Guardando il cielo può capitare di vedere qualcosa di curioso: sotto una nube compaiono strisce di precipitazione che sembrano scendere verso il terreno, ma a un certo punto diventano sempre più sottili fino a scomparire.

Da lontano può sembrare che stia piovendo intensamente, eppure al suolo non cade nemmeno una goccia.

Questo fenomeno prende il nome di virga.

La virga è una precipitazione che si forma normalmente all’interno di una nube e inizia a cadere, ma evapora o sublima prima di riuscire a raggiungere il terreno.

È uno degli esempi più interessanti di quanto le condizioni presenti tra una nube e il suolo possano essere diverse da quelle che osserviamo direttamente dalla superficie.

Che cos’è esattamente la virga?

Dentro una nube possono formarsi gocce d’acqua, cristalli di ghiaccio oppure entrambe le cose.

Quando queste particelle diventano abbastanza grandi, iniziano a cadere per effetto della gravità.

Se sotto la nube l’aria è sufficientemente umida, la precipitazione può raggiungere normalmente il terreno.

Se invece attraversa uno strato di aria molto secca, le gocce possono iniziare a evaporare rapidamente.

Nel caso di cristalli di ghiaccio o neve, può avvenire anche la sublimazione, cioè il passaggio diretto dallo stato solido al vapore senza attraversare completamente la fase liquida.

Quando tutta la precipitazione scompare prima di arrivare al suolo, osserviamo la virga.

Come appare nel cielo?

La virga si presenta generalmente come una serie di filamenti, tende o strisce che scendono dalla base delle nubi.

La parte superiore può apparire abbastanza compatta, mentre procedendo verso il basso le strisce diventano progressivamente più sottili e sfumate.

In alcuni casi sembrano quasi pennellate sospese nel cielo.

La caratteristica più importante è proprio questa:

la precipitazione è visibile sotto la nube, ma non raggiunge il terreno.

Perché la pioggia può evaporare mentre cade?

Una goccia d’acqua che cade attraverso l’atmosfera è continuamente in contatto con l’aria che la circonda.

Se quest’aria è molto secca, l’acqua può passare progressivamente dallo stato liquido a quello di vapore.

Più l’aria è lontana dalla saturazione, maggiore può essere il potenziale di evaporazione.

La velocità con cui una goccia scompare dipende inoltre da diversi fattori:

• dimensione delle gocce;
• temperatura dell’aria;
• umidità;
• distanza tra la base della nube e il terreno;
• velocità di caduta;
• presenza di vento e turbolenza.

Una piccola goccia che deve attraversare centinaia o migliaia di metri di aria secca può quindi evaporare completamente prima di arrivare al suolo.

La precipitazione è reale anche se non bagna il terreno

È importante sottolineare un aspetto: nella virga la precipitazione esiste davvero.

Non si tratta di una nube che sembra piovosa ma dalla quale non cade nulla.

Le gocce o i cristalli stanno effettivamente precipitando dalla nube.

La differenza è che il loro viaggio termina nell’atmosfera e non sulla superficie terrestre.

Potremmo quindi avere una nube nella quale i processi di precipitazione sono già attivi mentre una persona al suolo continua a trovarsi completamente all’asciutto.

Perché la virga è più comune con aria secca sotto le nubi?

Immaginiamo una nube che si sviluppa in uno strato dell’atmosfera abbastanza umido da permettere la formazione di gocce e cristalli.

Sotto di essa può però trovarsi una massa d’aria molto più secca.

Quando la precipitazione entra in questo strato, l’acqua comincia rapidamente a evaporare.

Questo tipo di struttura verticale può verificarsi anche quando al suolo percepiamo un ambiente asciutto ma osserviamo nubi capaci di produrre precipitazioni più in alto.

La meteorologia non dipende quindi soltanto dalle condizioni misurate nei primi metri dell’atmosfera: temperatura e umidità possono cambiare profondamente con la quota.

Non esiste soltanto la virga di pioggia

La virga può essere costituita sia da acqua liquida sia da precipitazioni solide.

Quando cristalli di ghiaccio o fiocchi di neve cadono attraverso aria secca, possono sublimare progressivamente.

Da terra possiamo quindi osservare strisce bianche o grigiastre che sembrano uscire dalla nube e dissolversi molto prima di raggiungere la superficie.

Il principio rimane lo stesso: la precipitazione inizia il proprio percorso, ma l’atmosfera sottostante la elimina prima dell’arrivo al suolo.

Evaporare la pioggia richiede energia

La virga non modifica soltanto la quantità di acqua che raggiunge il terreno.

L’evaporazione stessa ha conseguenze sull’aria.

Per trasformare l’acqua liquida in vapore è necessaria energia.

Durante questo processo viene assorbito calore dall’ambiente circostante e l’aria interessata può quindi raffreddarsi.

Questo processo prende il nome di raffreddamento evaporativo.

