|
Temporale a cella singola |
|
Il Glossario dell'Organizzazione Mondiale della Meteorologia (OMM), testo di riferimento internazionale in campo meteorologico, definisce così il temporale: "Scariche elettriche improvvise che si manifestano con un lampo di luce (fulmine) ed un suono secco o roboante (tuono). I temporali sono associati alle nubi convettive (cumulonembi) e sono solitamente accompagnati da precipitazioni in forma di rovescio, grandine ed occasionalmente neve". La definizione riportata dal Vocabolario della Lingua Italiana Zingarelli recita: "perturbazione atmosferica locale, di breve durata, accompagnata da raffiche di vento, rovesci di pioggia, talvolta grandine e scariche elettriche". Queste affermazioni ci permettono di affermare che quando si parla di temporale ci si riferisce ad un insieme di fenomeni e non ad una singola manifestazione atmosferica, che mostra caratteristiche di rapidità, elevata intensità, spesso violenza, e che si sviluppa su aree relativamente ristrette. Sono queste le caratteristiche che si traducono in rischi per l'uomo e le sue attività, le infrastrutture ed il territorio.
Dal punto di vista
meteorologico il temporale non è altro che una
termica
sovra-sviluppata
La termica
è una bolla d' aria calda che si solleva rispetto all'aria
circostante perché più leggera Nasce sotto l'azione dei raggi solari che
scaldando il suolo provocano la formazione di bolle di aria calda che
per svariati motivi si innalzano nella libera atmosfera. Il movimento
secco che determina la sua ascesa viene denominato innesco e può essere
dovuto al passaggio di un' automobile, alla presenza di un rilievo
ecc...
I terreni più
favorevoli alla formazione delle termiche sono quelli più scuri quali
campi arati, parcheggi e terreni asfaltati in genere. Perché una termica
si renda visibile è necessario che la bolla di aria calda raggiunga il
punto di condensazione dando origine ad una nube cumuliforme. Se al
contrario durante la sua salita la termica incontra strati di aria più
secca che ne inibiscono la formazione si parlerà di termica blu o
termica secca perché essa risulterà invisibile". I temporali possono
svilupparsi quasi ovunque sul nostro pianeta quando sussistono le
condizioni atmosferiche per la loro formazione. Alcune zone della Terra sono soggette a fenomeni più violenti, come ad esempio Mid-west degli Stati Uniti, dove le forze in gioco (l'aria fredda canadese e l'aria caldo-umida proveniente dal Golfo del Messico) creano contrasti talmente marcati da essere unici. La violenza dei fenomeni temporaleschi in Europa è attenuata dai contrasti termici meno accentuati e dall’orografia che gioca un ruolo fondamentale soprattutto su un territorio come quello Italiano. I dati registrati da CESI-SIRF indicano che la maggior parte dei fenomeni temporaleschi che si sviluppano in Lombardia nel corso di un anno sono distribuiti nel periodo che va dalla fine del mese di marzo alla fine del mese di ottobre. Rare se non quasi inesistenti le probabilità della formazione di un temporale nei mesi di novembre, dicembre, gennaio, febbraio ed inizio di marzo. Nel trimestre che va dal
mese di giugno al mese di agosto sulla Lombardia cadono mediamente
11.000
fulmini
ed il 30% delle giornate sono interessate da fenomeni temporaleschi
(naturalmente il maggior numero di temporali nasce sui rilievi). Nell’arco delle
ventiquattro ore possiamo dire che i temporali si sviluppano: in percentuale maggiore
nelle ore pomeridiane comprese fra le 15:00 e le 17:00 in percentuale non
trascurabile nelle ore serali comprese fra le 22:00 e le 02:00 in percentuale minima
nelle ore mattutine comprese fra le 09:00 e le 11:00.
Gli ingredienti che
permettono lo sviluppo di una cella temporalesca sono fondamentalmente:
aria calda e umida nei
bassi strati
ed
aria secca negli
strati alti della troposfera. L'aria calda ed umida presente al suolo verrà sospinta verso l'alto, dall'arrivo di aria più fredda che ci si incunea sotto, si raffredderà e raggiunta la quota di saturazione condenserà rilasciando calore latente il quale fornirà l'energia essenziale per conferire la forza convettiva (le masse di aria circostanti si riscaldano ulteriormente) necessaria affinchè l'updraft del sistema possa accelerare verso l'alto. Un indice per valutare la quantità di vapore acqueo a livello del suolo è la temperatura del punto di rugiada. Quanto più il suo valore si avvicina alla temperatura effettiva dell'aria tanto più l'atmosfera sarà carica di umidità. Una situazione meteorologica veramente afosa ed opprimente la si può avere per esempio quando la temperatura effettiva dell'aria è di 35°C ed il punto di rugiada (dew point) è di 27°C. La quantità di vapore acqueo presente negli alti strati viene registrata per mezzo dei radiosondaggi. Visto che la maggior parte delle persone non ha la possibilità di effettuare dei radiosondaggio, pur non essendo un metodo scientifico, un indice per valutare la quantità di vapore acqueo negli alti strati dell'atmosfera può essere l'osservazione delle scie lasciate dagli aerei. Ricordando che la scia lasciata da un aereo non è altro che una nube cirriforme dovuta al contrasto termico fra l'aria fredda circostante e quella calda rilasciata dai motori possiamo dire che una scia molto lunga è indice di stabilità atmosferica e alto tasso di umidità. Al contrario una scia corta è sinonimo di atmosfera instabile e tasso di umidità molto basso. Quando le condizioni sopra citate (aria secca in quota e caldo umida al suolo) vengono a mancare o risultano essere insufficienti anche il passaggio di un fronte freddo può non dar luogo a fenomeni temporaleschi. In presenza delle condizioni sopra citate (aria secca in quota e caldo umida al suolo) anche in condizioni di alta pressione si può avere la formazione di celle temporalesche. Instabilità atmosferica. Quando la temperatura diminuisce, con l'aumentare della quota, con maggior velocità rispetto al raffreddamento adiabatico secco e cioè con valori superiori a 1°C ogni 100 metri. In presenza di instabilità atmosferica quindi l'aria calda al suolo viene invitata a salire essendo più leggera di quella che la circonda. Atmosfera neutrale. Quando invece la temperatura diminuisce, con l'aumentare della quota, con velocità pari velocità al raffreddamento adiabatico secco e cioè di 1°C ogni 100 metri di quota, si ha che l'aria in risalita ha la stessa temperatura di quella che la circonda. L'atmosfera è quindi neutrale e le termiche che si formano salendo perdono energia mescolandosi all'aria circostante. Stabilità atmosferica. Quando la temperatura diminuisce, con l'aumentare della quota, con minor velocità rispetto al raffreddamento adiabatico secco e cioè con valori inferiori a 1°C ogni 100 metri. In questo caso la termica sarà composta da aria più pesante di quella circostante e la bolla d'aria tenderà a scendere verso la sua posizione iniziale. Una termica si stacca dal suolo quando l'atmosfera circostante è instabile, ma se l'umidità relativa risulterà insufficiente essa non riuscirà a creare una nube che aggregandosi poi ad altre darà origine ad una cella temporalesca. E' necessario quindi avere un' umidità relativa generalmente superiore al 40%-50% (più alta è l' umidità al suolo più alto sarà il punto di rugiada) in modo da facilitare alla termica il raggiungimento del suo punto di condensazione. Occorre anche che non ci siano strati di aria più stabile e secca che frenerebbero l' ascesa della termica. Riassumendo, per la formazione di un temporale occorre che: 1) innesco dato da un qualsiasi moto verticale (che dipende dalla tipologia del temporale) che sollevi l' aria oltre il punto di condensazione e in molti casi oltre il punto di libera convezione (questo livello sarà più basso quanto maggiore sarà l' umidità di quella massa d'aria); 2) umidità relativa sufficientemente alta al suolo che consenta il continuo approvvigionamento di aria caldo-umida alla termica;
3)
assenza di strati di
inversione
e strati di aria secca fra il suolo e
l'alta atmosfera; 4) assenza di venti forti (generalmente superiori a 40 km/h) che inibiscono la formazione della termica.
