Gelicidio, Brina, Galaverna e Calabrosa

Fig. 1

Gelicidio, Brina, Galaverna e Calabrosa: quando il ghiaccio si riposa!

No, non si tratta di parole magiche inventate per una filastrocca; sono termini che riguardano ben definiti fenomeni meteorologici, che avvengono in particolari condizioni.

Partiamo dal gelicidio

Il fenomeno del gelicidio accade quando a livello del suolo c’è uno strato di aria fredda, con temperatura inferiore a 0 °C, mentre più in alto ci sono nubi fredde, in cui sono presenti gocce d’acqua allo stato liquido nonostante le basse temperature, gocce in cui l’acqua è sopraffusa.

Tecnicamente le gocce si raffreddano, ma, a causa del fenomeno della sopraffusione, cadono al suolo in forma liquida nonostante la temperatura sia inferiore a 0 °C.

Fig. 2

Solo quando le gocce vengono a contatto con il terreno o con qualsiasi altra superficie esposta all’aria, come rami di alberi, arbusti, steli di erba, cavi elettrici, congelano all’istante, formando uno strato di ghiaccio sottile, trasparente, omogeneo e liscio. Tale deposito di ghiaccio è detto vetrone e la sua grande trasparenza dipende dalla scarsità di aria presente all’interno delle gocce d’acqua che sono cristallizzate.

Cosa significa il termine sopraffusione?

La sopraffusione o in inglese supercooling è un fenomeno fisico che si verifica in seguito al raffreddamento di un liquido al di sotto della sua temperatura di solidificazione, senza che avvenga effettivamente tale cambiamento di fase.

Noi siamo abituati a pensare che l’acqua si trasformi in ghiaccio alla temperatura di 0 °C; tutto ciò non è errato, ma è altrettanto vero che in natura l’acqua è in grado di rimanere allo stato liquido anche con temperature molto al di sotto dello zero, fino a un massimo di – 40 °C, temperatura alla quale è impossibile impedire il congelamento.

Fig. 3

La sopraffusione non riguarda solo l’acqua, ma anche altri liquidi puri, l’importante è che il raffreddamento sia lento ed il liquido sia mantenuto in perfetta quiete.

Cosa accade a livello molecolare?

Da un punto di vista termodinamico si crea una situazione instabile e per questo motivo si dice che i liquidi sopraffusi sono in condizioni metastabili. 

Nel corso del raffreddamento su scala molecolare si riducono i movimenti di traslazione, rotazione e vibrazione. Il brusco rallentamento fa sì che le molecole non abbiano il tempo di cambiare posizione ed ordinarsi in un reticolo cristallino stabile.

La situazione, però, muta repentinamente in caso di urto o di agitazione del liquido, che solidificherà all’improvviso.

Cos’è la brina?

Per brina si intende una precipitazione atmosferica che forma un deposito di ghiaccio granuloso sul suolo e sugli oggetti esposti all’aria; il ghiaccio è prodotto dal brinamento del vapore acqueo presente nell’atmosfera terrestre a contatto con le superfici fredde che, nel corso della notte, hanno disperso calore per irraggiamento.

Ricordiamo che con il termine brinamento si intende il passaggio diretto dallo stato aeriforme della materia allo stato solido.

Fig. 4

E la galaverna?

La galaverna, o calaverna, è un altro spettacolare fenomeno meteorologico invernale. Tecnicamente è una forma di precipitazione atmosferica determinata dalla nebbia ghiacciata; si crea un consistente deposito di ghiaccio in forma di aghi, di scaglie o di una continua superficie ghiacciata presente su tutti gli oggetti esposti all’esterno, in condizioni di temperatura nettamente inferiore a 0 °C.

Anche nel caso della galaverna le goccioline d’acqua in sospensione nell’atmosfera restano liquide a temperature sotto lo zero perché ancora una volta interviene il fenomeno della sopraffusione. 

Le condizioni per osservare la galaverna sono le seguenti

le gocce di nebbia devono avere piccole dimensioni,

la temperatura si deve mantenere bassa,

la ventilazione deve essere scarsa o nulla perché l’accrescimento della struttura ghiacciata deve avvenire lentamente.

Con la galaverna tutto il paesaggio appare bianco, si crea un effetto neve, anche se non è nevicato! 

Il rivestimento che si forma è opaco per la presenza di aria al suo interno, la colorazione è biancastra e la struttura appare piuttosto fragile.

La galaverna si osserva raramente in pianura Padana, ma è molto frequente in montagna sia sulle Alpi, sia su tutto l’Appennino.

É un fenomeno che ci regala incantevoli paesaggi invernali ed è incredibile scoprire come piccolissime gocce di vapore acqueo sopraffuso siano in grado di creare atmosfere così fiabesche.

Fig. 5

Calabrosa, cos’è?

Manca all’appello l’ultima parola, a me sconosciuta: la calabrosa.

Parliamo di un fenomeno molto simile alla galaverna; la calabrosa è un deposito di ghiaccio che si produce in caso di nebbia sopraffusa, a temperature inferiori a 0 °C, generalmente tra −2 °C e −10 °C. Si ha una solidificazione rapida di grosse gocce di nebbia sopraffusa e il rivestimento che si crea è a stento staccabile dagli oggetti.

Al contrario della galaverna, costituita da aghi di ghiaccio, la calabrosa è formata da una crosta piuttosto compatta di ghiaccio con granuli che la rendono simile a una spugna, a causa delle bolle d’aria che si trovano al suo interno. Il colore è biancastro, ma se il deposito è sottile la calabrosa risulta semi-trasparente. 

Sulle superfici di tutti gli oggetti esposti all’esterno la calabrosa può formare strati di grande spessore, soprattutto in presenza di vento forte; in questo caso il rivestimento, intorno alle superfici, segue la direzione del vento, cosicché si possono formare delle lame di ghiaccio biancastre, irregolari e dentellate, larghe anche oltre i 20 centimetri, come si può ammirare nell’immagine sottostante.

Fig. 6

Conclusioni

Bene! Abbiamo terminato il nostro viaggio tra le fredde manifestazioni dell’inverno e per quanto sia innegabile il fascino di tali paesaggi, confido ai lettori che preferisco stare al calduccio, magari sorseggiando una bollente cioccolata calda con panna! E voi?