È lo stesso principio fisico che contribuisce, per esempio, alla sensazione di fresco quando l’acqua evapora da una superficie bagnata.

Aria più fredda significa aria più densa

Quando l’aria viene raffreddata dall’evaporazione delle precipitazioni può diventare più densa rispetto all’aria circostante.

Una massa d’aria più fredda e densa tende più facilmente a muoversi verso il basso.

Per questo sotto alcune precipitazioni che evaporano possono svilupparsi o intensificarsi correnti discendenti.

La virga non è quindi soltanto un fenomeno estetico visibile nel cielo: può partecipare attivamente alla dinamica dell’atmosfera.

Virga e raffiche di vento

Se il raffreddamento evaporativo è abbastanza marcato, l’aria discendente può accelerare e arrivare verso gli strati più bassi.

Avvicinandosi al terreno, questa corrente può poi espandersi lateralmente producendo raffiche.

Questo meccanismo è particolarmente importante in presenza di nubi convettive.

Non significa però che ogni virga produca automaticamente un downburst o un microburst.

La maggior parte delle virga può essere osservata senza conseguenze particolarmente intense al suolo.

Tuttavia l’evaporazione delle precipitazioni è uno dei processi che, in determinate condizioni, può contribuire allo sviluppo di forti correnti discendenti.

Che differenza c’è tra virga e downburst?

Sono due concetti differenti.

La virga descrive una precipitazione che evapora o sublima prima di raggiungere il terreno.

Un downburst descrive invece una forte corrente d’aria discendente che raggiunge la superficie e si espande rapidamente verso l’esterno.

I due fenomeni possono essere collegati fisicamente attraverso il raffreddamento evaporativo, ma uno non implica necessariamente l’altro.

È quindi scorretto vedere una virga e concludere automaticamente che sia in corso o stia per verificarsi un downburst.

Perché a volte sembra che la pioggia venga trascinata lateralmente?

Le strisce della virga non sono sempre perfettamente verticali.

Il vento cambia spesso velocità e direzione con la quota.

Mentre le gocce scendono possono quindi essere trasportate lateralmente, creando strutture inclinate o curve.

In alcune situazioni la parte più bassa della precipitazione può essere spostata molto lontano rispetto al punto della nube dal quale è iniziata a cadere.

Questo rende la virga ancora più evidente e può creare spettacolari strutture filamentose.

Il vento con la quota può raccontarci molto

Osservando attentamente una virga possiamo talvolta intuire anche la presenza di wind shear, cioè variazioni del vento tra differenti livelli atmosferici.

Se le strisce sono orientate in modi diversi a quote differenti, significa che la precipitazione viene trasportata da correnti che non sono identiche lungo tutto il percorso.

Naturalmente un’osservazione visuale non permette di misurare precisamente velocità e direzione del vento alle varie quote, ma può offrire indizi interessanti sulla struttura dell’atmosfera.

Perché vediamo la virga da lontano ma magari non ce ne accorgiamo sotto?

Per riconoscere bene una virga è spesso utile osservare la nube lateralmente.

Da diversi chilometri di distanza possiamo vedere l’intero spazio tra la base della nube e il terreno e distinguere chiaramente le strisce che si dissolvono.

Se ci trovassimo direttamente sotto la stessa nube, invece, la prospettiva potrebbe rendere molto più difficile capire dove termina la precipitazione.

Potremmo semplicemente osservare un cielo scuro senza accorgerci che, qualche chilometro più lontano, qualcuno vede perfettamente la tenda di virga.

Virga e rovesci: non sono la stessa cosa

Durante un normale rovescio la precipitazione riesce a raggiungere il terreno.

Possiamo quindi osservare una tenda di pioggia che collega visivamente la nube alla superficie.

Con la virga, invece, la parte inferiore della tenda diventa progressivamente meno definita fino a scomparire.

Da lontano questa differenza può essere molto evidente:

rovescio → la precipitazione arriva al suolo;
virga → la precipitazione svanisce prima di raggiungerlo.

Può iniziare come virga e poi trasformarsi in pioggia al suolo?

Sì.

Quando le prime gocce iniziano a cadere attraverso uno strato secco, possono evaporare completamente.

Ma evaporando aggiungono vapore acqueo all’aria attraversata.

Se la precipitazione continua, lo strato può progressivamente diventare più umido.

A un certo punto le nuove gocce possono riuscire a sopravvivere più a lungo e raggiungere finalmente la superficie.

Possiamo quindi assistere a una fase iniziale di virga seguita dall’arrivo vero e proprio della pioggia.

La virga può raffreddare l’aria prima dell’arrivo della pioggia

Lo stesso processo può spiegare un fenomeno che talvolta percepiamo poco prima di una precipitazione.

La pioggia che evapora sopra di noi raffredda progressivamente l’aria.

Quest’aria può poi scendere e raggiungere la superficie.