Ciclo vitale di un
temporale a cella singola Il temporale è
costituito da un’insieme di celle temporalesche il cui diametro non
supera quasi mai i 10 km. Ogni cella temporalesca ha un proprio ciclo di
vita le cui fasi possono essere così riassunte:
1)
stadio di formazione o
fase di cumulo
A seguito
dell'innesco (che a seconda della natura del temporale può cambiare),
l'aria calda ed umida presente al suolo viene sollevata
(inflow).
Quando
la massa d’aria in sollevamento raggiunge e supera la quota di
condensazione (Dewpoint) inizia la formazione della nube (cumulus
mediocris). Grazie al
rilascio del calore latente durante la condensazione la massa d’aria
subisce un riscaldamento che favorisce ulteriormente la sua risalita e
ne aumenta la velocità verso l’alto. Durante questa fase le intense
correnti ascendenti all’interno della nube (updraft) mantengono in
sospensione le goccioline d’acqua o i cristalli di ghiaccio. |
|
|
Cumulus mediocris |
Cumulus congestus |
|
|
|
|
Cumuloninbus calvus |
La velocità di risalita aumenta ancora riuscendo, in molti casi, a raggiungere i 100 km/h. La nube cresce e diventa come una pompa che risucchia aria calda dal basso (updraft) che poi si raffredda alla sua sommità. Il cumulus congestus si trasforma in cumulunimbus calvus. |
|
2)
lo stadio di maturità Spinta dalle forti correnti ascensionali la bolla d'aria continua la sua veloce risalita fino a quando la sua temperatura è maggiore di quella dell'aria che la sovrasta. La nube può raggiungere estensioni verticali nell’ordine dei 10000 - 12000 metri. Quando la sommità del cumulonimbus calvus raggiunge il limite della troposfera inizia a diffondersi orizzontalmente non appena incontra le correnti a getto (jet stream) che la spezzano facendole assumere la tipica figura a incudine (Cumulonimbus capillatus o cumulonimbus incus).
Durante questa fase le
goccioline di pioggia sopraffuse o i cristalli di ghiaccio vengono
sollevati dalle correnti ascensionali (updraft) fino alla sommità della
nube e giunte in corrispondenza della divergenza orizzontale, uscendo
dalla traiettoria verticale delle correnti ascensionali, cadono verso il
suolo (downdraft) ma incontrano nuovamente le correnti ascensionali
esterne alla nube (inflow) che le risucchiano portandole nuovamente
all’interno (updraft). Questi cicli di salita e di discesa continuano a
ripetersi accrescendo le dimensioni della gocciolina di acqua o del
cristallo di ghiaccio.
Quando la dimensione ed il peso di ogni
singola goccia è tale per cui le correnti ascensionali non sono più in
grado di sostenerle, all’interno della nube, cadono
al suolo. |
|
|
Cumuloninbus capillatus |
Cumuloninbus incus |
|
I violenti moti verticali in seno alla massa d'aria generano anche un altro effetto: la separazione delle cariche elettriche positive e negative con la conseguente generazione di enormi differenze di potenziale all'interno della nube e tra nube e suolo. Sembra essere questa la causa dei fulmini. La durata totale di questa fase è mediamente nell’ordine dei 30 minuti.
3)
lo stadio di
dissolvimento
si raggiunge quando la discesa di aria fredda e più secca
(downdraft) gradualmente
prende il sopravvento sulla risalita di aria caldo-umida (updraft). Si
interrompe così l’apporto di vapore acqueo alla cella temporalesca. Le
precipitazioni piovose diminuiscono di intensità e gradualmente si
esauriscono. La cella temporalesca collassa e la nube cumuliforme si
dissolve almeno parzialmente Non sempre si giunge alla fase di dissolvimento in tempi brevi in quanto può capitare che i forti venti presenti in quota modifichino le correnti all'interno della nube facendo si che l'aria fredda raggiunga il suolo distante dal nucleo originario e forzi un nuovo sollevamento di aria caldo-umida. In questo modo, in una sorta di reazione a catena, la cella temporalesca si rigenera su nuove aree e si allunga la durata complessiva dei fenomeni (tipico nei temporali prefrontali). Le celle temporalesche si presentano in successione lungo la direzione del vento e lo sviluppo di una nuova si genera quando l’ultima è nella fase di pioggia e le correnti fredde discendenti (outodraft e outflow) sono attive. Questa corrente di aria fredda si incunea sotto l’aria caldo-umida, presente al livello del suolo, e sollevandola innesca un nuovo stadio di formazione (o cumulo) come la punto 1.
In base al diverso “innesco”
che permette il loro sviluppo i temporali
possono essere divisi in due categorie:
1)
temporali frontali.
Generati dal sollevamento di
masse d’aria
lungo le superfici frontali a loro volta sono classificati come:
a)
temporali da fronte
freddo. Sono i più
violenti e generati dall’aria
fredda che incuneandosi
sotto l’aria calda la solleva bruscamente innescando il moto convettivo
che porterà alla formazione della cella temporalesca. L'aria caldo-umida
stagnante al suolo viene forzatamente sollevata da un cuneo di aria più
fredda che accompagna al suolo il passaggio di un fronte freddo. La
massa d'aria sollevata viene posta nelle condizioni di liberare la
propria instabilità mediante una rapida condensazione e con la
conseguente cessione di
calore latente.
I temporali da fronte freddo si possono formare a qualunque ora del
giorno interessando vaste aree con precipitazioni anche violente ed una
sensibile diminuzione delle temperature. Questi fenomeni temporaleschi
di norma sono preceduti da una situazione di atmosfera opprimente (afa)
e da una diminuzione della
pressione
anche sensibile dovuta al sollevamento dell'aria caldo-umida a cui
segue, dopo l’esaurimento delle precipitazioni, una brusca risalita
della pressione atmosferica, temperatura in forte calo ed ottima
visibilità dovute al rovesciamento a terra dell'aria fredda. b)
temporali di fronte
caldo. Generalmente si
sviluppano a quote superiori rispetto ai precedenti quando una massa
d’aria instabile risale la superficie di un fronte caldo. Si generano
cadute di pressione lente e graduali ed un aumento, anche considerevole,
della
temperatura
dopo il suo passaggio. Se, durante i mesi estivi, il fronte caldo in
transito è molto consistente (nuvolosità stratificata compatta) sarà
molto probabile che anche il fronte freddo, che di norma lo segue, sia
molto intenso. Grazie al gradiente termico elevato è molto probabile lo
sviluppo di temporali prefrontali se in coda al fronte caldo compaiono
nubi a sviluppo verticale indice di atmosfera potenzialmente instabile.
c)
temporali
prefrontali.
Si
formano, nel settore caldo di un sistema depressionario attivo, dopo il
passaggio del fronte caldo e prima dell'arrivo del fronte freddo. Poichè
nel settore caldo di un ciclone attivo l'aria presente nei bassi strati
è estremamente calda ed umida si rende disponibile una notevole quantità
di energia che si potrà trasformare in fenomeni molto violenti.
Generalmente i temporali prefrontali si organizzano lungo mesolinee (più
spesso beta) che si muovono parallelamente davanti al fronte freddo in
avanzamento con direzione che da Ovest-Sudovest vanno verso Est-Nordest.
I temporali prefrontali possono tuttavia assumere anche forma
tondeggiante.
§
Se il fronte freddo è abbastanza vigoroso e veloce esercita un
effetto spinta sulla massa d’aria calda che lo precede innescando per
riflesso cumologenesi molto avanzate che aumenteranno lo spessore
effettivo del fronte stesso.
