Didattica temporali

I temporali parte prima: generalità e tipologie

Introduzione

Tecnicamente (e scientificamente) dire soltanto “temporale” è un po’ come riferirsi, volendo fare un esempio molto pratico, ad un certo marchio di automobile ma senza specificarne il modello. Lo studio e l’analisi dei temporali necessita della conoscenza del “modello” così come un agente delle Forze di Polizia necessita del modello dell’automobile per svolgere lavori di riconoscimento, indagine ed accertamento.

Generalmente un temporale è un “evento” meteorologico che nasce da specifici fattori e che evidenzia caratteristiche spesso concomitanti quali, ad esempio, pioggia forte o grandine, vento forte o moderato e, cosa ancor più significativa, fulmini (scariche elettriche visibili) e tuoni (il “rumore” provocato dalle scariche elettriche).

Un temporale si origina per effetto di diverse tipologie di cause generanti e si manifesta in modo diverso per struttura e morfologia del “core” (asse dell’upfraft: corrente ascensionale principale e d’alimentazione del sistema o complesso temporalesco).

Ad ogni modo, elemento comune a tutte le tipologie di temporali, è la presenza di un forte (o forti) updraft  (e downdraft) capaci di generare cumuli congesti particolarmente sviluppati ed attivi ed i famigerati cumulonembi (che, come vedremo in seguito, possono essere del tipo calvus oppure incus). Questi ultimi, a loro volta, possono “associarsi” ad altri cumulonembi, come nel caso di temporali “multicella”. Nell'immagine seguente lo stadio di formazione di questa tipologia temporalesca:

Se il temporale è originato da un unico cumulonembo allora prederà il nome di “temporale a singola cella” come quello rappresentato in questa fotografia:

Diverso è il discorso dei temporali detti “supercelle”, dove il sistema è caratterizzato dalla presenza di un unico e potente updraft rotante, ovvero di un “mesociclone” e da una circolazione convettiva piuttosto convulsa e caotica e può dare origine a fenomeni meteorologici molto intensi e violenti come forti grandinate, venti fortissimi e, in alcuni casi, funnel clouds e tornado.

Un potente mesociclone nei cieli del Texas:

Una supercella temporalesca nella Pianura Padana:

Ecco come vengono classificati i temporali

Tipologie di temporale in relazione all’origine:

• FRONTALI

-      da fronte freddo;

-      da fronte caldo;

-      prefrontali.

• OROGRAFICI

• DI CALORE      queste tre tipologie di temporali sono detti di “massa d’aria”

• AVVETTIVI

Tipologie di temporale in base alla struttura:

• A SINGOLA CELLA;

• MULTICELLA;

• SUPERCELLA;

• MESOSCALE CONVECIVE SYSTEM (MCS);

• MESOSCALE CONVECIVE COMPLEX (MCC);

• MESOSCALE VORTICITY CENTERS (MVCs: ultimo ritrovato della meteorologia moderna di cui parleremo in un articolo successivo)

Tipologie di temporale in relazione alla morfologia dell’updraft:

• TEMPORALI AD ASSE VERTICALE;

• TEMPORALI AD ASSE OBLIQUO.

Il riconoscimento a vista, per alcuni di questi temporali, è un compito piuttosto arduo se non impossibile. L’unico riconoscimento certo è, perciò, quello attuabile mediante l’ausilio e la lettura di carte meteorologiche significative, mappe ed animazioni radar e satellitari, dalle quali poter attingere tutte le informazioni ed i dati (certi) necessari al procedimento analitico d’individuazione della classificazione della tipologia di temporale in atto in una certa area ed in un determinato momento, privilegiando così l’analisi alla stima, che non sempre corrisponde alla realtà dei fatti.

In questa prima parte vedrete in che modo vengono classificati i temporali in relazione alla genesi di taluni fattori tanto necessari quanto concomitanti all’uopo. Data la vastità dei contenuti tecnici e scientifici degli argomenti classificativi, ho ritenuto opportuno rendere più piacevole ed efficace la lettura e la comprensione del testo, sintetizzando, per ogni singola tipologia, la descrizione fisica del fenomeno ma senza tralasciarne concetti e punti salienti. Altresì il mio consiglio è quello di consultare il motore di ricerca “google”, nel caso in cui vi troviate in difficoltà a causa dell’incomprensione di alcuni termini tecnici che avrò premura di redigere in corsivo, per evitare di dubitare sulla descrizione di taluni concetti.

