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Abbandoniamo ora la superficie della neve e andiamo ad indagare su cosa succede sul fondo.
Abbiamo detto che nel terreno, alle nostre latitudini e salvo a quote molto elevate o sotto lingue glaciali perenni, il bilancio energetico annuale è positivo e questo genera il flusso geotermico.
Nell'ipotesi iniziale abbiamo posto che la superficie del terreno ed il metro di neve siano in isotermia a -5°C; non sappiamo a che profondità nel suolo sia la temperatura di 0°C, per cui non possiamo impostare un gradiente per calcolare il tempo necessario perché anche la superficie si porti a 0°C, ma è certo che prima o dopo ciò avverrà, e più prima che dopo visto l'effetto isolante del nostro ipotetico metro di neve. Alcune note per quanto alla propagazione del gelo nel terreno:
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Dipende dalla potenza (pochi centimetri di terreno sabbioso su roccia viva sono gelati in poco tempo anche con gradienti minimi e l'approfondimento del gelo dipende dal CCT della roccia di base; vedi differenze tra calcare e granito), dalla tessitura (in un terreno sassoso l'aria fredda penetra più facilmente in profondità che non in uno argilloso), dalla copertura vegetale viva (che con foglie e radici funziona da scambiatore termico ed intercettando l'infrarosso riduce l'irraggiamento notturno) e/o morta (humus e lettiera sono ottimi isolanti, dato un CCT attorno a 0,04).
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Il vento ha un effetto molto importante, non solo perché fornisce o preleva calore, ma perché, in funzione dell'umidità dell'aria, interagisce sul calore latente del sistema: in calma d'aria sopra il terreno l'aria acquista una certa umidità in equilibrio con la temperatura, un vento isotermico ma secco preleva il vapore, cosa che provoca ulteriore evaporazione dal suolo che così si raffredda perché deve fornire il calore necessario all'evaporazione stessa; il fenomeno è per altro ben noto, vedi l'uso dei ventilatori in casa o quello di mettere al sole una borraccia avvolta in un panno bagnato.
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Ma torniamo al nostro problema: se il terreno superficiale comincia a riscaldarsi , necessariamente anche la neve sovrastante si riscalda con una velocità che, come abbiamo visto, dipende dal gradiente e dalla densità.
Col tempo la temperatura di 0°C viene raggiunta da strati sempre più grossi, fino al livello al quale si fa sentire il raffreddamento che proviene dalla superficie, dopo di che la situazione dipenderà dal bilancio tra calore proveniente da sotto e quello disperso da sopra.
Man mano che il calore si trasferisce verso l'alto, nella neve, che in partenza avevamo posto isotermica, le temperature si differenziano e tra i vari livelli si creano così gradienti.
Ma la neve è porosa e nell'aria dei pori, visto il piccolo volume, il vapore acqueo arriva rapidamente a saturazione con una quantità che dipende dalla temperatura (i 4,8 gr/mc d'aria a 0°C diminuiscono di circa 0,3 gr per ogni grado di raffreddamento o, viceversa, aumentano per il riscaldamento; sembrano differenze insignificanti, ma ne vedremo la grande importanza nivologica).
Altro fatto da considerare è che l'aria riscaldandosi si espande, diventa più leggera e tende a salire sostituita da quella superiore più fredda; se il gradiente è piccolo l'aria più calda diffonde lentamente nei pori circostanti e l'equilibrio termico con quella fredda avviene per irraggiamento e conduzione (quindi senza trasporto di materia), se invece il gradiente è forte si crea una circolazione forzata da convezione, con trasporto di molecole di vapore e relative conseguenze sulla doppia sublimazione che è sempre in atto all'interno della neve.
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