§
Quando si forma un minimo depressionario (termico) sulla
Valpadana si potrà avere un richiamo di aria calda e umida dai quadranti
meridionali (SSE-ESE-SE-S) in risalita sull’Alto Adriatico che spesso è
ben evidente fra i 700 hPa e gli 850 hPa e prende il nome di
conveyor belt. Il conveyor belt è evidenziato da una fila di cumuli,
stratocumuli o fractocumuli (i tre tipi di nubi si presentano
contemporaneamente quando il valore del Dewpoint è molto elevato)
piuttosto bassi che dal mare si spostano velocemente verso terra,
apportando aria molto calda ed umida, su una direttrice Sudest
nordovest. Il conveyor
belt lo si può immaginare come un fiume d'aria, avente una larghezza di
circa 100 km, con limitato spessore e correnti abbastanza forti
nell’ordine dei 50-70 Km/h, lungo il quale si formano i temporali
prefrontali e che ne seguiranno il moto. Le celle temporalesche che
nasceranno avranno l’asse verticale obliquo (dovuto alla velocità di
spostamento in quota del conveyor belt) quelle potenzialmente le più
pericolose perché possono essere accompagnate da forti colpi di
vento
e caduta di grandine.
§
Le prime celle temporalesche, durante lo stadio di dissolvimento
ma prima del collasso, tenderanno a figliarne altre lungo la direzione
del vento dando vita ad una linea temporalesca (squall line) secondo un
processo detto retroazione dinamica. Le correnti discendenti all’interno
della cella temporalesca (downdraft) ed associate alle precipitazioni
una volta raggiunto il suolo si trasformano in correnti orizzontali
(outflow) il cui bordo avanzante
(gust front)
solleva nuova aria che, in condizioni di temperatura ed
umidità
favorevoli, origina una nuova cella temporalesca.
2)
temporali di masse
d’aria.
Si originano
all’interno di masse d’aria omogenee, in presenza di condizioni di
instabilità atmosferica e sono generalmente associati a singoli
cumulonembi ben visibili anche da lontano. I temporali di masse d’aria
si suddividono in:
a)
temporali
termoconvettivi (o di calore).
Sono i più comuni e trovano la loro origine nei moti termoconvettivi
che, in presenza di un adeguato contenuto di vapore, danno luogo allo
sviluppo della nube temporalesca. Questi temporali hanno carattere
prettamente locale. L'aria umida e
stagnante nei bassi strati, a causa del riscaldamento solare nelle ore
diurne, inizia a salire spontaneamente verso l'alto soprattutto se alle
quote superiori incontra una massa di aria instabile, piuttosto che una
lieve saccatura o comunque una struttura anticiclonica molto blanda. Il
campo anticiclonico al suolo deve essere caratterizzato da valori barici
non particolarmente elevati (compresi fra 1012 e 1018 hPa) e comunque in
grado di garantire che la massa d’aria ristagni in modo che possa
riscaldarsi ed umidificarsi sufficientemente. L’innesco che renderà
instabile la massa d’aria presente al suolo costringendola a salire
(quindi raffreddare, condensare e creare precipitazioni), potrà derivare
dall’infiltrazione di aria fresca proveniente dalle vallate alpine,
piuttosto che da fresche correnti occidentali o da gocce fredde in
transito ad alta quota. I temporali di calore
sono prerogativa delle aree di pianura, soprattutto quelle interne e a
ridosso dei rilievi, e si formano solo nelle più ore calde della
giornata portando un temporaneo refrigerio. La loro durata è media è di
circa un’ora.
b)
temporali orografici.
Sono generati da un iniziale sollevamento forzato di una massa d’aria
costretta a scorrere lungo il pendio di un rilievo. La loro loca
localizzazione è lungo le catene montuose dove danno luogo a forti
precipitazioni e severa
turbolenza. Sul versante italiano dei
rilievi alpini l'aria calda ed umida presente nei fondovalle delle aree
pedemontane è trasportata verso il pendio da un'attiva circolazione di
tipo ciclonico generalmente proveniente da Sud ovest. I temporali
orografici possono svilupparsi in qualsiasi momento del giorno anche se
spesso prediligono le ore pomeridiane in quanto la temperatura al suolo
è più elevata.
c)
temporali di
avvezione convergenti.
Sono generati dalla convergenza di
masse d’aria
con caratteristiche diverse. Generalmente
sono localizzati nel settore caldo di un ciclone attivo. L’innesco dei
moti verticali è provocato dallo scorrimento di aria fredda su superfici
più calde. Sono i tipici temporali delle zone costiere nelle ore
notturne quando la differenza termica fra il mare e la terraferma è più
accentuata.
Il cielo a volte ci manda dei segnali premonitori che possono annunciare la formazione di un temporale. Il più comune è la comparsa durante l’arco della mattinata di Altocumulus Castellanus dalla classica forma a torretta che indicano instabilità nell'atmosfera e preludono la formazione di temporali nelle ore pomeridiane.
Altocumulus Castellanus
Altri segnali si possono leggere dal movimento dei cumuli in quota: un movimento da NE a SW indica buone possibilità che si verifichi un temporale. un movimento da W o NW prelude stabilità questo in caso di temporali di calore. un movimento da ovest
indica l'inizio dei primi fenomeni durante i temporali frontali. Anche la visibilità è importante: un aumento della foschia indica maggiore umidità presente nell'aria nei bassi strati quindi maggior “combustibile”, che se innescato, andrà ad alimentare fenomeni temporaleschi anche di notevole intensità; un miglioramento della visibilità, al contrario, prelude l' arrivo di correnti fresche ma secche che inibiranno la convezione e toglieranno umidità nei bassi strati. Infine la pressione: prima dell' arrivo del temporale si assiste ad un calo della pressione atmosferica nell’ordine dei 1-3 hPa seguito poi da un aumento del valore pressorio durante i primi rovesci.
Osservare un
temporale
significa localizzarlo, stabilirne le caratteristiche e seguirne
l’evoluzione. A questo scopo i servizi meteorologici così come la
Protezione Civile hanno a disposizione diversi
strumenti di telerilevamento,
ciascuno dei quali con una propria
capacità osservativa in termini di efficienza, risoluzione e precisione. Il
satellite meteorologico Meteosat
permette di osservare i corpi
nuvolosi dall’alto (da circa 36.000 km di distanza). I nuclei
temporaleschi appaiono di dimensioni relativamente ridotte, di forma in
parte rotondeggiante e dai contorni netti, di una tonalità più brillante
rispetto alle nubi circostanti. I limiti delle immagini satellitari sono
l’impossibilità di cogliere i dettagli più piccoli e di distinguere le
aree interessate da precipitazioni. Inoltre la frequenza di acquisizione
delle immagini, ogni mezz’ora, risulta spesso insufficiente vista la
rapidità con cui nasce, cresce e muore una cella temporalesca. Misurando
l’attenuazione subita da un segnale elettromagnetico nell’interazione
con le precipitazioni, il
radar meteorologico riesce
a stimare in tempo reale l’intensità di in un raggio di 150–300 km con
un dettaglio di circa un chilometro. Molto efficace, ai fini
di rilevarne lo spostamento spazio-temporale, risulta essere la
rete di rilevamento dei
fulmini
costituita da sensori in grado di localizzare le scariche
elettriche con estrema precisione e segnalarle in tempo reale. Questo
sistema però non da nessuna informazione riguardante il tipo e
l’intensità delle precipitazioni. Le
stazioni meteorologiche
rilevano in tempo reale il
tipo di precipitazione, la sua durata, la sua intensità, l’accumulo
totale al suolo. Tuttavia non risultano particolarmente idonee al
monitoraggio dei sistemi temporaleschi in quanto non possono coglierne
la forte variabilità spazio-temporale. A tutti questi
strumenti si può affiancare
l’osservazione diretta, o "sensoriale",
effettuata da un operatore sul campo ed importante per intraprendere
eventuali azioni di protezione a livello locale in tempi
sufficientemente brevi. Ecco dunque alcuni suggerimenti. Il possibile innesco di
un temporale si riconosce dal:
rapido sviluppo di
nubi cumuliformi
di forma rigonfia e
contorni netti.
Potenzialmente questi cumuli
possono trasformarsi in nubi temporalesche. I rovesci di pioggia avranno
inizio solo dopo che la nube avrà raggiunto i 4-5 km di sviluppo
verticale e non prima che sia trascorsa almeno mezz’ora dall’inizio
della sua formazione. Ricordando che una
cella temporalesca nello stadio di maturità può raggiungere una velocità
di spostamento nell’ordine dei 30 o 40 km/h, occorre effettuare una
verifica visiva della traiettoria percorsa dalle nubi per valutare quale
direzione prenderà il nucleo temporalesco. Nel caso di un temporale
notturno si potrà verificarne la traiettoria seguendo quella della
fulminazione oppure misurando il tempo che intercorre fra la vista del
fulmine ed il rumore del tuono. Se, in successive misurazioni, il tempo
diminuisce significa che il temporale è in avvicinamento. Al contrario
se il tempo aumenta vuol dire che il temporale si sta allontanando.
