Nel mare, come sappiamo, la pressione idrostatica aumenta con la profondità per effetto del peso della colonna di liquido sovrastante. Analogamente nell’atmosfera la pressione dipende dalla massa di aria che si trova al di sopra di un certo punto. La pressione atmosferica è quindi massima al livello del mare e diminuisce man mano che si sale di quota. Infatti, scendendo velocemente di quota, avvertiamo generalmente che le orecchie si “tappano”, proprio a causa dell’aumento di pressione.
Occorre comunque precisare che nel caso dell’aria, a differenza dell’acqua, la diminuzione della pressione è accompagnata da una diminuzione della densità e che, pertanto, i cambiamenti della pressione atmosferica al variare della quota hanno un andamento complesso.
In ogni caso la diminuzione della pressione con l’altitudine è uno dei fattori fondamentali che dà luogo al più importante fenomeno atmosferico sul pianeta: la pioggia.
Per spiegare la formazione della pioggia partiamo immaginando di lasciare libero un palloncino pieno di elio: questo inizierà a volare verso l’alto in quanto la sua densità è inferiore a quella dell’aria. Nella salita il palloncino si troverà attorno una pressione sempre minore: l’elio tenderà ad espandersi fino probabilmente a fare esplodere il palloncino.
La “fisica dei gas” ci permette di sapere che una massa d’aria che si espande senza cambi di calore tende a raffreddarsi. Sappiamo inoltre che il vapore acqueo presente nell’aria umida può condensare per raffreddamento, come accade sullo specchio freddo del bagno. Un effetto simile può verificarsi anche senza una superficie solida: quando una massa d’aria umida si raffredda si possono formare mini goccioline d’acqua che si trasformano in pioggia se raggiungono una certa dimensione.
Dunque, con questi “ingredienti” fisici possiamo intuire che una massa d’aria che sale verso l’alto si espande e contemporaneamente si raffredda, come accade all’elio del palloncino. Il raffreddamento fa sì che l’umidità dell’aria condensi in piccolissime gocce d’acqua dando origine alle nuvole. Se l’aria è sufficientemente carica di vapore acqueo e i moti verticali sono consistenti, le goccioline possono diventare abbastanza grandi per formare infine le gocce di pioggia.
