Perché l'aria fredda quando scivola sul mare produce la nuvolosità puntiforme?

Le “Open Convective Cells” e “Closed Convective Cells” sono nubi cumuliformi, di modeste dimensioni, distribuite su una vasta zona che non portano precipitazioni. La particolarità ancora più interessante è che questa nuvolosità, molto spesso, presenta una distribuzione di forme esagonali alternativamente vuote e piene.

Queste strutture sono il risultato di un processo di trasformazione di una massa d’aria fredda, inizialmente secca e stabile, che si sposta da una superficie fredda verso un’area con più umidità e a contatto con un bacino d’acqua caldo, come un mare o un bacino lacustre particolarmente esteso.

Dopo il passaggio di un fronte freddo le condizioni termodinamiche sono spesso “da manuale”. L’aria fredda e secca segue la linea frontale insieme a correnti discendenti che bloccano eventuali moti ascendenti. L’umidità e il calore forniti dalla superficie interagiscono con l’aria fredda e secca in transito determinando instabilità convettiva nei bassi strati (quindi formazione di cumuli).

L’instabilità bloccata dall’inversione

Questa instabilità, nei bassi strati, però viene di fatto bloccata da un’inversione termica generata dalle “subsidenze atmosferiche” presenti alle quote superiori (lenti moti discendenti in seno alla colonna troposferica). La forma geometrica tendenzialmente esagonale viene spiegata con l’instabilità di Rayleigh – Bénard.

Questo tipo di instabilità si verifica quando un fluido riscaldato dal basso con velocità ascendente uniforme è confinato sia sotto sia sopra. All’interno della cella convettiva che si forma il fluido è costretto a scendere a causa del blocco sovrastante e la presenza di più celle ravvicinate costringe a condividere per convergenza gli updratft (le correnti ascendenti che generano i cumuli), permettendo quel particolare disegno esagonale, ben apprezzabile dalle immagini satellitari (soprattutto di giorno nel canale del visibile).

Le differenze fra “Open Convective Cells” e “Closed Convective Cells”

La differenza sostanziale tra “Open Convective Cells” e “Closed Convective Cells” è che le seconde presentano nubi con maggiore contenuto di acqua liquida rispetto alle prime, a causa di una forte subsidenza che tende a diffondere la nuvolosità sul piano orizzontale.

Non è un caso se queste particolari nubi si osservano spesso in contesti anticiclonici, in cui sono evidenti inversioni termiche in quota generate dalle subsidenze e il contenuto di umidità dello strato atmosferico inferiore.

In pratica lo sviluppo delle “Open Convective Cells” e “Closed Convective Cells” si associa a una debole convezione fra la superficie marina e l’inversione termica, con quest’ultima che oltre a costituire il limite superiore delle correnti ascendenti favorisce anche la diffusione della nuvolosità sul piano orizzontale.