Ricordiamo inoltre che mediamente un tuono non è udibile se la sua
distanza dall’osservatore è superiore ai 10-12 Km. Una regola generale che
vale nel campo delle previsioni meteorologiche ha valenza anche quando
si tratta di
prevedere lo sviluppo e la formazione di un temporale.
Questa regola dice che: “Più
il dettaglio della previsione è spinto, ridotte sono le dimensioni
spazio-temporali del fenomeno di interesse e più breve è l’anticipo con
cui si può sperare di ottenere una previsione corretta, e viceversa”. La previsione dei
temporali, essendo fenomeni con dimensioni spazio-temporali molto
ridotte, è molto difficoltosa e prevederne la localizzazione, la durata
e l’intensità con largo anticipo è praticamente impossibile. A scadenze maggiori
(fra 24 e 72 ore) è ragionevole attendersi solamente la previsione dei
fenomeni che potenzialmente potrebbero causare la formazione dei nuclei
temporaleschi (ad esempio il transito di un fronte freddo, di una goccia
fredda in quota, di una perturbazione o di una depressione) se le
condizioni di temperatura ed
umidità
al suolo, di instabilità atmosferica sono favorevoli. Quindi
per effettuare la
previsione dei
temporali a breve o brevissimo termine
ci si affida quasi esclusivamente all’osservazione diretta sul campo o
indirettamente per mezzo dei
radar meteorologici attraverso i quali si
può estrapolare, per le successive 1 o 2 ore,
l’evoluzione,
la direzione, la velocità di spostamento, la variazione di intensità e
di estensione di una cella temporalesca già formata. Mediante i dati
registrati da un radiosondaggio, che misura il profilo verticale della
temperatura,
dell’umidità e del
vento,
si possono calcolare un certo numero di indici che forniscono la
probabilità dello sviluppo di temporali per le successive 6-12 ore ma
non sicuramente la loro localizzazione spazio-temporale.
Le
previsioni superiori alle 12 ore sono affidate ai modelli matematici
che,
descrivendo in termini di equazioni i principi fisico–dinamici
che regolano i moti e le trasformazioni dell’atmosfera, sono in grado di
simulare l’evoluzione delle condizioni atmosferiche partendo da uno
stato iniziale determinato mediante le osservazioni strumentali. I modelli
meteorologici, nonostante i continui progressi ed evoluzioni, mostrano
ancora notevoli lacune ed è quindi necessario utilizzarli con senso
critico integrandoli con informazioni supplementari quali
le previsioni aggiornate ed emesse dal servizio meteorologico e
ripetutamente integrate con le osservazioni a livello locale.
Un
buon ed informato osservatore è in grado di
riconoscere la presenza dei sintomi caratteristici che porteranno le
condizioni meteorologiche ad essere favorevoli allo sviluppo di
temporali. Riassumendo possiamo dire che i principali sintomi sono:
1)
già al primo mattino si formano delle nuvole molto sviluppate
verticalmente o si notano nubi del tipo altocumulo castellano.
2)
nelle ore pomeridiane la temperatura al suolo è molto elevata
(28-35°C).
3)
persiste o aumenta la foschia e si avverte la presenza di afa
tutti sinonimi di alto tasso di
umidità
(deve essere almeno 45-50%).
4)
nelle ore pomeridiane con temperature al suolo comprese fra 30 e
35°C il Dewpoint deve essere compreso fra 20 e 25°C.
5)
si rileva un calo della
pressione atmosferica
nell’ordine dei 3-4 hPa. Il valore di pressione comunque non deve essere
troppo basso ed indicativamente compreso fra 1010 e 1015 hPa.
6)
venti al suolo deboli o nulli per favorire la formazione delle
termiche.
7)
presenza di instabilità atmosferica alle medie altitudini per
favorire ed accentuare le correnti ascensionali..
8)
aria fredda e secca in quota (la scia lasciata da un aereo se
molto lunga è indice di stabilità atmosferica e alto tasso di umidità.
Al contrario una scia corta è sinonimo di atmosfera instabile e tasso di
umidità molto basso).
9)
il cielo tende a scurirsi ed il
vento
al suolo aumenta e gira in direzione dell’ammasso nuvoloso cumuliforme. |
|
|
Temporale a Multicella |
|
I temporali a multicella differiscono dal tipo a cella singola per la presenza di una serie di correnti ascendenti pulsanti e separate (updraft) che mantengono in uno stato più o meno stazionario la forza e la struttura globale della nube temporalesca. Queste pulsazioni possono variare dalle decine di secondi alle decine di minuti ed essere osservate come nubi torreggianti separate ed in ascesa. La base del temporale a multicella sarà solida ed unica ma le singole celle matureranno come eventi separati apportando il loro contributo distinto alla struttura di precipitazione ed alla formazione dell’anvil. Il sistema nuvoloso è molto variabile quando si considerano la forza, la lunghezza degli intervalli ed il numero delle pulsazioni. Il temporale a Multicella è un ottimo ambiente per osservare il ciclo vitale convettivo in continua evoluzione.
Come nel temporale a cella singola, anche nel temporale a Multicella, sono presenti i tre stadi: quello di formazione (o fase di cumulo), quello di maturità e quello del dissolvimento. La caratteristica del temporale a Multicelle è che la nuova cella in formazione nasce dalla cella che l'ha preceduta durante il suo stadio di dissolvimento. Ciascuna cella nasce dall'updraft dominante che per tutta la durata del suo stadio di maturità sarà anche la parte più attiva e vitale del temporale. Questo sistema temporalesco rimane in vita grazie ad un processo ininterrotto le cui componenti sono le singole celle temporalesche che passano attraverso il proprio ciclo evolutivo.
Gli updraft (1-2-3) all'interno
del sistema sono separati e trovano alloggiamento nella parte posteriore
rispetto alla direzione dello spostamento di tutta la struttura
temporalesca. Il temporale a Multicella può sopravvivere anche per molte
ore grazie al bilancio quasi stazionario fra gli updraft ed i downdraft
(4-5-6). A causa della natura pulsante di questo temporale gli effetti
che si hanno al suolo possono risultare discontinui sia per durata che
per intensità. Il sistema solitamente si propaga sulla destra, di circa
20 gradi, rispetto al flusso principale ed alla direzione dello
spostamento |
|
Temporale a Supercella classica |
|
La Supercella è in
assoluto il più pericoloso ed il più potente fra tutti i tipi di
temporale e si distingue dagli altri per la presenza di un updraft
rotante ovvero di un mesociclone. E' causa di fenomeni meteorologici
estremi come pioggia intensa o nubifragi, alluvioni lampo, grandine di
grandi dimensioni, venti forti ed a volte
trombe d’aria. La formazione di una
Supercella richiede la concomitanza di numerosi eventi ed è per questo
motivo che in Italia è un fenomeno relativamente raro che spesso viene
scambiato con temporali particolarmente violenti Una supercella ha un
estensione geografica molto vasta, nell'ordine delle centinaia di
chilometri quadrati, ed ha una vita autonoma che talvolta non è coerente
con la circolazione nella media troposfera (deviazioni dalla direttrice
di moto standard relativa alla sinottica generale indotta dalla forza di
rotazione della supercella stessa).
