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.: Venerdì 19 aprile 2024
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| Matteo Dei Cas & Mauro Corti |
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| Il verificarsi di un evento meteorologico raro è sempre spunto di riflessione, osservazione, studio ed attenta analisi. Il passaggio di una supercella temporalesca in un'area geografica come quella prealpina e pedemontana lombarda, certamente non "avvezza" ad una tale fenomenologia atmosferica, ha destato in noi notevole impressione ed interesse. In questo articolo ci siamo proposti di esaminare l'evento prendendo in considerazione tre aspetti specifici: nella prima parte abbiamo valutato quali possano essere stati gli elementi sinottici, cioè a scala continentale che "hanno predisposto" l'atmosfera alla genesi di fenomeni temporaleschi significativi; la seconda parte, invece, tratta in modo "più tecnico" il mesociclone brianzolo, analizzandone le caratteristiche principali con osservazioni "da terra e dall'alto", descrivendone le peculiarità e trattandole anche da un punto di vista "squisitamente" didattico. La terza parte, infine, individua le condizioni locali "necessarie" alla genesi della supercella: la loro effettiva esistenza è dimostrata da un attento riesame del "radiosondaggio più vicino" in termini spazio-temporali, nonchè una rivalutazione ragionata delle ipotesi proposte dai modelli di previsione a scala locale. Non ci resta quindi che augurarvi una buona lettura, certi che anche voi resterete colpiti ed affascinati da questo grandioso spettacolo della natura. | | di Matteo Dei Cas La maggior parte dei fenomeni temporaleschi più vistosi che interessano la medio-alta pianura e la fascia prealpina, ma anche più in generale molte regioni italiane, è associata a configurazioni depressionarie alimentate da afflussi di aria umida ed instabile proveniente dai quadranti meridionali. Questo è quanto accaduto anche nel caso del 13 Luglio 2011, come possiamo in effetti osservare nell'immagine satellitare sottostante, che mette in evidenza gli scambi di masse d'aria tra il Bacino del Mediterraneo e l'Europa Centrale. L'afflusso caldo di aria continentale di estrazione algerina (cT) nel sorvolare il mar Tirreno si arricchisce di vapore acqueo nei bassi strati, e questo conferisce alla massa d'aria spiccate caratteristiche di instabilità. Nel linguaggio degli "addetti ai lavori" questa avvezione di aria subtropicale è denominata "Warm Conveyor Belt" (WCB), che letteralmente significa: flusso convogliatore di aria calda. L’analisi sinottica emessa dal CNMCA (Centro Nazionale di Meteorologia e Climatologia Aeronautica) elabora la seguente diagnosi: “Il flusso perturbato principale continua a scorrere mediamente intorno al 45°/50° parallelo, con una pronunciata ondulazione in corrispondenza del meridiano di Greenwich. La saccatura relativa a tale ondulazione rimane ancora in parte bloccata nella sua progressione dalla presenza di un promontorio mobile di origine africana. L’approfondimento della suddetta saccatura con richiamo di aria fredda settentrionale in concomitanza al flusso caldo sud occidentale dovuto alla WCB di tipo “forward” è responsabile di una forte instabilità in prossimità dell’arco alpino.” L'afflusso caldo risale di latitudine e nel frattempo, dato che la massa d'aria di per sè è più leggera di quella che incontra lungo il suo cammino, si innalza dai bassi strati verso le quote più alte distribuendo gran parte del proprio vapore acqueo lungo tutta la colonna d'aria. Da questa avvezione calda trae quindi origine gran parte dell'energia convettiva che viene sfruttata dai grandi sistemi temporaleschi, come ad esempio quelli che osserviamo dal Meteosat tra la Regione Alpina e la Pianura Padana Occidentale, compresa anche la supercella che "è sfuggita" attraversando la Brianza. Ovviamente non meno importante è il contributo offerto dalla radiazione solare del mese di luglio, che surriscaldando il terreno e gli strati d'aria immediatamente sovrastanti instabilizza i livelli più bassi della troposfera e crea ad esempio una depressione termica sulla Pianura Padana, che a sua volta incentiva il richiamo di masse d'aria umide marittime. |  13 Luglio 2011, ore 15:00Z - La Warm Conveyor Belt (WCB) affluisce verso l'Italia - Meteosat 9, Air Mass Analysis - FONTE: www.eumetsat.int | | A questo punto possiamo comprendere la graduale evoluzione della WCB lungo il suo cammino: la scia calda continentale inizialmente molto secca e carica della sabbia attinta dal Sahara, si umidifica e si trasforma gradualmente in un sentiero di cumuli che risale dal mare; la medesima poi, una volta incontrata la terra ferma, da origine ad una vera e propria "fioritura" di cumulonembi. La corrente calda deve infine "fare i conti" con le condizioni variabili di vorticità e turbolenza presenti alle quote medio-alte, oltre alla costante orografica: fattori, entrambi, che esaltano drammaticamente la convettività. | | 13 Luglio 2011 - Satellite circumpolare, immagine nello spettro visibile e falsi colori: l'evoluzione della WCB dal Sahara alle Alpi. FONTE: www.rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov - Rielaborazione di Matteo Dei Cas | | Spesso la risalita di una WCB viene attivata dall'ingresso nel Mediterraneo centro-occidentale di una saccatura sufficientemente profonda, tanto che il più delle volte il richiamo meridionale instabile precede l'ingresso di un fronte freddo. Una situazione di questo tipo è bene conosciuta nell'ambito della nostra climatologia regionale, in quanto associata ai cosiddetti "temporali frontali o prefrontali", quelli di più forte intensità per l'Alta Pianura e la Fascia Pedemontana.
Ebbene, esaminando le mappe sinottiche al suolo nei giorni compresi tra il 12 ed il 14 Luglio, ci rendiamo conto che l'Italia non è stata attraversata da alcun fronte freddo degno di nota.
