Nubi nottilucenti (nubi polari mesosferiche)


Definizione

Nubi simili a tenui Cirrus, ma di solito di colore bluastro o argenteo; si stagliano nel buio del cielo notturno ben oltre il tramonto estivo perché si trovano nella mesosfera.

Nube nottilucente

Costituzione fisica

Le nubi nottilucenti sono composte da piccolissimi cristalli di ghiaccio d'acqua formatisi su minuscole particelle di polvere, forse di origine cosmica da micrometeore. Si ritiene che il diametro medio delle particelle delle nubi nottilucenti sia di circa 0,3 μm. Le nubi nottilucenti si formano solo durante l'estate, quando le temperature nella mesosfera sono più fredde. Per la formazione delle nubi nottilucenti sono necessarie temperature inferiori a -120 °C circa.


Note esplicative

Le nubi stratosferiche polari di ghiaccio, o nubi madreperlacee, si verificano principalmente alle alte latitudini durante l'inverno, quando le temperature nella stratosfera scendono al di sotto del punto di brina. Sono più comuni in Antartide, ma sono state osservate anche nell'Artico, in Scozia, in Scandinavia, in Alaska, in Canada e nella Federazione Russa settentrionale. In rare occasioni sono state segnalate anche in altre zone dell'Europa settentrionale. Le nubi madreperlacee sono spesso nubi lenticolari associate alle onde di gravità e quindi si trovano sottovento alle catene montuose che inducono onde di gravità in propagazione verticale verso la stratosfera. La loro formazione può anche essere associata a forti temporali in troposfera.
Di giorno, le nubi madreperlacee assomigliano spesso a cirri pallidi. Dopo il tramonto, sono caratterizzate da brillanti colori iridescenti, più estesi e più intensi dell'iridescenza localizzata,  che spesso appare sui bordi delle nubi troposferiche sottili (ad esempio, Altocumulus lenticularis). L'iridescenza è più brillante quando il Sole si trova qualche grado sotto l'orizzonte. Successivamente, con il Sole ancora più basso sotto l'orizzonte, i vari colori vengono sostituiti da una colorazione generale che passa dall'arancione al rosa e contrasta vivacemente con il cielo ancora più scuro.
Se Cirrus e nubi madreperlacee coesistono dopo il tramonto, l'alta quota delle nubi madreperlacee fa sì che esse mostrino colori brillanti dopo che i Cirrus sono già diventati grigi. Le nubi madreperlacee lenticolari restano ferme sulla cresta di un'onda gravitazionale, anche se l'aria scorre all'interno della nube. Le nubi madreperlacee non lenticolari possono sembrare muoversi lentamente, a causa della loro distanza dall'osservatore, quando appaiono sopra il Sole al tramonto.

Le nubi nottilucenti si osservano generalmente durante gli orari crepuscolari, quando il Sole si trova tra i 6° e i 16° sotto l'orizzonte dell'osservatore, con la migliore visibilità quando il Sole si trova a circa 10° sotto l'orizzonte. Quando il Sole si trova a meno di 6° sotto l'orizzonte, lo sfondo del cielo è troppo luminoso per poter effettuare un'osservazione soddisfacente, mentre quando il Sole si trova a più di 16° sotto l'orizzonte, il livello in cui si formano le nubi non è più illuminato dai raggi solari. Le nubi nottilucenti brillanti possono essere appena rilevate quando il Sole è tra 2° e 6° sotto l'orizzonte, ma è difficile distinguerle dai Cirrus alti in queste circostanze.
Quando si osservano manifestazioni di nubi nottilucenti luminose e ben sviluppate in condizioni di cielo sereno, l'identificazione è facile, anche per un osservatore inesperto. La difficoltà può sorgere, invece, quando si identificano nubi nottilucenti deboli e prive di dettagli strutturali. L'identificazione è più difficile se oscurata da nubi troposferiche. In caso di dubbio, l'osservatore deve accertarsi che l'oggetto non sia un'aurora o una nube troposferica o una scia di condensazione illuminata dal sole o dalla luna.
Ciò che distingue manifestamente le nubi nottilucenti dalle nubi troposferiche è la loro visibilità notturna, il loro evidente colore bianco-blu e la loro scomparsa all'alba, in prossimità del crepuscolo naturale. Le manifestazioni luminose possono essere spettacolari e molto evidenti per un osservatore casuale. Al crepuscolo dopo il tramonto, le nubi nottilucenti hanno una colorazione grigiastra o blu pallido e, con l'avanzare del tempo, diventano sempre più brillanti; appaiono di colore bianco-bluastro come l'argento ossidato, bianco perlaceo o blu elettrico. A volte, quando le nuvole sono vicine all'orizzonte, il colore assume sfumature dorate, rossastre o verdastre. In alcune occasioni, le nuvole possono presentare un bordo superiore rosso.
A mezzanotte, le nubi nottilucenti possono essere viste piuttosto basse sull'orizzonte settentrionale (nell'emisfero nord), o basse sull'orizzonte meridionale (nell'emisfero sud). Con l'avvicinarsi dell'alba, possono apparire in una porzione maggiore del cielo, prima di scomparire all'alba.
I seguenti suggerimenti saranno utili per identificare le nubi nottilucenti:
  • Le nubi nottilucenti sono sempre più luminose del cielo crepuscolare; pertanto, le nubi che si stagliano come sagome scure sullo sfondo del cielo non possono essere nubi nottilucenti.
  • Le nubi troposferiche, quando sono illuminate dalla Luna, dalla luce della città o dalla luce diffusa dalla parte luminosa del cielo, possono apparire più luminose dello sfondo della volta celeste se questa è piuttosto scura. Tuttavia, queste nubi si distinguono dalle nubi nottilucenti per il loro colore e la loro forma. Sono di colore bianco lattiginoso, mentre le nubi nottilucenti brillano di un bianco bluastro; inoltre, a differenza delle nubi nottilucenti, queste nubi continueranno a essere visibili durante il crepuscolo naturale e dopo l'alba.
  • I Cirrus illuminati dal Sole appena sotto l'orizzonte sono generalmente colorati di giallo, arancione e rosa. Le nubi di questi colori non sono generalmente nubi nottilucenti.
  • Un binocolo può aiutare a identificare le nubi nottilucenti. Con l'ingrandimento, i dettagli più fini di quelli che si possono vedere a occhio nudo possono essere scorti con precisione. Questo non è il caso del Cirrus, che tende a essere nebuloso quando viene osservato con un binocolo
La luminosità delle nuvole nottilucenti può essere stimata in base alla scala in cinque punti riportata nella seguente tabella.