Formazione di una
supercella. All’interno delle celle
temporalesche il sistema delle correnti spesso non è ordinato secondo il
classico schema della cella convettiva (correnti calde ascendenti e
correnti fredde discendenti) a tal punto che ogni cella temporalesca
tende ad interferire con le correnti di una cella adiacente. In questo
caso si può dire che si disturbano a vicenda, impedendo così lo sviluppo
di una singola cella o cella altamente organizzata. Ma se si dovessero
creare le condizioni per lo sviluppo di una sola singola cella, allora
il discorso cambierebbe completamente. In questo caso il cumulonembo che
si sviluppa prende il nome scientifico di Supercella ed è costituito
solo da due sistemi di correnti su vasta scala. Le condizioni favorevoli
allo sviluppo di supercelle possono essere così semplificate:
1)
forte contrasto termico sulla verticale dell’area frontale
(gradiente termico verticale), cioè tra la massa d’aria fredda in arrivo
e quella caldo umida al suolo in fase di sollevamento. L’aria calda,
leggera e umida, si scontra con aria più fredda, più pesante e secca e
viene sollevata velocemente verso l’alto tanto più rapidamente quanto
maggiore è la differenza di
temperatura.
2)
notevole riscaldamento del suolo favorito dal clima continentale
delle grandi pianure tra le quali, sotto tale aspetto, può essere
inclusa la Pianura Padana.
3)
forte differenza dei valori igrometrici quota-suolo tra la massa
d’aria entrante costituita da aria secca e quella in sollevamento
costituita da aria umida.
4)
corrente a getto (jet strema) in quota, o quanto meno ai livelli
medio-alti della troposfera, che contribuisce alla ciclogenesi nei bassi
strati ed accelera la convezione favorendo così l'insorgere di
grandinate e tornado.
5)
osservazioni dal vivo e simulazioni al computer suggeriscono che
il cambiamento del
vento
con la quota (wind
shear)
nei bassi livelli favorisce la rotazione all'interno del cumulonembo. In
particolare, se il vento è sufficientemente forte (almeno 50 km/h) e c'è
un sufficiente wind shear verticale, fra i due strati d'aria che
scivolano uno sull'altro (da direzioni diverse) si creano delle
rotazioni orizzontali a forma cilindrica che di per sè sono innocue.
Esse nascono anche quando i venti a diverse quote spirano dalla stessa
direzione ma con intensità via via crescente con l'altezza. Tuttavia,
l'eventuale comparsa di moti convettivi e successivamente dei temporali
possono raddrizzare secondo un asse verticale questi cilindri in
rotazione che verranno assorbiti dalla corrente ascensionale del
temporale in modo che essa cominci a ruotare minacciosamente. La
rotazione si rafforza nel temporale e si organizza divenendo più stretta
ma molto più intensa poichè gli updrafts diventano stretti e tesi a
causa dall'accelerazione dell'aria ascendente a sua volta indotta dal
wind shear. Oltretutto l’improvviso intervento in quota della corrente a
getto determina un deciso aumento della convergenza al suolo (incontro
di
masse d’aria
con differenti caratteristiche e provenienza), favorendo così lo
sviluppo di un asse di rotazione all’interno del cumulonembo. In tal
modo l'updraft si trasforma in un mesociclone, alla cui estremità
inferiore potrà comparire una minacciosa Wall Cloud (nube a muro)
foriera di tornado. La rotazione del mesociclone quindi deriva dal
trasferimento di vorticità positiva (capacità dell'aria a ruotare su un
asse) dall'inflow all'updraft. Il potenziale per una rotazione è più
alto quando l'aria entrando nel temporale gira nettamente sulla destra
con l'altezza. Questo avviene grazie al Wind Shear positivo, ovvero al
fatto che il sistema temporalesco si muove da Ovest con un inflow da Sud
est. La supercella è un
sistema autoalimentato poichè la rotazione favorisce la convezione e
viceversa. Nelle supercelle quindi non è presente la rigenerazione,
fenomeno tipico degli altri tipi di temporali. Inoltre una Supercella
non è un temporale multicellare anche se non è escluso che possano
convivere due mesocicloni al suo interno. Una volta che il
temporale è completamente formato agisce come una barriera alle correnti
orizzontali incrementando la sua rotazione. Un'influenza finale arriva
quando una fase più severa conduce un intenso downdraft ad interagire
con l'updraft adiacente creando così un vortice più piccolo all’interno
del mesociclone. Quest'ultima "spinta" a
favore del mesociclone può essere osservata da lontano come una fase di
burst
(alla base del Cb) e di overshooting top
(cupola al di sopra dell'incudine) che poi collassa. Contemporaneamente la
corrente dietro il temporale viene deviata verso il terreno (Rear Flank
Downdraft, RFD) in modo che possa spingere la flanking line nella
direzione dello spostamento della Supercella incrementando ulteriormente
la rotazione del mesociclone. Quest'ultima fase dura dai 10 ai 20 minuti
iniziando dopo che la cupola del più intenso updraft si è ulteriolmente
indebolita. L’aumento della
rotazione da parte del mesociclone è individuabile nell’aumento della
rotazione della
Wall Cloud
dalla quale potrebbe anche svilupparsi un Funnel Cloud con l'eventuale
progressione in tornado. Riepiloghiamo le
condizioni ideali per lo sviluppo delle Supercelle:
1)
forte updraft
2)
aria caldo-umida nei bassi strati
3)
vento
che gira verso destra con l'altezza (wind shear positivo)
4)
forti venti alla sommità della nube (corrente a getto). Principali differenze
fra una Supercella ed una normale cella convettiva:
1)
tutto il cumulonembo del temporale a supercella ruota lentamente
in senso antiorario, quindi con rotazione ciclonica nell'emisfero nord.
Le supercelle contengono un mesociclone ovvero un ciclone a mesoscala
(compreso in una scala di grandezza che va da 4 km a 400 km) prodotto
dalla continua caduta di
pressione
all’interno del temporale che aumenta la velocità di rotazione della
supercella stessa. Il moto rotatorio, estendendosi verso l'alto e verso
il basso e venendo a contatto con il terreno, può generare vortici di
diametro minore ma estremamente distruttivi noti con il nome di tornado
o trombe d'aria.
2)
le correnti discendenti invece di divergere all'esterno come
outflow vengono in parte richiamate all'interno del temporale, grazie al
mesociclone, portando così alla formazione della Wall cloud.
Sottolineiamo però che non tutte le Supercelle posseggono una Wall Cloud.
3)
i temporali a
Supercella possono rimanere bloccati per ore sulla stessa zona
geografica prima di spostarsi o attenuarsi: in tali aree esistono quindi
fenomeni di convergenza e di imbuto geografico. Le supercelle possono
collassare per:
1)
un indebolimento
del flusso in quota
2)
per il cambio di direzione del flusso in quota
3)
per un qualunque
motivo o causa esterna che inibisce il windshear verticale favorevole
4)
per un indebolimento del flusso in quota contemporaneo ad una
intensificazione di quello al suolo. In tal caso accade che in quota
venga stimolata la subsidenza dei moti convettivi per accumulo di
pressione
negli strati superiori in diffusione verso il basso. Spesso le
Supercelle in fase di esaurimento si trasformano in una normale cella
temporalesca prima di collassate.
Struttura di un temporale a Supercella Analizziamo la struttura di una Supercella Classica (Classic Supercell) che, per intensità e dimensioni, rappresenta una via di mezzo fra le HP Supercell (High Potential Supercell) e le LP Supercell (Low Potential Supercell). Sul suolo italiano le categorie di supercelle che si possono formare sono la Supercella Classica e la Low Potential Supercell mentre la High Potential Supercell, la più violenta e pericolosa, è praticamente impossibile che possa nascere.
Sezione semplificata di una Supercella (clicca sull'immagine per aprire i collegamenti)
La supercella è la
forma di temporale più complessa ed il suo movimento, il più delle
volte, prende la direzione lungo l’asse sud ovest- nord est e guardando
la sua struttura da un punto di vista posto a sud o sud-est si hanno
nell’ordine:
1)
sul fronte anteriore rispetto all’avanzamento le prime
precipitazioni in quota (virga) che non riescono a raggiungere il suolo
2)
pioggia debole che mediamente copre una superficie di circa
10-15 Km.
3)
Pioggia moderata che mediamente copre una superficie di circa 10
Km.
4)
Pioggia intensa che a volte può essere a carattere di nubifragio
e provocare alluvioni lampo. La pioggia intensa mediamente copre una
superficie di circa 15-20 Km.
5)
Grandine con chicchi di piccole dimensioni che mediamente copre
uno stretto settore con una superficie nell’ordine dei 5-7 Km.