I corpi nuvolosi annessi ai sistemi frontali sviluppatasi tra la Penisola Iberica e la Francia avanzano essenzialmente seguendo la direzione longitudinale alla linea ideale di separazione di masse d’aria differenti. Non procedono secondo una direzione trasversale al fronte, come avviene invece più tipicamente. La coda del fronte freddo annesso alla struttura depressionaria in approfondimento sull'Europa Centro-Settentrionale, non entra sulla nostra Penisola attraverso i mari occidentali, ma sfila verso NordEst interessando essenzialmente l’arco alpino e solo una parte della Pianura Padana, permettendo un lieve raffreddamento in quota e qualche infiltrazione più fresca attraverso i passi del nostro Spartiacque.
La fenomenologia convettiva non coinvolge quindi in modo diffuso la Pianura Padana, ma si limita ad interessarne i settori settentrionali, concentrandosi in particolare a ridosso dei primi contrafforti montuosi, dove certamente offre il suo contributo anche l'azione forzata di sollevamento orografico (Stau).
Per tutte queste ragioni non possiamo collocare l'evento del 13 Luglio 2011 nella sola tipologia dei temporali frontali o prefrontali, bensì un contributo decisivo è associato alla risalita della WCB, oppure - utilizzando una terminologia sinottica più tradizionale - tra quelli correlati all'azione marginale del settore caldo di una depressione che non ha mai interessato direttamente il nostro Paese. |  | La reanalisi dell'evoluzione in media troposfera - pur suffragata solo da ipotesi di previsione sul breve termine - gioca un ruolo chiave nell'inquadrare a scala continentale la dinamica di un evento temporalesco, ed offre uno strumento ben più potente della sola analisi al suolo. Questo perchè le variabili in quota sono quelle maggiormente implicate nell'instabilizzare la colonna d'aria, nell'innescare e catalizzare la convezione. Come possiamo osservare nell'animazione sottostante, l'area alpina ed in parte anche la pianura nordoccdentale sono state interessate dal rapido passaggio in quota di una "saccatura a V" non molto profonda, ma alquanto stretta. La figura ciclonica non è stata accompagnata da un apporto freddo significativo (non meno di -12/13°C a 500 hPa) e neppure da un calo dei geopotenziali importante, con un'altezza non inferiore ai 5740/5760 metri. La curvatura ciclonica molto stretta evidenzia comunque un'avvezione di vorticità positiva molto rilevante, tale da generare una vivace vorticosità orizzontale in media troposfera e di conseguenza un notevole risucchio di masse d'aria ad elevato potenziale convettivo dagli strati sottostanti. Questo avviene in base al principio di conservazione di massa: la rotazione antioraria di un fluido attorno al proprio asse verticale genera una sorta di mulinello che viene colmato dal basso, in modo del tutto analogo alla risalita dell'acqua che viene aspirata da un pozzo. |  | 13 Luglio 2011 - BOLAM: Previsione temperature e geopotenziali a 500 hPa - FONTE: www.meteoliguria.it | | di Mauro Corti Come immortalare il nostro mesociclone, se non cominciando con una bellissima sequenza "visibile" del Sat24? I frame che vi proponiamo coprono un arco temporale che va dalle ore 19.00 alle ore 20.30 del 13 Luglio 2011 e sono veramente significativi! Il passaggio della stretta saccatura esalta letteralmente la convezione che "esplode" a partire dal Piemonte Settentrionale (zona intorno al Verbano in primis), per poi rapidamente traslare, intensificandosi ulteriormente, verso il Varesotto, il Comasco ed il Lecchese. Una prima probabile supercella colpisce la città di Varese, provocando danni notevoli e molti disagi a causa delle fortissime raffiche di vento, della pioggia torrenziale, ma sopratutto della grandine, che provoca lesioni persino ai muri delle abitazioni, il cui intonaco viene sottoposto ad un autentico "bombardamento". Il mesociclone di cui tratta questo articolo è però quello che appare a fine sequenza tra il basso comasco ed il lecchese. Si tratta di una supercella classica (classic supercell). Al satellite l'enorme struttura convettiva appare compatta e a forma tondeggiante. Le correnti ascensionali all'interno del cumulonembo sono così intense da superare la troposfera ed irrompere nella stratosfera, generando così un'imponente overshooting top, che proietta la sua ombra sull'incudine. Questa particolare formazione nuvolosa è una sorta di "protuberanza cumuliforme" che spunta al di sopra dell'incudine temporalesca ed è causata da un updraft così "esplosivo" e veloce in grado di sfondare la tropopausa con una rapidità tale da non permettere l'appiattimento ed il completo ghiacciamento della nube stessa. A fine animazione il Sat ci mostra un'altra interessante peculiarità della supercella: la presenza di una ben organizzata flanking line nella parte meridionale del mesociclone. Si tratta di una linea di cumuli medi e congesti che si estendono a Sud del sistema temporalesco (appaiono come una sorta di "coda" o "virgola"). Le nubi cumuliformi più sviluppate sono quelle più vicine al centro del temporale, mentre i cumuli più piccoli sono quelli più lontani dal nucleo principale della supercella. Tale particolarità non deve affatto stupire in quanto l'outflow che li genera è sempre più debole mano a mano che ci si allontana dalla cella temporalesca e dunque perde progressivamente la sua capacità di sollevare l'aria caldo-umida in altezza. In ultima analisi è importante sottolineare come un temporale possa intensificarsi ed assumere le caratteristiche di supercella nel momento in cui non abbia attorno a sé altre strutture convettive che ne possano "disturbare" l'inflow. E' proprio il nostro caso. Come si evince facilmente da queste immagini satellitari, a Sud e ad Est del mesociclone brianzolo non sono presenti significative