PARTE PRIMA

TIPOLOGIE DI TEMPORALE IN BASE ALL’ORIGINE

Abbiamo già citato i temporali frontali specificando che si originano in tre diversi modi e perciò per tre diverse cause:

a) da fronte freddo: l’aria umida stagnante al suolo (o se volete “strato termico”) viene spinta e sollevata in quota da un cuneo di aria fredda in arrivo. L’aria calda, salendo, raggiungerà la quota corrispondente alla “temperatura di rugiada” (base della nube) e, per effetto del gradiente adiabatico saturo, salirà ancora verso l’alto in modo tanto più rapido quanto maggiore è l’instabilità atmosferica presente in quel momento.

Questi temporali possono originarsi in qualsiasi momento della giornata e sono preceduti dalla ben nota calura opprimente che, più popolarmente, suole chiamarsi afa.

Tecnicamente, dal principio, produce un brusco e notevole abbassamento dei valori di pressione a causa del rapido (seppur progressivo) sollevamento in quota dell’aria caldo-umida, l’aria comincia a rinfrescarsi, si origineranno precipitazioni e, successivamente, i valori di pressione saliranno repentinamente a causa del rovesciarsi dell’aria fredda (più pesante) verso il basso. Non è difficile intuire che dopo il manifestarsi di questa tipologia temporalesca avremo temperature decisamente più miti ed un ottima visibilità.

b) da fronte caldo: e no, non è l’antitesi del fronte freddo! Infatti in prossimità del suolo è sempre presente (per effetto dell’irraggiamento solare della superficie terrestre, prima di tutto) uno strato di aria più calda (non più fredda) rispetto a quella in quota (tranne i casi d’inversione termica che comunque interessano strati d’aria molto limitati, sia in prossimità del suolo che in quota).

L’arrivo del cuneo di aria calda giunge così a “rompere” davvero poco l’equilibrio termico e la massa d’aria calda ascendente diverrà tale ed originerà temporali solo se risulta, poco prima del passaggio del fronte caldo, fortemente instabile.

Al contrario, e cioè se l’instabilità è minima o nulla, non si avranno né variazioni del regime di pressione né lo sviluppo di nubi temporalesche.

c) prefrontali: prima di tutto diamone una definizione. I temporali prefrontali si originano nel settore caldo di un sistema depressionario ben sviluppato, dopo il transito del fronte caldo e prima dell’arrivo del fronte freddo.

Beh…  così forse non si capisce un granchè.. Proverò a spiegarvelo molto più semplicemente.

Ricordate la storiella del fronte caldo? Al suolo esiste sempre, tranne rare eccezioni, uno strato latente di aria calda “in attesa” di ricevere la naturale spinta verso l’alto. Quale spinta migliore di un bel cuneo di aria fredda che, “calciando” quella calda, origina “bolle” di aria in rapida ascesa verso quote maggiori quanto maggiore è l’instabilità atmosferica?!

(memento: molto semplicemente, l’aria si dice essere” instabile” quando la temperatura, con l’aumentare della quota, diminuisce di più di un grado centigrado ogni 100m. In questa situazione la bolla di aria calda salirà molto più velocemente rispetto ad una bolla in aria “stabile” o”indiffrente”, dove le differenze di temperatura ogni 100m di guadagno di quota sono uguali o inferiori ad un grado centigrado. Anzi in questa situazione la bolla d’aria calda potrebbe salire tanto lentamente quanto rimanere in giacenza presso lo strato limite termico al suolo. L’instabilità atmosferica è strettamente connessa alla relazione tra “gradiente termico verticale” e “gradiente adiabatico secco”).

Ora, immaginatevi una giornata calda e umida (afosa) e l’arrivo di un fronte caldo con un regime di pressione e temperature leggermente (non potrà mai essere identico) a quello preesistente (con valori di pressione naturalmente bassi) tale da impedire eventuali “inneschi” temporaleschi. A questo punto l’umidità relativa presente nell’aria assume valori ancor più elevati. Visivamente il risultato è la comparsa di una cappa di foschia molto accentuata e piuttosto persistente come quella che potete vedere in quest'immagine:

In pratica si tratta di una sorta d’implemetazione termica del calore latente già presente negli strati più bassi della massa d’aria ospitante. In altri termini è un po’ come “buttare legna da ardere sul fuoco”.