6)
Grandine con chicchi di media o grande dimensione che mediamente
coprono uno stretto settore
con una superficie
nell’ordine dei 3-5 Km.
7)
Dietro le precipitazioni grandigene si ha la formazione delle
nubi
Tail Cloud
e Wall Cloud che precedono l’eventuale formazione di una tromba d’aria. 8) Successiva al passaggio dell’eventuale tromba d’aria si ha una zona caratterizzata da nuvolosità bassa ma senza precipitazioni (rain free base). Nella supercella
classica quindi possiamo dire che le precipitazioni piovose e grandigene
sono concentrane in corrispondenza della sua parte anteriore, rispetto
al senso di avanzamento del fronte temporalesco, per poi curvare ad
uncino (le trombe d’aria solitamente nascono in corrispondenza
dell’estremità ricurva dell’uncino) restringendosi ed attenuandosi fino
ad esaurirsi nella sua parte posteriore. Il cosiddetto “eco ad
uncino” visibile sui tracciati radar è la rappresentazione visiva del
mesociclone attorno al quale le bande di pioggia si muovono a spirale. Un osservatore posto
sulla traiettoria della Supercella verrà raggiunto prima dai rovesci di
pioggia che si faranno sempre più intensi, seguiti da una precipitazione
di grandine, che inizierà con chicchi di piccole dimensioni per
trasformarsi in chicchi di media o grande dimensione, dietro la quale si
avrà la formazione di una Tail Cloud, di una Wall Cloud e dall’eventuale
tromba d’aria ad essa associata. Dietro l’eventuale la
tromba d’aria transiterà la base turbolenta della Supercella (flanking
line) libera dalle precipitazioni (rain free base) ma con attività
elettrica continua che lascerà spazio a cielo quasi completamente sereno
attraverso il quale si potrà osservare la maestosità dell’immensa torre
del cumulonembo, formata da nubi
Mammatus,
che si allontanerà controvento. La temperatura sarà
diminuita di alcuni gradi centigradi a testimonianza della grande
quantità di aria fredda che dagli strati intermedi della troposfera ha
raggiunto il suolo contribuendo all’alimentazione del sistema in
rotazione (mesociclone).
Per
capire meglio il discorso
dei quadranti occorre tracciare un vettore con freccia rivolta verso est
(indicherà anche la direzione dello spostamento) e passante per il
centro della Supercella. Tracciando poi una retta perpendicolare al
vettore e sempre passante per il centro della Supercella otterremo
quattro quadranti come se fosse un sistema di assi cartesiani.
Immaginando di stare in piedi al centro della Supercella, dove si
incrociano le due rette con la faccia rivolta verso est (direzione dello
spostamento), avremo che i quadranti anteriori saranno quelli posti
davanti a noi, quelli posteriori alle nostre spalle, i quadranti destri
alla nostra destra e quelli sinistri alla nostra sinistra. Nel caso
specifico avremo che l’anteriore sinistro=NE, l’anteriore destro=SE, il
posteriore sinistro=NW e il posteriore destro=SW
All’interno della
supercella, come abbiamo descritto in precedenza, i vari tipi di
precipitazione quali la pioggia debole e moderata, i rovesci, la
grandine con chicchi di piccola, media e grande dimensione sono ben
distinti fra di loro.
La
Forward Flank Downdraft (FFD)
è la regione disposta nel settore orientale (parte avanzante) della
supercella in cui risiedono le principale correnti discensionali (downdraft
e downburst) e la stragrande maggioranza delle precipitazioni.
La Rear Flank Downdraft (RFD)
è la regione in cui risiede l’aria più calda e secca subsidente, posta
dietro al mesociclone (a sud ovest rispetto all'eventuale wall cloud o
anche attorno alla stessa nube a muro), ed evidenziata dalla
clear
slot,
una porzione di cielo con ridotta copertura nuvolosa e più luce (dietro
e/o attorno alla wall cloud), che indica l'intrusione di aria più secca.
Le precipitazioni piovose o grandigene che cadono nella zona compresa
fra la clear slot e la wall cloud sono rappresentate sul tracciato radar
come un
eco ad
uncino che tradisce la
presenza di un mesociclone cioè un sistema frontale in piccola scala in
cui si distinguono un fronte caldo ed un fronte freddo:
il
Pseudo Warm Front
(pseudo fronte caldo)
è la linea di demarcazione fra la regione
in cui l'aria affluisce all’interno della supercella (inflow) e il FFD.
Il Pseudo Warm Front si
estende dal centro, o comunque dalle vicinanze del mesociclone, verso
l’esterno in direzione orientale.
il
Pseudo Cold Front
(pseudo fronte freddo)
è la linea di demarcazione tra la regione in cui l'aria
affluisce all’interno della supercella (inflow) e il RFD. Il Pseudo Cold
Front si estende dal centro, o comunque dalle vicinanze del mesociclone,
verso l’esterno in direzione meridionale o sud occidentale ed è
caratterizzato dall'avanzata dell'outflow verso la regione occupata
dell'inflow. Il contrasto fra le due correnti discendente ed ascendente
spesso provoca la formazione della
flanking line. Lo Pseudo
Cold Front è una particolare forma di gust front che sostiene l'updraft
principale incrementando la convergenza di differenti
masse d'aria
verso il mesociclone. Rappresentazione schematica tridimensionale di una Supercella in cui il mesociclone (sottile cilindro centrale all'updraft) è completamente formato. In una Supercella in evoluzione questo stadio rappresenta un picco di intensità ed il temporaneo bilanciamento fra l'updraft ed il downdraft.
La vita di una
Supercella è nell’ordine delle ore e la sua velocità di spostamento è
compresa fra i 40 e gli 80 Km/h. La Supercella classica è l’evoluzione
di una delle tre strutture temporalesche fondamentali e cioè può nascere
e svilupparsi da una cella singola, da un Cluster di multicelle o da una
Squall
Line
(temporale a multicella). Le principali
caratteristiche di una Supercella Classica sono:
1)
Correnti ascensionali (updraft) con velocità stimate fra 240 e
280 km/h
2)
downburst
con velocità superiori ai 130 km/h
3)
diametro dei
chicchi di grandine anche superiore a 5 cm
4)
base con larghezza compresa fra 20 e 50 km ma con
l’incudine
enorme Esiste poi la
possibilità che si formino Supercelle in miniatura, chiamate per questo
motivo Low Topped o Mini Supercell, in grado di produrre forte maltempo
anche se le loro dimensioni sono ridotte sia in senso orizzontale che in
senso verticale (la loro sommità non supera di norma i 10.000 metri). La
visualizzazione sul tracciato radar è la stessa delle Supercelle
Classiche, incluso l’eco ad uncino, ed al loro interno hanno un
mesociclone avente un diametro minore ed una velocità di rotazione più
bassa.
Come riconoscere una supercella Il riconoscimento di una
Supercella classica può essere effettuato in tre differenti modi in base
alla propria esperienza ed ai mezzi che si hanno a disposizione al
momento dell’analisi e cioè: con un osservazione visiva diretta del
fenomeno, per mezzo di immagini satellitari oppure attraverso un
tracciato radar. La Supercella classica è
un'enorme cella temporalesca all’interno della quale troviamo correnti
ascendenti (updraft) e correnti discendenti (downdraft o downburst)
estese su una scala molto più vasta rispetto ad una cella temporalesca
singola. Inoltre la corrente ascendente, all’interno di una Supercella,
è dotata di un moto rotatorio (mesociclone) che conferisce a questo tipo
di temporale una caratteristica molto particolare utile per giungere
alla sua individuazione. L’assenza del moto rotatorio da parte della
corrente ascendente non fa più parlare di supercella classica ma di
celle temporalesche comuni quali la cella singola, i cluster di
multicelle o linea di multicelle (Squall line).
