I CRISTALLI DI NEVE

GALLERIA DI FOTOGRAFIE DI CRISTALLI

GALLERIA DI FOTOGRAFIE DI CRISTALLI AL MICROSCOPIO ELETTRONICO

 

La forma finale di un cristallo di neve nell'atmosfera dipende da una serie di complesse condizioni che si verificano sulla superficie del cristallo o vicina ad essa; la temperatura è però la variabile più importante. In genere l'evoluzione avviene in due direzioni : sul piano di base del cristallo di ghiaccio o perpendicolarmente ad esso.

I cristalli di ghiaccio hanno tre assi sul piano di base (assi a) separati di 120°, e un asse perpendicolare al piano di base (asse c)

Nel piano di base vi è simmetria esagonale, e il calore fluisce in modo meno efficace sul piano di base che non lungo l'asse c. Lungo quest'asse non vi è alcuna simmetria esagonale. I cristalli a forma piatta si formano in seguito all'evoluzione lungo l'asse a, mentre i cristalli aghiformi si formano seguendo la direzione dell'asse c.

Indifferentemente dalla direzione di crescita, i cristalli di neve che si formano dal vapore hanno sei lati, a causa dell'influenza del piano di base.

La velocità di crescita è un altro importante fattore nel determinare la forma del cristallo. Tuttavia, è la densità del vapore in eccesso (vicino alla superficie dei cristalli) che determina la forma, assieme alla temperatura.

 

 

La figura mostra come la direzione di crescita (assi a e c) varia per generare le forme di base dei cristalli in funzione della temperatura e con condizioni atmosferiche tipiche.

In presenza di una bassa densità di vapore in eccesso, i cristalli hanno essenzialmente la forma di colonne, qualunque sia la temperatura. Con alte velocità di crescita (per es. maggiori densità di vapore in eccesso) la crescita avviene su bordi e angoli fino a generare cristalli di forma più complessa, come le dendriti.

In presenza di queste superiori velocità di crescita, le forme complesse risultanti sono dovute al trasferimento di molecole di vapore acqueo sulla superficie del cristallo. In genere le molecole tendono a depositarsi in punti in cui la densità del vapore in eccesso è ai massimi livelli, come bordi e angoli.

Ancora oggi non si riescono a comprendere del tutto i processi superficiali attraverso i quali la direzione di crescita passa dall'asse a all'asse c al variare della temperatura

La figura mostra chiaramente che la temperatura è la principale variabile che determina la forma del cristallo nell'atmosfera, seguita dal grado di supersaturazione (velocità di crescita).

Alcuni dei cristalli dalle forme complesse che raggiungono la terra si formano a causa dei diversi regimi di temperatura e densità di vapore acqueo che trovano durante il loro passaggio nell'atmosfera. Per esempio nell'aria fredda si può formare una colonna piena, mentre durante il passaggio a un regime di temperature più calde si può avere la formazione di strutture piatte sui bordi della particella, in modo da generare una colonna a forma di "capitello".

La velocità con cui un cristallo incrementa la sua massa determina la dimensione, che a sua volta dipende dalla temperatura. In generale, i cristalli che passano attraverso un'atmosfera fredda sono più piccoli di quelli passati attraverso un'atmosfera più calda.

Questo è dovuto al fatto che i processi termodinamici che regolano la crescita si verificano più rapidamente in presenza di temperature più calde, e inoltre l'aria calda in teoria può contenere più umidità dell'aria fredda. Gli studiosi di valanghe più esperti sono soliti osservare molto attentamente i cristalli di neve caduti sul terreno. Lo studio dei cristalli fornisce infatti precise indicazioni riguardo alle condizioni dell'atmosfera dalla quale provengono.

Eventuali variazioni dei tipi di cristallo durante forti nevicate, compresi cambiamenti nel processo di brinata, possono creare condizioni tali per cui uno strato di neve non si lega bene con quelli contigui: questo può essere importante ai lini della previsione della stabilità del manto nevoso. Può succedere ad esempio che strati di neve pallottolare non si leghino bene con gli strati contigui, creando così condizioni di instabilità del manto nevoso.

Infatti è stato da più parti suggerito che il processo di brinata possa essere indirettamente legato alla formazione di valanghe, compreso il tipo di valanga e il grado d'instabilità. Tuttavia questo può essere considerato al massimo un effetto di secondo o terz'ordine che occorre integrare con altri più importanti fattori ai fini di valutare la stabilità del manto.

