Neve. Aggiornamento EAI 11 marzo 2017 Pian del Frais

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1 Neve Aggiornamento EAI 11 marzo 2017 Pian del Frais 1

2 Formazione della neve 2

3 LA NEVE definizione Forme cristalline solide dell acqua; cristalli di ghiaccio si formano nell atmosfera a varie quote e condizioni

4 IL MANTO NEVOSO O NEVE AL SUOLO definizione struttura complessa diversificata ed in continua evoluzione formato da un miscuglio di acqua allo stato solido (ghiaccio sia cristallino sia amorfo), allo stato liquido, allo stato di vapore, di aria e varie altre sostanze e materiali raccolti durante la precipitazione o inglobati al suolo gli equilibri tra queste sostanze e la loro conformazione, nel caso del ghiaccio, determinano le caratteristiche e il comportamento del manto nevoso Daniele Moro Igor Chiambretti

5 formazione della neve meteorica IL CICLO DELL ACQUA

6 formazione della neve meteorica in atmosfera l acqua è presente allo stato gassoso (vapore), allo stato liquido e solido (ghiaccio) in aria pura la solidificazione dovrebbe iniziare, in teoria, a 0,1 C ma in realtà (alta turbolenza e variabilità delle condizioni) l acqua resta a lungo in sovrafusione

7 formazione della neve meteorica per fortuna l aria non è pura e in presenza di particolari pulviscoli (caoliniti, polveri di argille, vari prodotti di eruzione vulcanica, ecc.) la solidificazione può avvenire già a 9 C e quindi a quote basse con buona concentrazione di vapore i granuli di pulviscolo funzionano da catalizzatori: abbassano l energia di attivazione per la formazione dei legami molecolari ( nuclei di congelamento ) con la formazione del microcristallo di ghiaccio

8 formazione della neve meteorica per fortuna l aria non è pura e in presenza di particolari pulviscoli (caoliniti, polveri di argille, vari prodotti di eruzione vulcanica, ecc.) la solidificazione può avvenire già a 9 C e quindi a quote basse con buona concentrazione di vapore i granuli di pulviscolo funzionano da catalizzatori: abbassano l energia di attivazione per la formazione dei legami molecolari ( nuclei di congelamento ) con la formazione del microcristallo di ghiaccio 8

9 formazione della neve meteorica si formano cristalli sempre più grossi con la crescita sui tre assi della struttura cristallina esagonale tipica dell acqua alla forma solida

10 Quota della nevicata 10

11 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente variabilissime dando luogo a una grande molteplicità di forme: qui vediamo una piastra, un prisma, un dendrite, un dendrite brinato o neve pallottolare, una piastra poi sviluppatasi in prisma, aghi

12 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F1 PIATTI

13 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F2 STELLE

14 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F3 COLONNE

15 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F4 AGHI

16 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F5 DENDRITI SPAZIALI

17 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F6 COLONNE CHIUSE

18 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F7 PARTICELLE IRREGOLARI

19 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F8 GRAPPOLI

20 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F9 NEVISCHIO

21 Varie forme della neve meteorica il processo avviene nella libera atmosfera e quindi in condizioni ovviamente molto variabili dando luogo a una grande molteplicità di forme F1 PIATTI F2 STELLE F3 COLONNE F4 AGHI F5 DENDRITI SPAZIALI F6 COLONNE CHIUSE F7 PARTICELLE IRREGOLARI F8 GRAPPOLI F9 NEVISCHIO F10 GRANDINE 0 /-3 C 0 /-3 C -5 /-8 C -3 /-5 C -10 /-18 C -8 /-10 C -8 /-10 C -18 /-20 C -18 /-20 C -20 /-25 C F10 GRANDINE

22 Supersaturazione (g/m 3 ) 0,3 Forme e condizioni di formazione Formazione di superfici Formazione di bordi e angoli PIATTI COLONNE PIATTI COLONNE E PIATTI Formazione di angoli aghi dendriti 0,2 dendriti colonne cave piatti settorati curva saturazione acqua Formazione di bordi 0,1 piatti piatti sottili colonne piatti solidi Temperatura (C ) piatti prismi Semi- 0 solidi equilibrio C la forma è influenzata dalla supersaturazione di vapore rispetto al ghiaccio e dalla temperatura, mentre la velocità di formazione è meno influente

23 Particelle di precipitazione brinate oltre alla assunzione per sublimazione si può avere l assunzione diretta di goccioline di acqua in condizioni di forte umidità sulla superficie fredda dei cristalli = brinamento avviene in condizioni di turbolenza con risalita dei cristalli all interno della nube stessa

24 si ha così la formazione del nevischio o neve pallottolare una forma particolarmente importante perché forma ottimi piani di scivolamento per le valanghe Neve pallottolare