1) osservazione visiva diretta
a)
una Supercella ha enorme base avanzante,
solitamente preceduta da una
Shelf cloud,
provvista di moto rotatorio antiorario se ci si trova nell'emisfero
terrestre nord, orario se ci si trova nell’emisfero terrestre sud.
b)
nella parte posteriore della base del
cumulonembo possiamo notare lo sviluppo di una nube a muro (Wall Cloud)
che precede l’eventuale formazione di una tromba d’aria.
c)
sulla parte superiore, oltre l’incudine
del cumulonembo, è visibile una grossa e persistente Overshooting Top
(cupola).
d)
sulla parte inferiore dei fianchi del
cumulonembo, oppure sul bordo anteriore della Shelf Cloud, si possono
notare delle striature dovute alla rotazione delle correnti ascendenti
all’interno della Supercella.
e)
molto raramente si possono osservare anche
delle bande nuvolose (inflow band) più o meno compatte e regolari,
eventualmente saldate alla base del cumulonembo e disposte con
inclinazione variabile rispetto al terreno a seconda del grado di
umidità
presente all’interno dell’inflow. Le inflow band solitamente si dirigono
all’interno del temporale.
f)
le bande di precipitazione sono molto
fitte e non sono disposte in linea.
2) osservazione dal satellite
Attraverso l’immagine
inviata da un satellite polare è facilmente individuabile l’Overshooting
Top (cupola) che riesce a sfondare, con la sua sommità, oltre la
troposfera proiettando la propria ombra sull’incudine e sulle formazioni
nuvolosi circostanti. Se si ha a disposizione
solamente l'immagine di un satellite geostazionario, ad esempio il
Meteosat, noteremo la forma rotondeggiante dell’Overshooting Top
(cupola) ed attraverso un’animazione potremo vedere la direzione della
Supercella, non sempre coerente con la direzione dominante delle
correnti in quota. Quindi possiamo dire
che:
a)
in un’immagine all’infrarosso di un
satellite geostazionario una Supercella classica appare di coloro bianco
acceso rispetto alle altre formazioni nuvolose.
b)
in un’immagine da un satellite polare
possiamo individuare l’ombra che l'overshooting top proietta sulla
superficie dell'incudine.
c)
raramente può comparire una corona di nubi
sulla parte occidentale della Supercella.
d)
in un’animazione potremo notare che la
Supercella, poiché ruota, non segue la direzione dominante degli altri
corpi nuvolosi ma generalmente tende a deviare verso sinistra se le
correnti dominanti nella media troposfera sono occidentali.
e)
In un immagine dal satellite, quindi vista
dall’alto, la forma di una Supercella è tondeggiante o ellittica ma mai
di forma lineare. In quest’ultimo caso potremmo trovarci di fronte ad un
forte temporale ad asse obliquo, quindi di forma allungata, ma non ad
una Supercella. D’altro canto però la
forma circolare o ellittica, vista dal satellite, potrebbe trarre in
inganno facendoci scambiare un normale temporale a cella singola per una
Supercella. Infatti tutte le incudini, raggiunta la tropopausa,
arrestano la loro espansione verticale favorendo la dispersione
orizzontale che dona all’ammasso nuvoloso un aspetto rotondeggiante.
3) osservazione al radar
In un immagine da
tracciato radar le Supercelle classiche si riconoscono innanzitutto per:
a)
la notevole estensione su una vasta area
geografica.
b)
l forma rotondeggiante della massa
nuvolosa.
c)
la presenza di fasce concentriche,
all’interno della cella temporalesca, con riflettività a fondo scala.
d)
la massa nuvolosa è compatta e le
precipitazioni sono intense, a differenza delle formazioni multicellari
a grappolo fra le quali ci sono brevi spazi con assenza o precipitazioni
deboli.
e)
la presenza di un eco ad uncino, più o
meno definito, nei pressi del quale ritroviamo un’area di precipitazioni
fortissime con riflettività a fondo scala.
f)
nella sua fase embrionale una Supercella
può essere mostrata dal tracciato radar come un temporale ad asse
obliquo e cioè con una lunga area a bassa riflettività (incudine) ed un
nucleo di forti precipitazioni (embrione di un mesociclone).
g)
se si ha a disposizione un’immagine in
movimento anche attraverso il tracciato radar si può individuare la
traiettoria della Supercella.
La flanking line è una linea di cumuli medi e cumuli congesti connessi alla parte più attiva di una supercella o comunque di un temporale anche se non mesociclonico. La flanking line si estende verso l'esterno del nucleo principale del temporale, in direzione Sud- Sudovest, assumendo un aspetto a gradini con i cumuli congesti più alti che gradualmente diminuiscono in altezza, con l'aumentare della distanza dal centro del sistema temporalesco, in quanto l'outflow diventa sempre più debole e l'aria calda sale sempre meno in altezza. La flanking line si sviluppa secondo la genesi di un temporale a multicella in cui le torri si formano una davanti all'altra grazie alle precipitazioni ed alle correnti discensionali della cella temporalesca matura precedente. In un temporale mesociclonico le nubi che compongono al flanking line tendono ad essere risucchiate all'interno del nucleo principale mentre in un temporale con caratteristiche non mesocicloniche la flanking line tende a viaggiare ai lati del nucleo più intenso. La flanking line, come detto, viene risucchiata dalla cella temporalesca madre che verrà rigenerata dagli stessi cumuli ormai maturi. La flanking line nella supercella generalmente coincide con lo pseudo cold front e non indica necessariamente la presenza di forti updrafts ma dimostra una buona organizzazione del sistema temporalesco che riesce ad estendere la propria influenza su una vasta area. In particolari condizioni la flanking line può generare temporali indipendenti dalla cella madre. Sull'immagine di un satellite la flanking line appare come una "virgola" di color bianco brillante che esce dalla parete meridionale del temporale. Essendo formata, a volte, da cumulonembi o grossi cumuli congesti, la flanking line può essere visualizzata anche sui tracciati radar relativi all'intensità delle precipitazione e generalmente, muovendosi verso sud est potrebbe trarre in inganno perché la cella temporalesca madre potrebbe muoversi verso est- nord est. Infatti la particolarità di questa formazione multicellulare è dovuta al fatto che include contemporaneamente tre movimenti:
1) movimento dell'updraft lungo
l'asse di sviluppo, solitamente nord est verso sudovest, a causa della
rigenerazione
|
|
Squall line o linea di groppo |
|
La Squall line, conosciuta anche come linea groppo, è l'originaria denominazione del fronte freddo e consiste in una stretta e lunga fascia di temporali con un continuo e ben sviluppato Gust front sul bordo principale della linea.