celle temporalesche e dunque il nostro temporale può "catturare" tutta l'energia necessaria per trasformarsi nel sogno di ogni stormchaser: una supercella in piena regola! |  Mercoledì 13 Luglio 2011, ore 17.00 - 18.30 UTC - Animazione Meteosat nello spettro visibile: zoom sulla Regione Alpina - FONTE: www.sat24.com | | Questo scatto satellitare immortala in tutta la sua spettacolarità il temporale supercellulare. In evidenza la struttura circolare del mesociclone con l'updraft rotante, l'overshooting top e la flanking line che si allunga verso l'alta pianura. | Mercoledì 13 Luglio 2011, ore 18.00 UTC - Meteosat nello spettro visibile, zoom sulla Regione Alpina: particolare della "Flanking Line" della Supercella. FONTE: www.eumetsat.int - Rielaborazione di Matteo Negri | | Le scansioni Radar tra le ore 19.00 e le ore 22.00 del 13 Luglio 2011 ci aiutano a comprendere lo spostamento, la traiettoria, l'intensità e la direzione dei principali nuclei precipitativi originati dalle celle temporalesche che hanno interessato le zone Prealpine e Pedemontane tra il Varesotto, il Comasco ed il Lecchese. Nelle prime sequenze si nota il violento temporale che ha colpito la città di Varese, il quale si è poi rapidamente spostato verso Nord-Nord-est. Il temporale di cui tratta questo articolo nasce invece nella parte meridionale della provincia di Como e si muove lentamente verso Est-Nord-Est, intensificandosi ed assumendo in breve tempo le caratteristiche tipiche di una supercella temporalesca. In un primo momento la stessa rigenera anche più a Sud (come si può ben vedere da alcuni echi radar che appaiono poco a Nord di Milano). Il mesociclone raggiunge però la sua massima intensità proprio tra la Brianza comasca e quella lecchese (capoluogo compreso) per poi indebolirsi gradualmente a fine sequenza (quando ha ormai perso le peculiarità di temporale mesociclonico), spostandosi rapidamente verso Nord-Est ed andando ad interessare dapprima i settori montuosi orobici tra le Province di Lecco e di Bergamo ed infine quelli valtellinesi. |  | Mercoledì 13 Luglio 2011; ore 19.00-22.00 locali - Animazione radar precipitazioni Italia Nordoccidentale FONTE: www.sf.tv - Rielaborazione di Matteo Negri: www.meteolecco.it | | La traiettoria dei nuclei precipitativi più intensi è ben evidenziata anche in questa mappa, che ci mostra lo spostamento del punto di innesco della fenomenologia più significativa generata dal mesociclone in due distinti momenti temporali: il primo incentrato alle 19.45 ed il secondo alle ore 21.00. Nel primo caso si nota come il fronte delle precipitazioni nasca, coi suoi nuclei più meridionali, al confine tra il basso Varesotto, il basso Comasco e l'estrema propaggine Nord-Orientale del Milanese (rovesci con molta probabilità generati dalla Flanking Line della supercella). I punti blu mostrano, a distanza temporale l'uno dall'altro di 15 minuti, il luogo ove si generano i rovesci e identificano, ciascuno, una micro area geografica a sud della quale non vengono segnalate precipitazioni degne di nota. Dall'unione di tali punti, (linea in colore magenta), possiamo tracciare quello che è stato il reale movimento della supercella temporalesca, la quale ha seguito dapprima una traiettoria quasi zonale Ovest-Est, per poi "virare", a partire dalle ore 21.00, più decisamente verso Nord-Est. Intorno a quell'ora il fronte delle precipitazioni si estende dal "cuore" della Brianza verso il lecchese sud-orientale, per poi spingersi verso i rilievi montuosi orobici e più su fino alla Valtellina. Alle ore 22.00 gli ultimi rovesci interessano proprio lo spartiacque alpino tra il versante orobico bergamasco e quello della Valtellina. |  | Traiettoria di spostamento del punto di innesco della Supercella; dati estrapolati dalla sequenza delle scansioni Radar - Elaborazione di Bruno Grillini | | Focalizziamo ora la nostra attenzione su quelle che sono le caratteristiche più "affascinanti"ed allo stesso tempo estremamente didattiche di questo violento temporale in analisi. Ci serviamo di un'immagine fissa e "zoommata" del Radar, che rappresenta la situazione in atto alle ore 20.00. La supercella è in piena azione tra la Brianza comasca e quella lecchese. Il Radar evidenzia alla perfezione l'eco ad uncino (Hook Echo) delle bande precipitative che si arcuano attorno al mesociclone ed in particolar modo ruotano intorno all'area di minore riflettività chiamata Inflow Notch dove non cadono nè pioggia, nè grandine (Rain Free Base); qui le correnti umide di inflow raggiungono la massima intensità e vengono letteralmente "aspirate"dal movimento rotatorio della supercella. Le correnti ascendenti raggiungono così tali velocità da non permettere alle goccioline d'acqua di unirsi per coalescenza e dunque di raggiungere dimensioni tali per cui il loro stesso peso ne provocherebbe la caduta a terra per gravità. Al Radar, tale regione del temporale prende anche il nome di WER (Weak Echo Region) e cioè una zona dove l'eco radar è debole o del tutto assente per i motivi appena descritti. Un altro eco radar tipico di una supercella temporalesca è il V-Notch. Anche in questo caso si tratta di scarsa riflettività, ma le ragioni sono differenti rispetto al caso precedente. Il quadrante interessato è questa volta quello di NordEst, cioè sottovento al moto del sistema. Si tratta di una zona dove le precipitazioni tendono ad indebolirsi o a scomparire del tutto e la traccia radar assume una tipica "forma a V". Ciò accade a causa della forte divergenza in quota che interessa il potente updraft "shiftandolo" in parte verso destra ed in parte verso sinistra, rispetto al “core” della supercella. Nel nostro caso occorre sottolineare che tale eco radar non è visibile. Riteniamo che la presenza dei primi rilievi prealpini abbia influito nel "disturbare" almeno parzialmente la distribuzione dei flussi delle varie correnti all'interno del mesociclone, rendendo così impossibile la creazione di tale eco radar. Nell'immagine Radar sottostante abbiamo voluto indicare anche la posizione, all'interno della supercella, della Flanking Line, della Wall cloud (di cui parleremo più diffusamente fra poco) e della Shelf Cloud (nube a mensola). Quest'ultima si forma sul bordo avanzante del temporale (nel nostro caso nel settore di Nord-Est) e precede di pochissimo l'area interessata dai rovesci di pioggia o grandine; in particolare le correnti di outflow da essi generati sollevano l'aria caldo-umida fino al suo livello di condensazione determinando così la genesi della nube stessa. Il mesociclone è anche caratterizzato da due correnti discendenti dominanti: il Forward Flank Downdraft (FFD) ed il Rear Flank Downdraft (RFD). La prima si trova sul bordo avanzante della supercella ed individua la regione interessata da violenti rovesci di pioggia e grandine (downdrafts). Si accompagna alla shelf cloud ed è caratterizzata da violentissimi "scoppi di vento", i Downbursts. La seconda è una corrente più fredda e secca che nasce dall'impatto dei venti in quota contro l'imponente updraft mesociclonico. Si presenta sul lato Sud-Occidentale della supercella; essa discende verso il suolo intensificandosi notevolmente anche grazie al raffreddamento evaporativo delle precipitazioni al di sotto del lato sopravvento dell'incudine temporalesca. Dilagando alle basse quote, si comporta come un mini fronte freddo, sollevando l'aria caldo-umida davanti a sè e determinando così la formazione della Flanking Line. Entrambe le due tipologie di correnti discendenti sono state evidenziate, nell'immagine radar, con la consueta simbologia dei fronti freddi. Infine abbiamo indicato l'area del mesociclone ove affluisce l'aria caldo-umida di inflow con la tipica simbologia del fronte caldo. Il mesociclone è dunque a tutti gli effetti un'area di bassa pressione su scala locale, che ha il suo minimo laddove il temporale "aspira"l'aria caldo-umida che lo alimenta; il fronte caldo è l'area interessata dall'inflow; il fronte freddo invece quella dominata dalle correnti discendenti dell'RFD. Dal canto suo l'FFD è invece soltanto la zona principale interessata dai downdrafts. La "nostra" supercella rispecchia in pieno le tipiche peculiarità dei temporali mesociclonici. |  | Mercoledì 13 Luglio 2011, ore 20.00 locali - La Scansione Radar individua la struttura tipica di un mesociclone, dimostrandone l'effettiva esistenza. | | Ed ecco la supercella in tutto il suo splendore!! Questa bellissima foto - scattata dalla Pedemontana del Triangolo Lariano - ci permette di analizzare il mesociclone anche attraverso l'analisi nefologica (osservazione diretta ed interpretazione visiva delle nubi temporalesche); possiamo osservare alcune delle caratteristiche peculiari introdotte poc'anzi grazie all'immagine del Radar, nonchè le tipiche formazioni nuvolose che contraddistinguono questo genere di temporali. La supercella è innanzitutto un temporale ad asse obliquo. L'updraft viene inclinato dai forti venti in quota e la regione del temporale caratterizzata dalle correnti di inflow rimane ben separata da quella ove si verificano le precipitazioni e dove discendono impetuosi i downdrafts. Quindi il temporale è in grado di "assorbire" quanta più energia possibile senza essere "disturbato" dalle correnti discendenti. Nella foto si vede bene l'estensione inclinata del cumulonembo temporalesco e l'assenza di precipitazioni alla base dell'updraft. Invece i violenti rovesci di pioggia e grandine identificano la regione del temporale interessata dai downdrafts (a destra, indicati in rosso). Guardate come le precipitazioni disegnano un arco nel cielo avvitandosi intorno al mesociclone! E' proprio l'eco ad uncino che abbiamo analizzato al Radar. La foto ha immortolato anche una fantastica Wall Cloud (nube a muro) e la sua "coda", la Tail Cloud, in questo caso davvero a pochissime centinaia di metri dal suolo. La Wall Cloud si trova sul lato Sud-Occidentale del temporale, nella regione interessata da forti correnti ascendenti e priva di precipitazioni (Rain Free Base). Di fatto è un lowering e cioè una nube che si forma a quote inferiori rispetto alla base del cumulonembo stesso. Cerchiamo di spiegarne brevemente la ragione: parte delle correnti discendenti più fredde all'interno del cumulonembo non raggiungono il suolo come outflow, ma vengono richiamate all'interno del temporale stesso a causa del movimento rotatorio impresso dal mesociclone alla supercella stessa (vedi la freccia blu con la scritta outflow). Quest'aria più fredda si insinua nella corrente ascendente calda di inflow, accelerandone il raffreddamento e quindi anche il processo di condensazione, che, a questo punto, avviene ad una quota altimetrica più bassa, dando così origine alla nube a muro che appare al di sotto della base del cumulonembo. La Tail Cloud è una sorta di prolungamento della Wall Cloud ed identifica il percorso dell'aria fredda che viene risucchiata dal mesociclone; come potete ben vedere dalla fotografia, essa si estende dall'area interessata dalle precipitazioni per poi inglobarsi nella nube a muro. Infine, nella parte sinistra della fotografia, possiamo osservare la Clear Slot: si tratta di una zona di cielo più chiaro dove la copertura nuvolosa risulta meno consistente per la presenza di aria meno umida. Si trova nella parte Sud-Occidentale del sistema temporalesco ed è la regione della supercella dove affluiscono masse d'aria più secche collegate alla corrente discendente di RFD. |  | 13 Luglio 2011, ore 19.35 locali - Lago di Pusiano (CO) - Analisi nefologica della Supercella - AUTORI DELLA FOTO: Stefano Anghileri & Mauro Corti | | Attraverso l'osservazione di questa mappa pluviometrica possiamo notare ancora una volta come le zone maggiormente interessate dal mesociclone siano state proprio la Brianza comasca e quella lecchese, con le relative aree pedemontane. Il 13 Luglio, nei territori appena citati, sono stati accumulati tra i 50 ed i 100 millimetri di pioggia, valori notevoli se consideriamo che, nelle ventiquattro ore esaminate, la quasi totalità delle precipitazioni si è verificata durante il passaggio della supercella e nell'arco, dunque, di circa mezz'ora. Si noti, inoltre, come sia ben visibile l'Hook Echo, con le precipitazioni che si avvolgono intorno al mimino di pressione a mesoscala del temporale. L'area ove si sono verificati i picchi precipitativi maggiori, invece, individua la torre grandinigena e, con tutta probabilità, il momento in cui la supercella ha toccato l'intensità massima. |  | 13 Luglio 2011 - Accumuli di precipitazioni in Lombardia - Elaborazione di Bruno Grillini sulla base dei dati rilevati dalla rete di stazioni CML | | Numerose sono state anche le segnalazioni di grandinate, più o meno violente, a seconda della dimensione dei chicchi e della loro conformazione. La cartina qui sotto postata evidenzia, attraverso i triangolini gialli, le aree ove si sono verificati fenomeni di tipo grandinigeno. E' facile constatare come la concentrazione massima di episodi corrisponda ancora una volta al territorio geografico interessato dal mesociclone ed in modo particolare alla Brianza comasca. I temporali ad asse obliquo e le supercelle sono caratterizzati dalla presenza di cumulonembi che possono raggiungere e superare i 12/13 km di altezza. All'interno di queste imponenti torri di vapore i "nuclei glaciogeni", cioè gli embrioni sui quali si svilupperà il chicco di grandine, "catturano" goccioline sopraffuse e determinano un primo significativo accrescimento dei chicchi stessi. Questi ultimi tendono, per gravità, a cadere verso terra. Tuttavia, nei temporali violenti, le intense correnti ascendenti presenti nell'updraft, spingono nuovamente i chicchi di grandine verso la sommità della nube, causandone un ulteriore ingrossamento. Questo "saliscendi" può continuare per diverso tempo, in quanto le correnti ascendenti all'interno di una supercella (è il nostro caso), sono così violente da non consentire ai chicchi di grandine di cadere a terra. Essi si accresceranno sempre di più, finchè neppure la corrente ascendente più intensa potrà sostenerli. A questo punto una vera e propria "tempesta bianca" pioverà dal cielo con conseguenze spesso rovinose per le persone, i loro beni e le loro attività. |  | 13 Luglio 2011 - Segnalazioni di grandinate in Lombardia - Elaborazione di Bruno Grillini sulla base delle osservazioni registrate dalla rete CML |  | Le dimensioni dei chicchi di grandine sono dunque maggiori quanto più intense si presentano le correnti ascendenti all'interno dell'updraft. Ed ecco quelli che possono essere i risultati. Il chicco della foto è stato raccolto nei pressi della cittadina di Carate Brianza. Esso ha un diametro di ben 6 cm. e si presenta con una conformazione particolare a lobi o punte. Ciò accade in presenza di updrafts "esplosivi"contenenti molte goccioline sopraffuse; esse si muovono all'interno di correnti ascendenti così veloci da non permetterne l'unione in gocce più grosse. Le goccioline si depositeranno così sui lobi, ingrandendoli. Mano a mano che le goccioline verranno "catturate" dal chicco, nasceranno nuovi lobi e quelli già formatisi si ingrosseranno sempre di più. Pensate che per sostenere un chicco di grandine di queste dimensioni e vincere la forza di gravità che lo trascinerebbe in basso, le correnti ascensionali all'interno del cumulonembo avrebbero dovuto soffiare ad una velocità di almeno 126 km./h. (35 m/s)! 13 Luglio 2011, ore 20.30 - Carate Brianza (MB) - Grandine grossa fino a 6 cm dalla forma irregolare. Si nota l'aggregazione di diversi lobi di ghiaccio. FOTO di Daniele Pozzoni. | | Osserviamo infine il grafico relativo all'andamento della pressione atmosferica sul livello del mare nella stazione meteo CML di Lecco centro. Nell'arco delle ventiquattro ore possiamo notare come la pressione sia in lento, graduale e costante calo, salvo brevi e temporanee pause (calo dovuto all'approssimarsi della saccatura con annessa Warm Conveyor Belt). L'abbassamento della pressione diviene più importante a partire dalle ore 15.00, ma subisce un vero e proprio "tracollo" a partire dalle 18.30 con il repentino avvicinamento del temporale mesociclonico. Poco prima delle ore 20.00 si tocca il valore più basso di pressione (di qualche decimo inferiore ai 1001 hPa) in concomitanza al transito sulla città del minimo barico collegato alla supercella (depressione a mesoscala). Ma è quello che accade subito dopo che desta impressione!!! Nell'arco di una ventina di minuti la pressione risale di quasi 9 hPa a testimonianza del rovesciamento impetuoso di una massa d'aria più fredda e pesante che caratterizza il settore dei downdrafts (FFD) e del transito successivo del settore posteriore del mesociclone collegato alle correnti discendenti fredde di RFD. Proprio gli scarti barici così consistenti attestano che non si è trattato certamente del passaggio di un temporale per così dire "tradizionale", bensì di un maestoso ed affascinante mesociclone supercellulare. |  | 13 Luglio 2011 - Andamento della Pressione al suolo - Stazione CML di Lecco centro - Elaborazione di Matteo Negri | | di Matteo Dei Cas Un temporale a supercella è assimilabile ad un vero e proprio ciclone a mesoscala (circoscritto in un'estensione limitata a poche decine di chilometri): per questo motivo il riesame delle condizioni locali è di cruciale importanza, forse ancor più dell'inquadramento