Il successivo arrivo del cuneo di aria fredda non fa altro che fungere da vera e propria “rampa di lancio” dell’aria calda e umida presente al suolo, generando spesso potenti e veloci updrafts lungo mesolinee che corrono parallelamente di fronte al fronte freddo avanzante e causando perciò la genesi di cumulonembi organizzati secondo linee di groppo: assumono il nome di “squall line”.

In quest'immagine una squall line (sullo sfondo) avanzante verso il Lago di Como:

Una squall line in una spettacolare immagine satellitare:

Tuttavia non sempre una squall line origina celle temporalesche al suo interno, allorquando il passaggio del fronte freddo non assuma valori di pressione e temperatura tali da impedire una sufficiente instabilità atmosferica.

Non è raro, infine, la formazione di temporali prefrontali di forma tondeggiante (o meglio, ellittica) come quello che potete osservare nella seguente elaborazione d'immagine satellitare:

 Temporali di massa d’aria: sono di tre tipi, vedremo subito perché, e si producono a causa dell’instabilità venutasi a creare all’interno di una massa d’aria per motivi non legati al passaggio di un fronte.

Temporali orografici: in questo caso il temporale si origina in quanto l’aria calda e umida in valle viene spinta verso i rilievi dai venti dominanti. L’aria calda viene quindi costretta a salire in quota dove si raffredderà e condenserà in modo tanto più consistente quanto più sarà elevato il rapporto tra la temperatura dell’aria calda in valle e quella in quota a ridosso della vetta e negli strati d’aria appena superiori. Se l’instabilità dell’aria è molto accentuata il temporale sarà di forte intensità ma tuttavia di breve durata in quanto un solo ciclo microavvettivo (intesa non come circolazione termica ma “transito” di una massa d’aria calda”) potrebbe essere sufficiente a liberare l’aria, presente nel settore temporalesco, delle notevoli differenze di temperatura alle varie quote lungo tutta la linea di pendio del rilievo.

Temporali di calore: a differenza di quelli orografici si originano nelle pianure e, solitamente, nei mesi più caldi dell’anno, quando l’irraggiamento solare è più accentuato e la superficie terrestre si scalda di più. In questo modo l’aria viene resa instabile e quella calda latente in prossimità del suolo sale spontaneamente verso l’alto nel caso in cui alle quote superiori sia presente una leve seccatura oppure una struttura anticiclonica più o meno intensa. Altri fattori d’implementazione dell’instabilità riguardano gocce fredde in quota oppure l’inserimento di correnti fresche provenienti da zone montuose o dal mare. Il manifestarsi di tali fattori presuppongono però due condizioni: l’esistenza di un alta pressione (che costringa la massa d’aria calda e umida a ristagnare presso la superficie irraggiata dal sole) e, nel caso di esistenza ed azione di un campo anticiclonico, valori barometrici compresi tra 1012 hPa e 1018 hPa.

In termini pratici questo tipo di temporale, non essendo alimentato da consistenti masse d’aria in movimento, capaci di interagire ed interferire con masse d’aria circostanti o contermini, ma dalla sola convettività ed avvezione termica verticale, produce i suoi effetti meteorici ed elettrostatici per un ora al massimo apportando, durante i mesi estivi, un piacevole (anche se poco duraturo) refrigerio.

Temporali avvettivi:

Anche i temporali frontali producono scambio di calore con la massa d’aria contermine a causa dell’avvezione, ma essa è solo la conseguenza, come abbiamo visto, del movimento di enormi masse d’arie su altre aventi caratteristiche, tra l’altro, di pressione e temperatura diverse.

Nei temporali avvettivi invece, l’origine della formazione ed il successivo sviluppo della struttura temporalesca è dovuta proprio all’avvezione di calore tra masse d’aria che scorrono alle diverse quote. Mentre nel caso della convezione lo scambio di calore si produce verticalmente all’interno della massa d’aria nel caso dell’avvezione lo scambio termico si produce orizzontalmente.

Si tratta per lo più dei caratteristici temporali che si formano sulle zone costiere, soprattutto durante le ore notturne, quando il divario termico tra il mare e la terraferma è molto più accentuato. Infatti questa tipologia di temporale presuppone lo scorrimento di aria fredda su superfici calde. La minore pressione originata dall’arrivo dell’aria fredda in quota determinerà il sollevamento dell’aria calda sottostante in maniera più o meno rapida a seconda dei valori di umidità e temperatura rilevabili nelle due masse d’aria in gioco. Anche in questo caso, maggiore sarà l’instabilità e maggiori saranno le probabilità di formazione di formazioni nuvolose di tipo temporalesco più o meno consistenti.

Roberto Viccione

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