Quanto pesa una nuvola? E come si pesa una nuvola?
Le nuvole sono composte principalmente da aria e milioni di minuscole goccioline d’acqua, che si formano quando l’acqua si condensa attorno a una particella “seme”. Le particelle di semi possono essere qualsiasi cosa, dall’acido nitrico ai vapori rilasciati dagli alberi, ma sono generalmente molto piccole. Ci sono un paio di modi per misurare il peso di una nuvola. “Il primo è pesare il vapore acqueo che lo compone e per farlo, devi sapere qualcosa sulle dimensioni della nuvola”, Armin Sorooshian, un idrologo dell’Università dell’Arizona. Devi anche sapere quanto sono fitte le goccioline.
Diversi anni fa, Margaret LeMone, uno scienziato dell’atmosfera presso il National Center for Atmospheric Research di Boulder, in Colorado, si è interrogato sul peso dell’acqua in un cumulo medio. Quindi ha fatto i conti . Innanzitutto, ha misurato la dimensione dell’ombra di una nuvola e ne ha stimato l’altezza, assumendo una forma approssimativamente cubica. Le nuvole non sono in genere a forma di cubo, ma i cumuli sono spesso alti quanto larghi, quindi questa ipotesi ha contribuito a semplificare il calcolo del volume. Quindi, sulla base di ricerche precedenti, ha stimato la densità delle gocce d’acqua a circa 1/2 grammo per metro cubo. “Sono arrivato a circa 550 tonnellate [499 tonnellate metriche] di acqua”. È approssimativamente il peso di 100 elefanti sospesi sopra la tua testa. “È davvero impressionante”, ha detto Soroohsian. Naturalmente, diversi tipi di nuvole hanno pesi diversi. Ad esempio, “i cirri sono molto più leggeri, perché hanno molta meno acqua per unità di volume”. E i cumulonembi (i temporali scuri che vedi appena prima di una tempesta) tendono ad essere molto più pesanti. Tuttavia, “l’intero volume della nuvola non è solo goccioline; c’è anche aria”, ha detto Sorooshian. Se qualcuno volesse fare un ulteriore passo avanti nei calcoli di LeMone, potrebbe tenere conto del peso dell’aria tra ogni gocciolina. Ma se le nuvole sono così pesanti, perché non cadono? Per prima cosa, “le goccioline sono così piccole che non cadono molto velocemente”, ha detto LeMone. La goccia d’acqua media in una nuvola è circa 1 milione di volte più piccola di una goccia di pioggia, circa il rapporto tra le dimensioni della Terra e del sole. Le correnti del vento ad alta quota spingono queste minuscole goccioline, mantenendole in aria molto più a lungo che se fossero statiche. La convezione del calore aiuta anche a mantenere le gocce in alto. “Una nuvola è in realtà meno densa dell’aria direttamente sotto di essa”, ha detto Sorooshian. Man mano che l’aria calda (e l’acqua calda) sale, diventa più galleggiante dell’aria fredda (e dell’acqua fredda) sottostante, come uno strato di schiuma sopra un latte macchiato. Naturalmente, si può dire che le nuvole “cadono” sotto forma di pioggia. Quando le goccioline delle nuvole si raffreddano e si condensano l’una nell’altra, crescono, fino a diventare così pesanti da precipitare sulla Terra. Sebbene una goccia di pioggia sia molto più grande di una goccia di nuvola, ogni goccia di pioggia ha ancora un diametro di soli (2 millimetri), secondo il Centro universitario per la ricerca atmosferica. Quelle piccole gocce distribuiscono il peso abbastanza da evitare che 550 tonnellate d’acqua ti cadano sulla testa tutte in una volta. Quindi, la prossima volta che vedi una nuvoletta felice passare sopra di te, ricorda: 100 elefanti. E ringrazia le tue stelle fortunate per la convezione del calore.
