Un nuovo studio suggerisce che il movimento fisico dei fiocchi di neve in caduta possa rivelarsi utile per gli scienziati nel calcolo di dove e quando questi cristalli si scioglieranno in gocce di pioggia, una fase cruciale nella formazione di vari tipi di precipitazione. Le implicazioni di questa scoperta potrebbero portare a previsioni meteorologiche più accurate. La ricerca, guidata da Jennifer Stout della Bill & Melinda Gates Foundation, è stata pubblicata sulla rivista Atmospheric Chemistry and Physics.
Il team di scienziati ha analizzato il comportamento di fiocchi di neve artificiali in un ambiente che simula l’atmosfera. Stout ha dichiarato: “Osservare la neve che cade dolcemente può essere ipnotizzante; quindi, è stata una gioia scoprire i modi in cui le diverse forme di cristalli di ghiaccio piroettano nel loro viaggio verso il basso.” Ha poi aggiunto: “Comprendere la danza che compie un fiocco di neve non è solo bello, ma può aiutarci a capire la riflettività delle nuvole.”
Ogni cristallo di neve in una nuvola, come ha spiegato Stout, “agisce come un piccolo specchio, riflettendo e rifrangendo la luce che lo attraversa”. Prevedendo la coreografia di un’intera nuvola, ha continuato, “potremmo migliorare la nostra comprensione dell’atmosfera e dei processi che portano alla pioggia e alla neve.” Inoltre, ha sottolineato che “questa intricata coordinazione di fiocchi di neve può anche creare un grande impatto visivo, causando fenomeni sorprendenti come i cani del sole e gli aloni di ghiaccio.”
Per realizzare lo studio, il gruppo di ricerca ha utilizzato “fiocchi di neve” stampati in 3D, di varie forme e dimensioni, che spaziavano da semplici lastre esagonali a complessi dendriti multiramificati. Questi cristalli artificiali sono stati lasciati cadere in un serbatoio riempito con una miscela di acqua e glicerina, simulando così le condizioni atmosferiche. Telecamere ad alta velocità hanno ripreso la loro discesa, permettendo ai ricercatori di ricostruire le traiettorie e gli orientamenti tridimensionali dei fiocchi.
Lo studio ha rivelato quattro tipi principali di movimento dei cristalli di ghiaccio: “stabile”, quando cadono dritti verso il basso; “a zig-zag”, se oscillano avanti e indietro; “di transizione”, quando si verifica un mix di zig-zag e rotazione; e “a spirale”, quando ruotano mentre cadono. Sorprendentemente, le forme complesse come i dendriti si sono rivelate stabili nel movimento, nonostante la loro tendenza a creare turbolenze nella scia, mentre le forme più semplici sono diventate instabili molto prima.
Queste scoperte presentano significative implicazioni per le previsioni meteorologiche. I radar meteorologici, fondamentali per l’osservazione della pioggia in arrivo, inviano segnali che rimbalzano sulle particelle di acqua e ghiaccio nell’aria. Una migliore comprensione del modo in cui le diverse forme di cristalli di ghiaccio si muovono e si orientano permette ai meteorologi di interpretare questi segnali radar con maggiore precisione, stimando con più accuratezza quando il ghiaccio si trasformerà in pioggia.
Dati più dettagliati potrebbero migliorare le previsioni su quando, dove e quanto pioverà. Inoltre, i risultati dello studio potrebbero ampliare la conoscenza su come le nuvole riflettono la luce solare e intrappolano il calore nell’atmosfera, con il potenziale di perfezionare i modelli climatici e le previsioni meteorologiche a lungo termine.
