Sia neve che grandine sono formate da cristalli di ghiaccio che cadono dal cielo, dati dal congelamento dell'acqua (liquida o gassosa). La differenza sostanziale tra i due tipi di precipitazione sta nel modo in cui il ghiaccio si forma: la grandine si forma per solidificazione delle gocce di pioggia, mentre la neve per brinamento del vapore acqueo.

La formazione della neve

La neve si trova tutto l'anno a latitudini elevate e ad alta quota, mentre si forma stagionalmente durante il periodo invernale alle medie latitudini. Si forma prevalentemente in nuvole chiamate cumulonembi o nembostrati, quando la temperatura è più o meno costante lungo l'intera colonna atmosferica e prossima allo zero. La neve arriva al suolo anche se la temperatura dell'aria si mantiene lievemente sopra lo zero, perché lo scioglimento del fiocco raffredda l'aria tutt'attorno, che a sua volta ritarda la fusione (NSDIC).
La neve si forma nelle nuvole quando la temperatura dell'aria è sufficientemente bassa da permettere al vapore acqueo di cristallizzare senza passare attraverso lo stato liquido (brinamento), a differenza del ghiaccio. Per dare inizio alla cristallizzazione solitamente basta un frammento di polvere o, a temperature molto basse, il vapore congela direttamente in cristalli. Attorno a questo primo "seme" inizia a brinare il vapore acqueo presente nell'aria facendolo aumentare di dimensione. Se i fiocchi sono leggeri possono restare tra le nuvole, ma quando il peso comincia ad aumentare questi precipitano dando origine alle nevicate.

neve

La maggior parte dei fiocchi di neve ha una struttura esagonale che dipende dall'angolo di legame dell'H2O nei cristalli di ghiaccio. A loro volta, umidità e temperatura influenzano la forma e il tipo di facce che si formano (che saranno sempre esagonali): a forma di stella, ago, ramificata, a piastra e a colonna. La combinazione di molti fattori permette ai singoli fiocchi di avere un aspetto singolare e unico, quindi non troveremo mai un fiocco uguale ad un'altro.

fiocco neve
in foto: Fotografia macro di un fiocco di neve isolato.

La formazione della grandine

La grandine è una forma di precipitazione data dal congelamento dell'acqua che permette di formare chicchi. Sono masse d'acqua congelata di forma sferica che tendono ad avere dimensioni che vanno dalla grandezza di una nocciolina fino a quella di una pallina da golf.
La grandine si genera solitamente in primavera ed estate, durante i temporali stagionali, quando all'interno di nubi molto fredde (i cumulonembi) si formano delle goccioline d'acqua che congelano in cristalli di ghiaccio. Questi, muovendosi su e giù all'interno della nuvola, incontrano nuove gocce d'acqua che si congelano sulla sua superficie, facendo aumentare lo spessore del chicco di grandine. In alternativa il nucleo di condensazione può essere anche una particella solida o del pulviscolo, che in alcuni casi è visibile sotto forma di inclusione del chicco. Quando le palline di ghiaccio diventano troppo pesanti le correnti ascensionali non riescono più a sostenerle, precipitando verso il suolo.
Se si taglia a metà un chicco di grandine è possibile vedere che ha una struttura a cipolla, data dalla sovrapposizione di strati di acqua congelata: non è quindi un unico blocco ma formato da strati sovrapposti di ghiaccio.

struttura interna grandine
in foto: Struttura interna del chicco di grandine: è possibile notare la sovrapposizione degli strati di ghiaccio, proprio come una cipolla. (Credit: Wikipedia, Agricultural Research Service)

Le tempeste di grandine durano comunemente qualche minuto e smettono piuttosto repentinamente, così come sono iniziate. Anche se il lasso di tempo è piuttosto breve la grandine è in grado di causare danni anche molto gravi a veicoli, monumenti e raccolti. Il danno è direttamente proporzionale alla dimensione del chicco, non solo per la sua grandezza, ma anche perché la velocità di caduta aumenta con il diametro (De Blasio, 2012): a 5 cm di diametro i chicchi possono danneggiareo tegole e tetti e possono ferire i passanti, mentre a 8-10 cm sono considerati "proiettili mortali". Il record del chicco di grandine più grosso mai misurato va alla grandinata eccezionale del 14 aprile 1986 in Bangladesh, durante la quale sono caduti chicchi di un 1,20 kg ad oltre 150 km/h (De Blasio, 2012).

grandine
in foto: Chicchi di grande medio–grandi.

Perché neve in inverno e grandine in estate?

Le condizioni ottimali per la formazione di neve sono aria fredda sotto lo zero e un fronte di aria calda e fredda che si incontrano, in cui l'umidità è elevata. Perché non nevica in estate? Beh, innanzitutto non è detto, infatti è possibile che queste condizioni si verifichino anche nella stagione estiva, ma diciamo che se la temperatura in prossimità del suolo è elevata, il fiocco di neve si scioglierà prima di toccare terra.
Perché grandine in estate? La grandine è più comune alle medie latitudini durante l'inizio dell'estate, quando le temperature superficiali sono abbastanza calde da favorire instabilità e forti temporali, ma l'atmosfera superiore è ancora abbastanza fresca da permettere la formazione di ghiaccio. Una volta formati, i chicchi di ghiaccio cadono al suolo perché sono abbastanza "robusti" per non sciogliersi completamente.

Abbiamo riepilogato le differenze tra neve e grandine in questa tabella riassuntiva:

differenze neve grandine

I "consigliati" da noi

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Bibliografia
Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima
National Snow and Ice Data Center
De Blasio, Fabio Vittorio. Aria, acqua, terra e fuoco-Volume II: Uragani, alluvioni, tsunami e asteroidi. Springer Science & Business Media, 2012.

Articolo a cura di
Nicole Pillepich