È quindi possibile avvertire un calo di temperatura o una raffica fresca prima che le prime gocce riescano effettivamente a raggiungere il terreno.

Naturalmente non ogni diminuzione di temperatura prima di un temporale è causata esclusivamente dalla virga, ma il raffreddamento evaporativo può contribuire in maniera importante.

Come possiamo riconoscerla?

Durante l’osservazione del cielo possiamo cercare alcuni elementi caratteristici:

• strisce di precipitazione visibili sotto la nube;
• filamenti che diventano progressivamente più sottili verso il basso;
• assenza di un collegamento visibile tra precipitazione e terreno;
• aspetto inclinato o ricurvo per effetto del vento;
• terreno apparentemente asciutto sotto o vicino alla struttura.

Da soli questi elementi non permettono sempre una classificazione perfetta, soprattutto a grande distanza, ma rappresentano ottimi indizi.

È più facile osservarla con alcune condizioni di luce

La visibilità della virga dipende molto anche dall’illuminazione.

Una nube osservata lateralmente con il Sole in una posizione favorevole può rendere le tende di precipitazione estremamente evidenti.

In altri momenti, la stessa struttura potrebbe quasi scomparire visivamente a causa del contrasto ridotto con lo sfondo.

È quindi possibile che la virga sia presente senza essere particolarmente evidente a occhio nudo.

Cosa ci insegna sulla struttura dell’atmosfera?

La virga dimostra in modo molto intuitivo che l’umidità dell’atmosfera non è uniforme con la quota.

Possiamo avere:

uno strato abbastanza umido da formare una nube;

una zona nella quale nasce la precipitazione;

e, immediatamente sotto, uno strato molto più secco capace di farla evaporare.

Tutto questo può verificarsi nello stesso punto geografico, separato soltanto da alcune centinaia o migliaia di metri in verticale.

Una stazione meteorologica al suolo potrebbe non registrare nulla

Immaginiamo una virga perfettamente sviluppata sopra una stazione meteorologica.

La nube produce precipitazione, le gocce cadono, ma evaporano completamente prima di raggiungere il pluviometro.

Il risultato può essere:

precipitazione visibile nel cielo, ma accumulo al suolo pari a 0 mm.

Non c’è alcuna contraddizione.

Il pluviometro misura soltanto l’acqua che riesce effettivamente a raggiungerlo.

Ciò che evapora alcune centinaia di metri sopra il sensore non può naturalmente essere registrato come precipitazione caduta.

Radar e pluviometro possono raccontare cose diverse

Questo concetto diventa interessante anche quando confrontiamo strumenti differenti.

Un radar meteorologico osserva le precipitazioni presenti nell’atmosfera attraverso il segnale restituito da gocce, cristalli e altre particelle.

Un pluviometro misura invece esclusivamente l’acqua che raggiunge fisicamente la superficie.

In una situazione di virga è quindi possibile che un sistema di osservazione rilevi precipitazione in quota mentre il pluviometro al suolo continui a registrare zero.

È uno dei motivi per cui osservazioni diverse devono essere interpretate insieme e non considerate automaticamente equivalenti.

Una nube scura non garantisce che arriverà la pioggia

Quando vediamo una nube con evidenti tende di precipitazione potremmo pensare che la pioggia sia inevitabile.

La virga dimostra invece che tra la nube e noi esiste ancora una parte importante dell’atmosfera da attraversare.

Se quella zona è abbastanza secca, anche una precipitazione perfettamente sviluppata può non raggiungere mai il terreno.

Osservare soltanto la base della nube, quindi, non sempre permette di sapere ciò che effettivamente accadrà al suolo.

Un fenomeno semplice che nasconde molta meteorologia

La virga nasce da un principio apparentemente elementare: l’acqua cade dalla nube e incontra aria troppo secca per riuscire a sopravvivere fino al terreno.

Ma dietro questa semplice descrizione troviamo numerosi processi:

• formazione delle precipitazioni;
• evaporazione e sublimazione;
• distribuzione verticale dell’umidità;
• raffreddamento evaporativo;
• variazione della densità dell’aria;
• correnti discendenti;
• vento a differenti quote.

È quindi un fenomeno perfetto per capire quanto possa essere dinamico lo spazio apparentemente vuoto tra una nube e il terreno.

La prossima volta guarda sotto le nuvole

Quando osserviamo il cielo tendiamo a concentrarci sulla forma e sul colore delle nubi.

Ma spesso è proprio ciò che accade sotto di esse a raccontarci la parte più interessante della storia.

Se vediamo lunghe strisce di precipitazione che scendono e poi si dissolvono senza raggiungere il terreno, potremmo trovarci davanti a una virga.

La pioggia è realmente partita dalla nube.

Ha semplicemente incontrato un’atmosfera troppo secca per completare il proprio viaggio.

Una precipitazione che esiste nel cielo, ma scompare prima ancora di poter bagnare il suolo.