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Scala Descrizione
1 Nubi nottilucenti molto tenui, appena visibili sullo sfondo del cielo crepuscolare; rilevabili solo attraverso un esame molto attento del cielo.
2 Nubi nottilucenti facilmente individuabili, ma con bassa luminosità
3 Nubi nottilucenti chiaramente visibili, che si stagliano nettamente sul cielo crepuscolare
4 Nubi nottilucenti molto luminose, che attirano l'attenzione degli osservatori occasionali
5 Nubi nottilucenti estremamente luminose, che illuminano gli oggetti che le circondano
Scala di luminosità delle nubi nottilucenti

Le forme di nubi nottilucenti sono classificate come segue.
 
Sono molto tenui, mancano di una struttura ben definita e sono spesso presenti come sfondo rispetto ad altre forme. Assomigliano ai Cirrus, a volte contengono una debole struttura fibrosa e spesso presentano una luminosità tremolante. Queste velature rappresentano la forma più semplice di nubi nottilucenti e spesso precedono (di circa mezz’ora) la comparsa di nubi nottilucenti con struttura ben definita.

Nubi nottilucenti tipo I - veli
Si tratta di lunghe striature, spesso presenti in gruppi disposti approssimativamente paralleli tra loro o che si intersecano con piccoli angoli, anche se occasionalmente si può osservare una banda isolata. Sono presenti due gruppi di questo tipo:
II a: Composto da strisce con bordi diffusi e sfumati.
II b: hanno bordi ben definiti.
Le bande mostrano pochi cambiamenti di posizione in presenza di bassa altezza sull’orizzonte, anche se possono verificarsi variazioni di luminosità in periodi di 20-60 minuti all'interno della struttura generale. La struttura predominante delle nubi nottilucenti è spesso costituita da bande sfocate con poca mobilità, soprattutto quando la luminosità è scarsa. Strisce più piccole caratterizzate da deformazioni o incurvature possono trovarsi lungo le bande o diramarsi da esse. La distanza tra bande successive è solitamente compresa tra 10 km e 60 km, anche se sono stati registrati valori superiori a 100 km.

Nubi nottilucenti tipo II - Bande con bordi definiti
Si tratta di disposizioni di striature corte e approssimativamente parallele, strettamente distanziate tra loro. La distanza tra le nuvole ondulate adiacenti varia da circa 1 km a 10 km. A volte i filamenti sono disposti trasversalmente alle bande lunghe, conferendo all'insieme un aspetto a pettine o a piuma. Altre volte appaiono da soli sull’alone di sfondo. Le nubi di questa tipologia possono cambiare forma e disposizione, oppure apparire e scomparire nell'arco di alcuni minuti, molto più rapidamente e frequentemente della tipologia a bande lunghe. Anche questo tipo di nubi nottilucenti può essere suddiviso in due sottogruppi:
III a: Composto da striature corte, dritte e strette.
III b: Presentano una struttura con ondulazioni simili ad un'onda.

Bande del tipo III
Si tratta di anelli parziali o, in rare occasioni, completi di nubi con il centro scuro. A volte si osservano in forma di velo, di banda e di filamento ondulato. Si possono osservare tre gruppi:
IV a: vortici di piccolo raggio di curvatura (0,1°-0,5°), che possono apparire simili a piccole creste luminose che assomigliano a leggere increspature sulla superficie dell'acqua;
IV b: una o più bande incurvate con un raggio di curvatura di 3°-5°;
IV c: presentano una struttura ad anello su larga scala.

Vortici del tipo IV
Quando si manifestano in modo complesso, è possibile osservare due o più forme contemporaneamente. Non è raro che si verifichino due gruppi intersecanti di bande lunghe, che danno origine alla comparsa di riflessi luminosi nel punto in cui le onde si incrociano. Le strutture complesse possono essere classificate come segue:
O: forma che non rientra nei tipi I-IV di cui sopra;
S: nube nottilucente con riflessi luminosi nella struttura;
P: a fasci che si incrociano in una banda;
V: a struttura di rete.
Le nubi nottilucenti possono anche essere create artificialmente dai lanci di razzi nello spazio, quando le emissioni di scarico (vapore acqueo e particelle solide) vengono introdotti nella mesosfera. In questo caso possono essere osservate a latitudini inferiori a 45°.

Nube nottilucente struttura complessa