sinottico, dal quale comunque - come per ogni evento meteorologico - non possiamo prescindere. Innanzitutto possiamo tranquillamente affermare che sui settori occidentali della Lombardia, come del resto anche sull'Alto Piemonte, sussistevano le variabili favorevoli allo sviluppo di uno o più updraft rotanti e quindi strutture temporalesche a carattere di supercella. In questo paragrafo, per l'appunto, lo dimostreremo. Proviamo adesso a paragonare la nascita e lo sviluppo di una supercella ad una reazione chimica rapida ed altamente esotermica, come ad esempio un incendio o un'esplosione. Innanzitutto è necessario avere a disposizione molto carburante, quindi una fonte di innesco - come può essere una scintilla - ed infine un elemento che funga da catalizzatore, in grado di alimentare ed accelerare la reazione. Tutti questi elementi ovviamente devono necessariamente coesistere per dare origine ad una supercella: analizziamoli quindi uno alla volta per comodità didattiche, anche se nella realtà ciascuno è strettamente correlato all'altro ed alcune variabili non sono dissociabili tra loro. Non possiamo prescindere da alcune premesse: il Radiosondaggio rappresenta la condizione del primo pomeriggio sopra Linate, che potrebbe benissimo discostarsi - e magari anche non di poco - da quelle della sera sopra l'alta pianura e la zona Pedemontana! Anche le mappe in quota si riferiscono a quadri previsionali e, ad eccezione delle carte sinottiche, rappresentano situazioni verosimili ma pur sempre probabilisitche. Gli elementi che abbiamo utilizzato forniscono una serie di ipotesi, che nel loro insieme vorrebbero riscostruire un "modello" il più possibile verosimile a quanto è realmente accaduto. • Il carburante: energia potenziale convettiva disponibile L'energia potenziale disponbile alla convezione (CAPE) rappresenta il carburante necessario allo sviluppo di una nube estesa verticalmente, quale ad esempio un cumulonembo o più generalmente un sistema temporalesco. Fisicamente il CAPE corrisponde alla quantità di energia potenziale (espressa in Joule) che possiede un kg di aria sollevato ad una determinata altezza. Il CAPE è direttamente proporzionale alle condizioni di instabilità atmosferica che si instaurano quando una particella sollevata fino al punto di condensazione si trova "a percorrere" la curva adiabatica satura in un ambiente circostante realmente più freddo. Una massa d'aria prossima al suolo è potenzialmente instabile anche quando è molto ricca di vapore acqueo che, una volta raggiunto il punto di saturazione, condensa "tutto in blocco" liberando una grande quantità di calore latente e di energia. Possiamo riassumere il tutto dicendo così: aria calda ed umida nei bassi strati, sormontata da aria fredda e secca in quota costituiscono in genere condizioni di forte instabilità. Questo è quanto accaduto, molto probabilmente, anche nel caso del 13 Luglio 2011. Osservando il sottostante diagramma termodinamico notiamo subito la presenza di un CAPE molto elevato, dell'ordine di addirittura 2130 J/Kg. Una volta giunta al punto di saturazione (LCL di 765 mt) la particella deve "vincere" un piccolo strato stabile di subsidenza (una piccola inversione termica), il cosiddetto strato di inibizione convettiva (CIN) che nel nostro caso è davvero esiguo: pari a -34 J/Kg. Una volta superato il CIN parte la libera convezione: la curva di stato della temperatura interseca l'adiabatica satura (LFC di 1712 mt) e "prepara" un' ambiente più freddo (in particolare tra i 700 ed i 3800 metri circa) che agevola per il principio di Archimede la forza spontanea di galleggiamento della particella. Le correnti ascensionali si arrestano solo al limite superiore della troposfera, poco sopra i 12000 metri, dopo avere consumato un CAPE davvero elevato. Il vapore acqueo è bene distribuito in tutta la colonna d'aria, e non solo nei bassi strati: gli oltre 43 mm di acqua precipitabile rappresentano un elevato quantitativo di carburante a disposizione per la spinta convettiva e lo sviluppo delle nubi temporalesche. Interessante inoltre osservare il profilo verticale di intensità del vento, che fornisce già una prova della presenza di un'importante fonte di innesco alla convezione. Laddove il vento accelera rapidamente salendo con la quota (Speed Shear) lo strato d'aria in questione si alleggerisce e richiama (per il principio di conservazione di massa) aria dai livelli sottostanti. Nel nostro caso specifico osserviamo Speed Shear positivo proprio appena sopra il CIN, tanto che di fatto il medesimo è stato facilmente "superato" dalle correnti ascensionali: attorno ai 1000 metri di quota il vento ha accelerato in modo marcato portandosi da 15/20 kts ad oltre 40/50 kts. Questo avrebbe appunto creato un vero e proprio "risucchio" della massa d'aria calda dal basso verso il livello di libera convezione, dando inizio poi ad una corsa "inarrestabile" verso l'alto. |  13 Luglio 2011 ; ORE 12Z - Milano Linate - Radiosondaggio Skew-t: CAPE elevato ed intenso speed shear del vento - FONTE: www.weather.uwyo.edu
