Come nasce un fiocco di neve ?
La formazione di un fiocco di neve è dovuta all’aggregazione di molteplici cristalli di ghiaccio, e la sua dimensione può arrivare sino ad un centimetro prima di arrivare al suolo e sarà tanto più grande quanto più l’aria è umida e quanto più la temperatura dell’ambiente è vicina allo zero termico.
Ma qual è il processo fisico che c’è dietro questa formazione?
Gli ice nuclei, ovvero i cristalli di ghiaccio in fase iniziale, si formano all’interno di nubi che si sviluppano nello strato atmosferico tra 2000 e 6000 metri (al di sopra del freezing level); la condizione necessaria per fare in modo che questo processo abbia inizio risiede nella temperatura della nube: infatti se stiamo intorno ai -12/-17 °C non abbiano ancora la certezza che tutte le nubi contengano ghiaccio; la certezza l’avremo solamente con una temperatura inferiore a -36 °C. Questo processo è chiamato nucleazione omogenea.
Viste queste condizioni sembrerebbe molto difficile la creazione di particelle di ghiaccio, ma la natura ha servito ulteriori metodi per lo sviluppo: uno di questi è la nucleazione eterogenea, in cui le molecole d’acqua si uniscono ad altri tipi di aerosol atmosferici per formare dei veri e propri nuclei di condensazione (chiamati ice ambrion) e favorire il processo anche a temperature più alte.
Le particelle che possono permettere la formazione del ghiaccio sono molto più rare (ogni 100 milioni di particelle troviamo un solo ice nuclei) rispetto ai nuclei attorno ai quali condensano le goccioline di pioggia nelle nuvole d’acqua.
Ma come arrivano questi nuclei a diventare dei fiocchi di neve?
I processi fondamentali per l’accrescimento sono due: processo di Bergeron-Findeisen e il processo di riming.
Il primo sfrutta il processo di condensazione da parte dei nuclei, che fanno coagulare su se stessi il vapore acqueo dell’ambiente. In condizioni ambientali infatti, in cui acqua liquida e ghiaccio coesistono, è favorita la diffusione del vapore acqueo delle goccioline e la sua sublimazione sui cristalli di ghiaccio.
Il secondo invece, è un processo “per contatto” dove avviene la glaciazione istantanea della molecola d’acqua con una superficie molto fredda o con un cristallo di ghiaccio nell’atmosfera, e queste collisioni daranno vita al nostro fiocco di neve.
A cosa è dovuta la forma ?
Sappiamo bene che ogni fiocco è diverso per forma e dimensione, ne esistono addirittura 80 varianti. La caratteristica che li accomuna maggiormente è la forma piatta ed esagonale dovuta ad un accrescimento maggiore sulle punte, dove è più facile “catturare” l’umidità; una simile proprietà la troviamo nell’elettromagnetismo, il potere dispersivo delle punte.