25 25

26 altre idrometeore solide brina di superficie sublimazione di vapore con cristallizzazione (deposizione) su superfici fredde in assenza di vento di giorno riscaldamento con accumulo di vapore al suolo, di notte forte irraggiamento con raffreddamento della superficie della neve = deposizione (sublimazione inversa) con formazione di lamelle o ventagli strutture estremamente fragili e ottime per costituire lo strato debole e il piano di scivolamento delle valanghe nel caso di inglobamento nel manto nevoso

29 altre idrometeore solide brina di superficie 29

30 altre idrometeore solide brina di superficie 30

31 altre idrometeore solide brina di superficie

32 Condizioni che favoriscono la crescita di brina di superficie Cielo sereno Favorisce il raffreddamento della superficie del manto nevoso (quindi la creazione di un substrato freddo) attraverso l irraggiamento Assenza di vento o vento debole La presenza di vento impedisce il raggiungimento della temperatura di rugiada. La calma di vento o il vento molto debole, invece, favorisce un continuo apporto di umidità e la rapida crescita della brina di superficie Terreno poco esposto al vento (vallecole, radure bosco, limite del bosco) Temperature dell aria basse Aumentano l umidità relativa Alta umidità relativa Apporta più umidità disponibile per la crescita dei cristalli di brina di superficie Vicinanza a fonti di vapor d acqua Corsi d acqua, specchi lacustri, terreno umido e vegetazione favoriscono l aumento dell umidità relativa delle masse d aria

33 altre idrometeore solide galaverna brina opaca o brina soffice o galaverna in presenza di nebbia o nubi basse (forte umidità), con temperature minori di 0 C e con vento si ha solidificazione di gocce di acqua in forma di granuli di ghiaccio bianco opaco sui lati esposti al vento anche questa è una struttura decisamente fragile e quindi pericolosa nel caso di inglobamento nel manto nevoso

34 altre idrometeore solide: sferette di ghiaccio goccioline di pioggia ghiacciate costituirebbero un grosso pericolo: struttura decisamente fragile e quindi pericolosa nel caso di inglobamento nel manto nevoso Ma in generale non si verificano precipitazioni in grado di formare strati deboli

35 altre idrometeore solide: grandine crescita di grani di ghiaccio amorfo, in atmosfera con molta turbolenza, per solidificazione in vari strati di acqua sopraffusa se si seziona un grano si individuano le stratificazioni; meno importante per le valanghe: si verifica in genere nei mesi caldi ed è più rara in inverno

36 La neve al suolo: il manto nevoso Il manto è un miscuglio, in proporzioni variabilissime, di cristalli di ghiaccio, vapore d'acqua, acqua liquida, aria e vari altri componenti meteorici o presenti al suolo la struttura, composizione e caratteristiche chimico fisiche sono in continua evoluzione a causa di molteplici fattori

37 Fattori che influenzano l evoluzione del manto nevoso Nuove precipitazioni Radiazione incidente Radiazione riflessa Trasferimento turbolento del calore Radiazione notturna venti Bilancio negativo (radiazione diffusa nell atmosfera) Radiazione infrarosso Bilancio positivo (radiazione assorbita) Bilancio negativo (radiazione diffusa nell atmosfera) Flusso geotermico Bilancio positivo per apporto di calore Bilancio variabile in funzione della temperatura dell agente atmosferico

38 Fattori che influenzano l evoluzione del manto nevoso: pressioni Il carico indotto dall accumulo di nuove precipitazioni nevose (es. 50 cm di neve con densità = 150 kg/mc determina un carico di 75 kg/mq), pioggia, sollecitazioni esterne (persone, animali, mezzi, vento) causa una diminuzione degli spessori, compattazione, variazione delle forme cristalline, diminuzione del contenuto in aria Assestamento e sinterizzazione per compressione

39 Il flusso di calore geotermico apporto di calore dovuto al calore interno al pianeta (calore latente immagazzinato alla sua formazione, decadimento di materiali radioattivi, sprigionamento di energia per gli attriti tra le placche continentali, ecc.) è un flusso costante di 50 kcal/cmq/anno con un manto di cm (ottimo isolante) il flusso geotermico determina una temperatura di 0 C al suolo condizione decisiva per l'evoluzione della neve al suolo: è il solo fattore costante 0 C Flusso geotermico Bilancio positivo per apporto di calore

40 Fattori che influenzano l evoluzione del manto nevoso: radiazione incidente soleggiamento diretto = alte frequenze (quelle dell ultravioletto e quelle del visibile)= le nevi fresche riflettono fino al 90% con un minimo del 60% per le nevi sporche e con grossi cristalli tondeggianti per questo la radiazione diretta scalda pochissimo il manto nevoso Radiazione incidente Radiazione riflessa 40

41 FINE 41