Elaborazione: software RAOB | | • La fonte di innesco: divergenza in quota, vorticità e convergenza al suolo Divergenza in alta troposfera e vorticità orizzontale alle quote medie propagano ciclonicità dall'alto verso il basso, innescando convergenza di masse d'aria al suolo e di conseguenza moti verticali ascendenti. Tutte queste grandezze sono quindi strettamente correlate tra loro: ad esempio, una linea di convergenza nei bassi strati - ed anche l'innalzamento forzato da una costante orografica - di per sè non danno origine da sole un sistema temporalesco, a meno che non siano sostenute ed alimentate da una buona ciclonicità alle quote medio-alte della troposfera. La disposizione delle isoipse e quindi dei campi vento nei livelli più elevati della troposfera, ai livelli di 300 hPa o meglio ancora in estate a 200 hPa, permette di individuare l'andamento della corrente a getto. Osserviamo la mappa sottostante di previsione, relativa alle ore 20 locali di Mercoledì 13 Luglio: possiamo notare per l'appunto il rapido passaggio della corrente a getto sopra la Lombardia. Nel punto dove la corrente accelera, e precisamente appena avanti e sulla sinistra all'area caratterizzata dalle maggiori velocità (core del getto o Jet Streak), si riscontra una fuoriuscita orizzontale di masse o più tecnicamente una divergenza della corrente a getto. Ebbene in questo punto la colonna d'aria si alleggerisce negli strati sommitali e questo, analogamente all'avvezione positiva di vorticità in media troposfera (come accennato in precedenza), comporta un richiamo di massa dai livelli sottostanti con incremento dei moti verticali ascendenti. In altre parole l'avvicinamento del Jet Streak contribuisce in modo determinante all'innesco della convezione, ma non solo. La presenza di una forte corrente in quota infatti "stira" la sommità delle incudini dei cumulonembi e soprattutto inclina l'asse della cellule temporalesche lungo la direzione del loro spostamento: nel nostro caso da SudOvest verso NordEst. L'inclinazione dell'asse rispetto alla verticale è una peculiarità dei temporali a supercella e comporta una netta separazione dell'updraft dal downdraft. In questo modo la spinta ascensionale non subisce un'interferenza da parte delle correnti discendenti ed il temporale tende ad autoalimentarsi, mantendendosi attivo più a lungo prima di estinguersi. I temporali ad asse inclinato non comportano necessariamente una rotazione dell'updraft, anche se sono caratterizzati da spinte ascensionali più vigorose e durature, tali da sostenere più efficacemente l'accrescimento dei chicchi di grandine, che a questo punto possono raggiungere anche dimensioni medio-grandi. |  13 Luglio 2011, ore 18Z - BOLAM: Previsione a 18h di geopotenziali e velocità vento a 300 hPa - FONTE: www.meteoliguria.it Rielaborazione di Matteo Dei Cas | | Gli effetti della divergenza in alta troposfera e della vorticità orizzontale in media troposfera si propagano infine in medio-bassa troposfera: anche qui la circolazione è mediamente ciclonica. In questo caso osservando le mappe dal suolo, ad 850 e 700 hPa possiamo constatare - nel salire con la quota - una rotazione verso sinistra dei vettori del vento, che cambiano di direzione: da SudEst al suolo, da Sud ad 850 hPa, da SudOvest a 700 hPa. Questo comportamento è noto come Wind Directional Shear ed è piena espressione di ciclonicità: una caratteristica, questa, di tutti i sistemi perturbati che ruotano: dalle classiche depressioni a scala continentale ai mesocicloni. Certamente un quadro di previsione come quello sottostante esprime il sussistere di condizioni favorevoli allo sviluppo di Elicità nei bassi strati, che poi va a combinarsi con il potenziale convettivo ed alle fonti di innesco: il risultato potrebbe essere - per l'appunto - lo sviluppo di un poderoso updraft obliquo che, una volta innescatosi, assume anche una componente rotatoria stretta ciclonica. Un particolare rilievo è offerto dalla caratteritiche delle masse d'aria avvettate ai vari livelli dai campi vento: MOLOCH ipottizzava verosimilmente nel nostro caso un afflusso sud-orientale caldo ed umido nei primi 1500 metri circa della colonna (livelli surface ed 850 hPa), sormontato da una vera e propria "iniezione di aria secca" da SudOvest al livello 700 hPa. La sovrapposizione di aria più secca sopra uno strato ad elevato potenziale convettivo (elevato THETA) avrebbe accentuato il gradiente igrometrico, rafforzando drammaticamente l'instabilità negli strati appena sopra il CIN: questo, come abbiamo visto del Radiosondaggio, è accaduto nella realtà dei fatti. Risulta invece un po' più ambizioso riuscire ad individuare con esattezza la tempistica e la localizzazione dell'origine della supercella; MOLOCH ha ipotizzato con una certa esattezza il meccanismo, ritardando di un paio d'ore i tempi, oltre avere "forse" shiftato di poche decine chilometri più ad Ovest la linea di sviluppo del temporale: ma cosa potere pretendere di più da un modello di previsione? Predire un punto di genesi convettiva in pianura significa riuscire a localizzare il possibile instaurarsi di una linea di convergenza del vento a terra, uno scontro tra masse d'aria con caratteristiche fisiche tra loro molto differenti. Il meccanismo è del tutto simile a quello di un fronte freddo: si tratta di una sorta di "trampolino di lancio" che fornisce una spinta iniziale alla correnti convettive, anche se l'innesco vero e proprio - quello che permette di distinguere lo sviluppo di un cumulo da un sistema temporalesco -proviene dalle quote medio-alte. Nel nostro caso parliamo di linea secca (Dry Line) per descrivere l'incursione di aria fredda e secca che si incunea sotto quella più calda ed umida, tanto da scalzarla e forzarne la salita dal suolo per almeno le prime centinaia di metri della colonna. Più spercificatamente si potrebbe essere trattato di infilitrazioni fresche in caduta dalle Alpi o correnti di Outflow provenienti dai temporali (forse a loro volta a supercella) cha avevano interessato già nel tardo pomeriggio l'Alto Piemonte: le mappe THETA/vento ad 850 hPa esprimono al meglio questa ipotesi. |  13 Luglio 2011, ore 18Z - MOLOCH: Previsione a 18h di T e vento al suolo, THETA e vento a 850 hpa, RH e vento a 700 hPa - Valida ipotesi di shear direzionale del vento, dry-line con infilitrazioni settentrionali per caduta di aria più fresca ed "iniezione secca" a 700 hPa - FONTE: www.meteoliguria.it | | Quanto ipotizzato al suolo da MOLOCH trova buona corrispondenza a ciò che è di