Il Gust front, avanzando verso est, irrompe con potenti outflow e forma una piccola cella di alta pressione chiamata "mesohigh" larga 20-30 km. Durante il suo percorso l'aria densa e più fredda solleva l'aria calda ed umida residente al suolo iniziando così un ampliamento, per convezione complessa, in cui celle fra loro vicine si consolidano in una torreggiante Squall line formata da larghi temporali allineati secondo la direzione del vento dominante. La convezione complessa libera un'enorme quantità di calore latente e di umidità in grado di generare un mesociclone a "cuore caldo" che può perdurare per parecchi giorni. La Squall line si sviluppa sulla linea di separazione fra l'aria calda ed umida presente al suolo e l'aria più fredda e pesante spinta da un fronte freddo posizionato ad una distanza compresa fra i 100 ed i 300 Km. L'Aria fredda e secca solleva l'aria calda ed umida andando a formare un una serie di cumulonembi allineati e disposti parallelamente rispetto al fronte freddo avanzante. Tutto questo accade quando il cuneo di aria fredda è ben definito e relativamente giovane mentre nel caso in cui il fronte freddo è in frontolisi o è un fronte freddo secondario la disposizione dei cumolonembi assume una linearità molto meno netta. In genere in una Squall line il downdraft si colloca subito dietro all'updraft per cui è frequente osservare, nella zona di contatto di queste due correnti, un'imponente shelf cloud, soprattutto nei mesi estivi, prodotta dall'aria fredda discendente che porta a condensare parte del vapore acqueo contenuto nella corrente ascendente. La Shelf cloud rimarrà adiacente alla base dei cumulonembi muovendosi con essi. Il passaggio di una Squall line è sempre seguito da un repentino aumento della pressione atmosferica, da un considerevole aumento della visibilità e da un consistente calo termico. La formazione di una Squall line è prerogativa del passaggio di un fronte freddo nei mesi più caldi dell'anno anche se non è da escludere una sua nascita durante il passaggio di un fronte freddo particolarmente intenso nei mesi autunnali o invernali. Naturalmente in quest'ultimo caso non si formeranno celle temporalesche. Al transito di una Squall line si hanno dapprima venti molto forti (Gust front) che precedono il bordo attivo del sistema formato da rovesci di pioggia e grandine (le precipitazioni più intense si hanno dietro l'updraft) seguiti da una vasta area di nubi stratiformi dalla quale può cadere una leggera pioggia. Durante il transito nelle ore diurne una Squall line appare come un alto muro di nubi avanzanti con cirri e falsi cirri posizionati davanti ai Cumulonembi. Lo sviluppo delle celle temporalesche avviene nell'estremità Sud della linea, la parte centrale è occupata da un'enorme incudine che si estende davanti ai corpi verticali dei cumulonembi, mentre il dissolvimento delle celle risiede nell'estremità nord. Una Squall line può provocare precipitazioni grandigene con chicchi di medie o grandi dimensioni, deboli tornado (tromba d'aria), eventuali alluvioni lampo nel caso in cui le celle temporalesche che la compongono sono stazionarie o molto lente ed i downburst quando si formano in un ambiente con forti venti alle quote medie. Può capitare che un downburst estremamente intenso acceleri una porzione della Squall line portandola davanti al resto della linea producendo un bow echo (un eco lineare ma curvato verso l'esterno a forma di arco) individuabile da un tracciato radar ma impossibile da osservare visivamente. I venti più intensi generalmente interessano il centro del bow echo e sul suo fronte settentrionale potrebbe addirittura svilupparsi un debole tornado. Anche dalle celle temporalesche più intense, posizionate a sud o sud ovest della Squall line, potrebbero generarsi delle trombe d'aria perchè essendo in una zona in cui l'aria al suolo è calda e molto ricca di umidità, crescono molto e tendono ad assumere le caratteristiche di una supercella. La lunghezza di una Squall line è molto variabile ma sempre nell'ordine delle centinaia di chilometri e si sviluppano in un "canale" prefrontale parallelo (solitamente secondo un asse nord-sud) al fronte feddo avanzante e precedendone l'arrivo ad una distanza compresa fra 100 e 300 chilometri. La larghezza della Squall line può variare da un minimo di 20 ad un massimo di 50 chilometri. La velocità di spostamento di una Squall line è nell'ordine dei 25 nodi cioè circa 45 chilometri orari. |
|
Downburst, macroburst e microburst |
|
Il Downburst altro non è che un forte downdraft, ovvero una colonna d'aria fredda che in rapida discesa impatta al suolo più o meno perpendicolarmente e che si espande orizzontalmente (divergenza) in tutte le direzioni. La violenta espansione, paragonabile ad un improvviso scoppio (burst), spesso produce un vortice rotante, o un anello, all’interno del quale si sviluppano dei venti molto ravvicinati che hanno un’elevata velocità e direzioni opposte.
In un Downburst ritroviamo entrambi i tipi di wind shear: verticale e cioè la rapida variazione di velocità ed intensità del vento in linea verticale; orizzontale e cioè la rapida variazione di velocità ed intensità del vento in linea orizzontale. Il Downburst trae origine da un updraft che scendendo lungo la nube temporalesca viene ulteriormente raffreddato ed accelerato dalle forti precipitazioni in atto. Quando la massa d’aria giunge a contatto con il suolo riceve un’ulteriore accelerazione e diverge dal punto di impatto dando vita a venti con intensità e direzione molto diverse (wind shear). La causa principale di un Downburst è lo scompenso barico (pressione atmosferica più alta all’interno della nube) dovuto al gradiente termico fra la nube temporalesca carica di pioggia (bassa temperatura) e la massa d’aria circostante più calda. La pressione atmosferica più alta all’interno della nube induce un flusso di aria verso l’esterno della stessa per bilanciare i valori pressori. Questi Downburst, essendo associati a rovesci di pioggia o grandine, vengono chiamati Wet Downburst e visivamente sono facilmente individuabili grazie alle bande di precipitazione di grandine o di pioggia (hail curtain o rain curtain) in caduta dalla base del cumulonembo. I Downburst secchi (Dry Downburst) si manifestano senza precipitazioni e per questo motivo sono identificabili solo attraverso la formazione di virga (precipitazioni che attraversando strati di aria secca evaporano prima di cadere al suolo) e dal sollevamento di polvere una volta raggiunto il terreno. Se la base del cumulonembo si sviluppa ad una quota relativamente alta significa che siamo in presenza di scarsa umidità ambientale, scarse precipitazioni e forti downdraft quindi la probabilità che si formi un Dry downburst è molto elevata. La presenza di aria molto secca alla base di una nube temporalesca induce la colonna di pioggia in caduta ad evaporare e come conseguenza si avrà il raffreddamento della massa d’aria stessa che appesantita accelererà la sua caduta divergendo a contatto con il suolo. Se invece la base del cumulonembo si sviluppa ad una quota relativamente bassa significa che siamo in presenza di molta umidità, abbondanti precipitazioni e deboli downdraft quindi è molto più probabile che si formi un Wet Downburst piuttosto che un Dry Downburst. I Wet Downburst traggono origine dall'entrata di aria più secca all'interno di una nube temporalesca provocando una parziale evaporazione della pioggia, quindi il raffreddamento ed il conseguente appesantimento dell’aria che dall’interno della nube precipiterà al suolo assieme alla pioggia. Il Downburst solitamente è più forte sul bordo avanzante della cella temporalesca. Le raffiche che si sviluppano possono causare seri danni alla vegetazione ed alle strutture dei centri urbani tanto da poter essere confusi con quelli provocati da un tornado. Il Downburst si differenzia da un tornado essenzialmente perché: può verificarsi anche durante temporali poco intensi e non accompagnati da attività elettrica. al livello del suolo produce venti in linea diretta e non accompagnati da moti rotatori. In base al loro raggio di azione i Downburst si dividono in: 1) microburst. E’ un Downburst su piccola scala in cui il vento divergente (radiale) interessa un'area orizzontale non più larga di 4 chilometri. Spesso è più forte del macroburst e se è intenso può persistere anche per una decina di minuti ed i suoi venti possono raggiungere una velocità di 75 m/s (270 km/h). I microbursts si sviluppano con più frequenza nelle semplici celle convettive (temporale a cella singola).
2) macroburst. E’ un Downburst in larga scala in cui il vento divergente (radiale) si espande orizzontalmente per oltre 4 km di larghezza. Può essere prodotto da più downdrafts e persistere anche per trenta minuti raggiungendo velocità nell’ordine dei 60 m/s (215 km/h) anche se solitamente la loro durata non supera i cinque minuti. |
|
Si intendono le variazioni brusche della velocità e della direzione del vento sull'asse verticale e orizzontale pericolose per la navigazione aerea a bassa quota specie durante gli atterraggi ed i decolli.
Il wind-shear è causato dal moto di
masse d’ aria con differente velocità che
vengono a contatto tra loro ovvero da diverse accelerazioni di masse d’
aria vicine; l’orografia del sito può essere determinante.
Le sorgenti significative del wind-shear sono principalmente
tre:
correnti d’ aria a
basso livello (low level jet)
zone frontali di transizione a scala sinottica (synoptic scale
frontal zone) raffiche da fronti temporaleschi (thunderstorm gust from).
Nella figura riportata in basso è evidenziata la brusca variazione della direzione del vento con l'aumentare dell'altezza. Guardando verso nord la direzione del vento al suolo è orientata da Sud Est verso Nord Ovest. Man mano che si sale di quota la direzione del vento cambia ruotando in senso orario creando una rotazione lungo l'asse verticale.
La velocità del vento, aumentando man mano che si sale di quota, contribuisce a creare una rotazione cilindrica rispetto all'asse orizzontale come evidenziato nella seconda figura.
La combinazione simultanea delle due rotazioni, secondo l'asse verticale e secondo quello orizzontale, assieme ad altri particolari condizioni ambientali sono alla base della formazione dei tornado (trombe d'aria) all'interno dei quali si sviluppa una corrente ascensionale a vite. |