La neve è uno dei fenomeni più affascinanti della natura e forse proprio per questo la nascita di un fiocco di neve è una storia lunga, assai lunga, tanto da coinvolgere quasi tutte le leggi della dinamica e della termodinamica dell’atmosfera. Una storia avventurosa, insomma, quella di un fiocco di neve, storia che grosso modo potremmo sintetizzare così.
Un giorno le grandi correnti occidentali che incessantemente percorrono il pianeta alle medio-alte latitudini, disturbate da una catena montuosa, improvvisamente iniziarono a zig-zagare (figura) lungo i meridiani. Le onde si amplificarono progressivamente nel verso Nord-Sud nell’arco di qualche giorno. E’ così che venne trascinata fino a 35-40 gradi di latitudine, fino ad abbracciare tutto il Mediterraneo centro-occidentale, l’aria fredda del circolo polare che fino a qualche giorno prima ruotava in senso antiorario intorno al polo Nord, mantenuta in movimento dal motore del vortice polare, un profonda bassa pressione che a tutte le quote staziona in permanenza appunto sulla fascia polare.

La storia che volevamo raccontarvi sarebbe potuta finire qui e l’evento sarebbe passato inosservato o al più sarebbe stato ricordato come una normale out-break di aria fredda verso le medio-basse latitudini, un evento abbastanza normale nella stagione fredda. Ma quel giorno la storia ebbe un seguito. Infatti dopo appena 1-2 giorni su quell’immenso lago di aria sfuggita dal circolo polare iniziarono a scorrere correnti di aria calda proveniente dalla fascia subtropicale. Le masse d’aria calda, sospinte a più alte latitudini da un ciclone extratropicale giunto dall’Atlantico, si erano notevolmente umidificate durante il prolungato scorrimento a contatto con la superbie marina dell’Oceano Atlantico, prima, e di quella del Mediterraneo, poi. Ma l’aria calda non appena venne a contatto con il muro di aria fredda, spesso 4-6 km, fu costretta a scivolarvi sopra e a salire via via sempre più in alto. Ma in tal modo a seguito  della espansione adiabatica nell’ascesa verso pressioni via via minori, la massa si raffreddò di 1 °C ogni 100 metri  tanto che intorno 500-1000 metri di quota,  la massa d’aria divenne satura e iniziò a condensare in una nube  il surplus di vapore. Le nubi,  si spinsero verso l’alto per 4-5 km, fin là dove fu ancora attivo il sollevamento forzato provocato dal lago di aria fredda. Le strutture nuvolose così generate erano nubi  fredde, ovvero nubi a temperatura sotto zero, perché appunto immerse nell’ambiente  a temperatura negativa della irruzione fredda. Le nubi fredde hanno la peculiarità di essere costituite  da un mixing di microscopici cristalli di ghiaccio ( in una miriade di forme) e da goccioline liquide (droplets) di 20-30 micron circa, le quali restano allo stato liquido nonostante l’ambiente sia a temperatura sotto zero (fenomeno della sopraffusione).

Ma di nuovo la nostra  storia poteva finire qui., con una copertura nuvolosa compatta sull’area mediterranea ma senza alcuna precipitazione. Però quel giorno l’aria in ascesa era particolarmente umida cosicché generò nella nube un numero elevato di cristalli di ghiaccio e di droplets, una condizione ideale perché i cristalli di ghiaccio tendano ad accrescersi a spese del vapore sottratto all’ambiente circostante  e alle goccioline di nube (il numero di molecole che in un secondo evaporano da un droplets è maggiore del numero di molecole che in pari tempo evaporano da un cristallo di ghiaccio cosicché il cristallo si ingrossa a spese della gocciolina). E così venne alla luce un fiocco di neve. Per di più quel giorno le correnti ascendenti erano anche particolarmente intense cosicché i molti turbolenti in senso alla nube facilitarono l’incontro di singoli cristalli di neve fino a formare altri fiocchi di neve. Il fiocco di neve, divenuto troppo pesante e quindi non più sostenuto dalle stesse correnti ascendenti che tengono sospesa la nube, esce dalla base della nube e inizia il suo cammino verso terra. Ma  ecco che di nuovo la storia poteva interrompersi qui perché sfortunatamente quel giorno il fiocco  nella su caduta verso il suolo avrebbe potuto essere costretto  ad attraversare uno spesso strato a temperatura positiva cosicché fece in tempo a sciogliersi prima ancora di toccare terra. Insomma sarebbe stata solo una normale giornata piovosa. Ma invece quel giorno, ancora per una serie di fortuite circostanze, nell’attraversare lo strato freddo lasciato dall’irruzione di aria polare, non fece in tempo a fondere  perché, magari,il fiocco era grande  e veloce o, meglio ancora, perché lo strato freddo tra la base della nube  e il suolo era a temperatura sotto zero o prossima allo zero. E così la storia ebbe un lieto fine perché dopo il primo fioco, ancora un altro raggiunse il suolo e poi ancora un altro e così via , finché una bianca coltre nevosa non ricoprì le vie, le case e i prati. La  magia questa volta ha avuto successo ma se pensate quanti ostacoli ha dovuto superare il fiocco di neve per vedere la luce e per poi raggiungere il suolo, possiamo dire che la neve è un vero miracolo della natura.

Ma come ricorderete la magia era partita da molto lontano perchè aveva preso le prime mosse da quell’enorme vortice di aria fredda entro il circolo polare e dalle correnti occidentali che scorrono ai bordi di tale vortice. Insomma si tratta di… faccende legate alla circolazione generale dell’atmosfera. Ecco perché per capire come nasce un fiocco di neve occorre partire da così lontano.