediatamente temperature molto basse e si condensa.
Ed ecco la nebbia che grava impenetrabile sulla superficie terrestre in banchi più o meno estesi. Essa è un inconveniente piuttosto fastidioso sia perché limita la visibilità costituendo un notevole intralcio per il traffico e un grave pericolo per i conducenti delle auto, sia perché, avvolgendo le città, raccoglie gli scarichi fumogeni delle ciminiere, degli impianti di riscaldamento, dei tubi di scarico delle automobili e non permette loro di disperdersi.
PERCHÉ C'È IL GHIACCIO?
Tutti i liquidi, convenientemente raffreddati, solidificano. L'acqua, quando raggiunge gli zero gradi ed oltre, diventa ghiaccio.
L'acqua e il ghiaccio presentano, però, un comportamento del tutto particolare rispetto agli altri liquidi resi solidi dal raffreddamento. Ad esempio, una certa pressione, solitamente, fa abbassare il punto di solidificazione dei liquidi per il ghiaccio è l'inverso.
Esercitando una certa pressione su di una superficie ghiacciata, essa si scioglie, e ciò spiega il lento scorrimento dei ghiacciai montani che scendono a valle sia perché in pendenza sia perché la parte inferiore, sotto il peso della superiore, si scioglie e favorisce lo slittamento.
Gli altri liquidi, solidificando, generalmente si contraggono, diminuiscono, cioè, di volume.
L'acqua, al contrario, trasformandosi in ghiaccio aumenta di volume. Ciò spiega perché d'inverno le tubature dell'acqua potabile possono scoppiare ed anche perché il babbo è costretto a mettere l'antigelo nel radiatore dell'automobile: se non lo facesse l'acqua che si trova nel motore e serve per raffreddarlo quando è in moto, di notte gelerebbe e, aumentando di volume, farebbe scoppiare le pareti del motore.
La neve e la grandine sono due aspetti naturali dell'acqua che diventa ghiaccio e si formano nelle nubi che vengono in contatto con quelle zone fredde la cui temperatura è inferiore a zero gradi. Queste forme di ghiaccio, a volte piacevoli, a volte dannose alle colture (specialmente la grandine), non sono le sole esistenti in natura.
L'uomo, dopo aver scoperto la proprietà del freddo di conservare le derrate alimentari, ha inventato meccanismi capaci di produrre artificialmente il ghiaccio.
Queste sono i frigoriferi, del cui funzionamento parleremo in seguito.