Va detto inoltre che il processo di rottura delle ramificazioni dei cristalli a causa del trasporto della neve è solitamente più importante della brinata ai fini della formazione di valanghe. Assieme, gli effetti della forma dei cristalli, della brinata e della fratturazione dei cristalli possono comunque contribuire all'instabilità del manto nevoso fresco e ostacolarne il processo di agglomerazione con gli strati più vecchi.

Tuttavia, considerata l'elevata combinazione di variabili che possono creare neve instabile, non esistono formule semplici. Lo studioso del manto nevoso deve quindi concentrarsi sugli effetti integrati di queste variabili e la loro relazione con i meccanismi di formazione delle valanghe, piuttosto che esaminare, uno per volta, ciascuno di questi fattori secondari

 

CLASSIFICAZIONE DEI CRISTALLI DI NEVE FRESCA

 

A seconda del grado di specializzazione richiesto, vi sono tre livelli di classificazione dei cristalli di neve fresca. Il metodo più semplice e più comunemente utilizzato consiste nel raggruppare in una sola categoria tutti i cristalli di neve caduta da poco, accludendo una nota relativamente al grado di brinata. Nella maggior parte dei Paesi, il simbolo + viene normalmente utilizzato per designare la neve fresca, mentre +r sta ad indicare la neve fresca brinata. Per designare la neve interamente brinata, cioè la neve pallottolare, viene inoltre usato, sempre a livello internazionale, il simbolo A.

Il sistema di classificazione più avanzato è quello adottato dall'International Commission on Snow and Ice (Commissione Internazionale Neve e Ghiaccio, ICSI), riportato nella tabella. Questa classificazione raccoglie cinque tipi di cristalli facilmente identificabili, assieme a un gruppo di cristalli irregolari e due altre classi che comprendono grandine e sferette di ghiaccio. Questo sistema non viene utilizzato dagli esperti di valanghe con la stessa frequenza del più semplice sistema dei tre gruppi. Il motivo sta nel fatto che queste diverse forme di cristalli di neve fresca sono un fattore secondario per la valutazione della stabilità del manto nevoso. Nell'ambito dello studio delle valanghe la neve solitamente viene analizzata dopo che si è depositata e quindi il manto nevoso presenta una grande varietà di cristalli mischiati tra loro, rendendo difficile il lavoro di previsione di valanghe.

Il sistema di classificazione ICSI è probabilmente il sistema più avanzato utilizzato per gli studi sulle valanghe.

Un altro sistema di classificazione ancora più complesso, che comprende 80 categorie (compresi i cristalli brinati) venne proposto nel 1966 da Magono e Lee .Gli esperti di valanghe dovrebbero tener conto dell'esistenza di questo sistema anche se, quando si tratta di analizzare la stabilità del manto nevoso, è meglio concentrarsi sui fattori principali che non su quelli secondari nel lavoro d'identificazione di nuovi tipi di cristalli. Nel classificare i cristalli di neve occorre fare molta attenzione al momento di individuare la forma predominante dei cristalli in un campione: è infatti facile essere confusi da uno o due cristalli che sono facilmente identificabili invece che individuare la forma più comune.

Per le normali osservazioni si raccomanda l'uso di una lente tascabile con ingrandimento da 8x a 10x. Con un maggiore ingrandimento, il campo visivo si restringe e si tende a concentrare l'attenzione sui particolari dei singoli cristalli, invece di visionare il campione nel suo insieme per stabilire la forma più comune. Nell'ambito di un lavoro scientifico vengono talvolta utilizzate lenti di maggiore potenza e anche microscopi.

	Cristalli prismatici corti,pieni o cavi	Crescita con alta supersaturazione da -3° a -8°C e sotto -22°C
	Aghiformi quasi cilindrici	Crescita con alta supersaturazione da -3° a -5°C
	a forma di piastre perlopiù esagonali	Crescita con alta supersaturazione da -0° a -3° e da -8° a -25°C
	Esagonali, a forma di stella, piani o spaziali	Crescita con alta supersaturazione da -12° a -16°C
	Grappoli di cristalli molto piccoli	Formazione di policristalli in condizioni ambientali variabili
	Particelle molto brinate (neve pallottolare)	Forte brinata delle particelle per adesione di acqua sopraffusa
	Grandine, struttura interna laminare, superficie traslucida,color latte o vetrata	Crescita per adesione di acqua sopraffusa
	Sferette di ghiaccio, sferoidi trasparenti perlopiù di piccole dimensioni	Pioggia ghiacciata