Abbreviazione METAR | Virga |
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La virga (dal latino virga, plurale æ : ramo verde, gambo, verga, che dava virgola ) è una scia verticale o obliqua di neve, pioggia o qualsiasi altra precipitazione che si estende sotto una nuvola ma senza raggiungere il suolo. A seconda della temperatura, è formato da cristalli di ghiaccio che sublimano o gocce che evaporano, sotto la nuvola da cui provengono, attraversando aria insatura . Qualunque sia la loro altitudine, è probabile che tutti i tipi di nuvole che danno precipitazioni diano virga.
Lo strato esterno di precipitazione che cade in una nuvola di aria non satura non è in equilibrio con la pressione parziale del vapore acqueo con l'aria ambiente e perde gradualmente molecole. Poiché la scomparsa delle precipitazioni avviene gradualmente al di sotto della nube e dall'esterno (insaturo) all'interno del suo asse (saturato), l'area si estende in un cono. Per gli effetti combinati del wind shear sotto la nube e della variazione della velocità terminale di caduta in funzione del diametro delle gocce o dei cristalli, il cono assume la forma di una virgola , da cui il nome di virga.
Poiché si verifica se le precipitazioni cadono in aria insatura, questo fenomeno si verifica sotto nubi con base alta e soprattutto in zone a bassa umidità relativa . Maggiore è il tasso di precipitazioni sotto la nube, più importanti devono essere le due variabili. Nelle regioni marittime ciò si verifica quindi soprattutto per nubi di bassa estensione verticale più o meno isolate, ad esempio sotto piccoli cumuli torreggianti . Nelle regioni continentali, come le Grandi Pianure del Nord America o il Medio Oriente , sono molto comuni anche sotto i cumulonembi .
Tuttavia, la prima precipitazione da un fronte caldo su tutto il globo cade da un nimbostrato e inizia in virga perché l'aria è ancora secca a livelli bassi. Quest'aria viene umidificata dall'apporto delle precipitazioni e visti su un wind profiler , gli echi provenienti dalla base della virga scendono gradualmente verso il suolo man mano che il fronte si avvicina. Riusciranno quindi a toccare il suolo. Non parleremo più di virga ma di pioggia o neve.
Virga è anche molto comune sotto le nuvole alte della famiglia dei cirri perché lo strato umido in cui si formano queste nuvole è relativamente sottile.
Infine, la neve virga è più comune della pioggia poiché i cristalli di ghiaccio sono molto piccoli e l'aria è più secca in inverno che in estate.
Sebbene la virga non produca accumuli di pioggia o neve sul terreno, può avere diversi effetti non trascurabili:
Per spiegare i movimenti verticali di cui sopra, si consideri che l'energia necessaria per l'evaporazione della pioggia o la sublimazione della neve sotto una nuvola proviene dall'aria che circonda la precipitazione, che la raffredda. Per la legge dei gas ideali , quest'aria diventa più densa dell'aria circostante e deve scendere secondo la spinta di Archimede . Questo produce quindi un downdraft la cui velocità dipende dalla quantità di pioggia evaporata. Inoltre, se la velocità delle precipitazioni varia spazialmente sotto la nube, il raffreddamento sarà irregolare e troveremo velocità di discesa dell'aria che variano anche da punto a punto. Infine, le zone senza precipitazioni sotto la nube saranno più calde di quelle di virga e si avrà quindi un movimento convettivo ascendente in queste zone.
Un buco virga, chiamato Cavum nella versione 2017 dell'International Cloud Atlas , è un'area circolare cancellata in uno strato molto sottile di nuvola e sotto la quale sono visibili "striature" di virga.
Una nuvola ad un'altitudine dove la temperatura è ben al di sotto del punto di congelamento è spesso formata da una miscela di cristalli di ghiaccio e goccioline super raffreddate , come altocumuli o cirrocumuli . Spesso le goccioline non possono trasformarsi in cristalli a causa della mancanza di nuclei di ghiaccio se vengono allontanate dai cristalli di ghiaccio nella nuvola. Un apporto di questi nuclei provocherà il congelamento immediato delle gocce che toccano e il rapido assorbimento delle altre gocce circostanti per effetto Bergeron . Questo quindi diminuisce la densità della nuvola che sembra svanire intorno all'area interessata.
Questo accade spesso quando un aereo passa attraverso una tale nuvola. Si è creduto a lungo che ciò provenisse dalle emissioni dei reattori, che contengono molti nuclei di congelamento. Tuttavia, l'ipotesi attualmente più accreditata è che il fenomeno deriverebbe dai disturbi aerodinamici generati alle estremità delle ali e dei flap degli aerei. La diminuzione della densità dell'aria prodotta ne abbassa la temperatura per brevissimo tempo fino a -40 °C , cosa che innescherebbe la formazione di scie di cristalli di ghiaccio, senza la necessità che gli aerosol svolgano il ruolo di nuclei congelanti. Il fenomeno lascia un buco nella nuvola dove è passato il dispositivo e spesso un cono di virga.
Gli aeroplani possono così abbassare l'altitudine dove le nuvole contengono cristalli di ghiaccio permettendo loro di formarsi a temperature fino a -7 ° C (spesso a meno di 3 km di altitudine a seconda della massa d'aria. ), mentre il fenomeno naturale si osserva generalmente a temperature inferiori temperature intorno ai -20 °C .
La navicella ha osservato che le precipitazioni di acido solforico che cadono dalle nuvole su Venere evaporano bene prima di colpire il suolo a causa dell'elevata temperatura dell'atmosfera. Su Marte , la sonda Phoenix ha notato cristalli di ghiaccio cadere dalle nuvole a un'altitudine di 4 km e sublimarsi in una virga sopra i 2,5 km .
Allo stesso modo, si può in teoria incontrare ammoniaca o metano virga su giganti gassosi come Giove .