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Mammatus   

Le "mamma" o cumulus mammatus -   L’anvil di un cumulonembo nella luce radente del sole al tramonto ci fa vedere probabilmente la caratteristica più ornamentale del temporale, le mamma. Anche se esse sono soltanto un sottoprodotto dei processi temporaleschi senza nessuna conseguenza pratica sulla struttura del temporale e per certi aspetti hanno forma e meccanismi molto semplici, hanno comunque eluso molti tentativi si semplice spiegazione. Le nubi pendule dall’aspetto di seni (da qui il loro nome) che sembrano essere appese al di sotto dell’anvil sono state generalmente descritte in termini di instabilità, come se ciò fosse sufficiente; tuttavia nessun esperimento od altro fenomeno possono essere invocati a spiegazione di come queste forme affascinanti sono originate.

Un aspetto basilare della base dell’anvil è che separa l’aria secca priva di nubi al di sotto dalla sovrastante aria occupata dalle nubi che si trova ben al di sopra del livello di condensazione e quindi contiene una quantità considerevole di acqua nella forma di cristalli di ghiaccio. Se questo confine è soggetto a subsidenza, l’aria al di sotto sarà riscaldata più rapidamente dell’aria al di sopra, la quale sarà raffreaddata dall’evaporazione del ghiaccio.

Per ogni 100 hPa di discesa l’aria della nube diverrà più fredda di 0.2°C dell’aria libera da nubi sotto di essa, ed inizierà a precipitare in essa mentre l’aria chiara si solleverà verso la nube tra le mamma in discesa. Anche se inizialmente le mamma hanno un contorno liscio ci si aspetterebbe che, come per il top di una termica in ascesa in un cumulo, la loro superficie assuma l’aspetto a cavolfiore.

Talvolta appaiono pieghe e forme spezzate, ma come regola generale esse rimangono relativamente lisce e questo può essere chiaramente visto nella luce molto viva da cui sono illuminate. Dal momento che il contorno rimane definito non si pensa che l’evaporazione della nube nelle pieghe sia capace di causare la scomparsa delle mamma. L’altro fattore presente è il gran numero di particelle in caduta nell’anvil che hanno due importanti effetti mentre cadono fuori dalla nube. Per prima cosa, iniziano ad evaporare nell’aria secca al di sotto dell’anvil e, cosí facendo, raffreddano l’aria in misura maggiore della subsidenza già descritta. Le particelle in caduta dunque creano una buoyancy negativa che da luogo alla stessa instabilità. In secondo luogo, continuano a scendere fuori dall’aria più fredda nell’aria sottostante che non è stata raffreddata e forzata a scendere. Di conseguenza sono ritardati nella loro caduta inducendo un affollamento di particelle sul fronte di caduta che rende più netto il contorno e fornisce una zona di accumulazione che liscia le pieghe di tipo cavolfiore. Quando la base dell’anvil è inclinata in modo molto ripido in orizzontale le mamma sono spesso allungate su per la china. Quando l’anvil è molto sottile possiamo osservare cielo molto luminoso attraverso i varchi tra le mamma dove l’aria è salita nella nube.

Quando si osservano gli anvils da satellite e specialmente con il canale 3 dei satelliti NOAA si nota un effetto interessante. Nelle fasi iniziali di crescita del cumulonembo la nube è nera poichè la componente a 3.7 μm della luce solare è completamente assorbita dalle particelle più grandi. Più tardi, quando il temporale ha passato lo stadio di massima intensità, l’anvil diventa grigio, il che indica che stiamo ora osservando particelle più piccole che scatterano la radiazione solare per diffrazione. Ciò si pensa sia dovuto alla sedimentazione delle particelle nell’anvil, con le più grandi che cadono attraverso la base e le più piccole che rimangono alla sommità. Se ne deduce che la sedimentazione è un meccanismo importante per l’anvil che quindi deve essere opportunamente considerato come abbiamo fatto precedentemente.