In questo breve articolo vi vogliamo parlare delle bellissime nuvole di Kelvin-Helmholtz. Si tratta di una delle tante forme affascinanti che possono assumere le nuvole e prendono questo strano nome dalla legge fisica della fluidodinamica scoperta dal tedesco Hermann von Helmholtz e dall’irlandese William Thomson Kelvin.
I due scienziati osservarono che se due fluidi a contatto tra loro si muovono a velocità diverse, alla prima perturbazione che avviene nel punto di contatto tra i due si formeranno perturbazioni e vortici che ne andranno a far perdere definitivamente la configurazione che era presente all’inizio.
Per farla più semplice abbiamo preso questa bellissima immagine ripresa da Beppe Dallari di Casalgrande il giorno 8 dicembre del 2020. Questa porzione di cielo è ripresa dalle colline di Casalgrande in direzione delle Alpi tra Italia, Francia e Svizzera. In quella giornata era presente una ventilazione quasi assente a livello del suolo ma in quota il vento si spostava verso nord a velocità diverse a seconda dell’altezza.
Le nuvole in oggetto sono quelle che appaiono come un impetuoso moto ondoso degno dell’artista giapponese Katsushika Hokusai.
Ma vediamo per mezzo di questa grafica di cosa si tratta:
In questo caso non parliamo di moto ondoso, la meccanica che porta alla formazione di questi “cavalloni” è completamente diversa. In questo caso abbiamo due differenti correnti d’aria che si muovo nella stessa direzione, ma a velocità diverse. La corrente d’aria superiore è più veloce rispetto a quella sottostante ma finché non interviene un agente perturbante non si innescano il vortici. La perturbazione si innesca per mezzo di una differente pressione delle due correnti d’aria che da forma ad una reciproca attrazione delle due strisce d’aria. L’aria che scorre più lenta è sottoposta ad alta pressione, mentre la più veloce si trova in condizioni di bassa pressione. Il movimento verso l’alto della corrente d’aria più lenta dilata l’aria e rende visibile un pennacchio di nuvole che, travolto dalla maggior velocità dell’aria soprastante, genera un vero e proprio vortice. La successione di vortici successivi è una diretta conseguenza della reazione a catena innescatasi.
Nuvole come queste sono abbastanza rare ma non impossibili da osservare. Ora, se ne vedrete qualcuna, saprete spiegare a chi è con voi il perché di questi riccioli.
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Dott. Matteo Benevelli
Non mi è chiaro perché l’aria più lenta sia sottoposta ad alta pressione e la più lenta a bassa Grazie
Buonasera Sig. Maurizio, la risposta la troviamo nell’equazione di Bernoulli. Questa ci dice che per un fluido ideale (come può essere l’aria) se la pressione diminuisce la velocità aumenta e, viceversa, se la pressione aumenta la velocità deve diminuire.
Un po’ come per la portanza di un profilo alare negli aerei. Il profilo è fatto in modo da creare una differenza di velocità nel flusso d’aria che lo incontra, ottenendo così una differenza di pressione. Dove l’aria passa più velocemente avremo una bassa pressione, dove invece l’aria passa più lentamente avremo un’alta pressione. Questo permette all’aereo di sollevarsi da terra.
Speriamo di averLe dato una risposta semplice ad una domanda complessa.
Restiamo a disposizione.