fatto accaduto, come possiamo constatare dalle mappe sinottiche locali focalizzate sui settori centro-occidentali del Nord Italia. Nonostante l'affondo ciclonico in quota poco incisivo non si è assistito alla tipica sfilata dei minimi depressionari oltralpe, quelli responsabili del ben noto "SudOvest secco", che spesso si instaura in condizioni prefrontali specialmente nel mese di Luglio, quando gli impulsi atlantici riescono a fatica ad entrare nel Mediterraneo. Al contrario nelle ore pomeridiane che precedevano gli eventi osserviamo un paio di massimi relativi di pressione sulle Alpi, forse a causa di un blando raffreddamento in quota già compiutosi in mattinata grazie ai temporali orografici, come anche l'azione marginale del fronte freddo. Sul mar Ligure la circolazione è addirittura debolmente ciclonica e questo non depone certamente ad una situazione di venti di caduta appennici, per cui anche nel corso dell'intero pomeriggio i Dew Point (DP) si sono manterranno elevati su tutte le pianure, comprese le terre d'Oltrepo. La disposizione barica depone nel complesso all'instaurarsi di un regime sudorientale caldo ed umido: una sorta di debole scirocco che risale tutta la Pianura Padana, impatta le Prealpi ed addirittura tende a deviare da Nord in direzione del minimo ligure. Insomma, addirittura una sorta di Flow Around del richiamo sudorientale sui settori occidentali: un fatto che si verifica più comunemente nelle situazioni sciroccali dell'inverno! Nel nostro caso tale tipo di circolazione avrebbe rifornito di energia convettiva la Pianura Padana, distribuendo omogeneamente il "carburante" su tutti i settori: questo, in attesa del fattore di innesco che è sopraggiunto dall'alto, unitamente al calo dei geopotenziali (linea rossa tratteggiata) ed all'ingresso della componente ciclonica (freccia viola). |  13 Luglio 2011, ore 13 locali -Analisi sinottica al suolo Italia di NordOvest - FONTE: www.meteocentre.com Rielaborazione di Matteo Dei Cas | | Verso le ore 18.00 locali, quando è "letteralmente esplosa" la convezione sull'alta pianura centro-occidentale, si è assistito per l'appunto ad un rapido e consistente peggioramento delle condizioni in quota: l'ingresso a 500 hPa di aria più fresca con direttrice sudoccidentale ciclonica ha instabilizzato drammaticamente gli strati della media troposfera, creando i presupposti per un "risucchio" di masse d'aria dall'alto. Al suolo poi, la costante risalita di masse d'aria umide e calda che affluiva sulla Pianura Padana, si è "letteralmente scontrata" con le correnti più fresche in discesa dalla regione alpina e prealpina. Il "terreno di scontro", sulla base dei dati forniti dalle osservazioni a terra delle stazioni dell'Aeronautica Militare, è reso evidente dal simbolo del Cumulonimbus Incus sulla mappa sinottica; interessante il confronto tra i due aeroporti milanesi: Linate al margine delle "torri convettive" con ventilazione sudorientale e rapporto T/DP di 27°C su 20°C, all'opposto Malpensa (non lontana dal putabile punto di origine della supercella) sotto il vento da NordOvest ed un po' più fresca ed asciutta. |  13 Luglio 2011, ore 18 locali -Analisi sinottica al suolo Italia di NordOvest - FONTE: www.meteocentre.com Rielaborazione di Matteo Dei Cas | | • Il catalizzatore: elicità e shear direzionale del vento nei bassi strati Ora che abbiamo studiato le variabili che hanno contribuito nel dare origine ad un potente temporale ad asse obliquo, individuiamo gli elementi che hanno conferito a tutta la struttura un movimento rotatorio ciclonico, promuovendone il passaggio a supercella. Ad energia convettiva e fonti di innesco se ne aggiunege uno: l'Elicità nei bassi strati, che in particolare combinata al CAPE e al Wind Speed Shear delle quote superiori, favorisce la rotazione ciclonica dell'updraft. Fisicamente l'Elicità di una particella è infatti definità come la capacità della medesima a ruotare attorno al proprio centro di massa nella direzione della sua quantità di moto, in parole più semplici una misura dell'avvitamento dei venti lungo la verticale. Si può comprendere a questo punto il ruolo cruciale dell'Elicità nel dare origine ad una componente rotataoria all'updraft, strettamente necessario a favorire la "promozione" del temporale verso la supercella. L'Elicità contribuisce inoltre ad allungare il ciclo vitale del temporale, sovra-alimentando ulteriormente l'updraft: da qui il "ruolo di catalizzatore" della medesima che aggiunge ulteriore ciclonicità alla struttura, incrementando "l'effetto-risucchio" sulla massa d'aria sottostante con il conseguente potenziamento della spinta ascensionale. L'Elicità è valutabile qualitativamente osservando il tracciato Odografo, ovvero la proiezione ortogonale superiore del Radiosondaggio che permette di visualizzare "dall'alto" la traiettoria della radiosonda. Attraverso uno speciale software abbiamo rielaborato le informazioni relative ai primi 6 km del radiosondaggio di Linate delle ore 12Z del giorno 13 Luglio 2011. L'elemento che salta subito all'occhio è la risultante vettoriale estrapolata dal profilo verticale del vento, e che fornisce informazioni sull'eventuale traiettoria di spostamento della cella temporalesca: del tutto verosimile nel nostro caso, dato che il temporale in effetti si è spostato velocemente da SudOvest verso NordEst (più o meno secondo previsione, deg. 233°; 39 kts). L'Odografo illustra la "turbolenza" del vento: in particolare nel nostro caso possiamo osservare un Wind Directional Shear nei primi 3 km di spessore, concentrato soprattutto nei primi 1000 metri sovrastanti il suolo. Questo indica per l'appunto la presenza di vorticità nei bassi strati, in grado di favorire la rotazione dell'updraft. Possiamo osservare il tutto nel cambio di orientamento dei vettori, che a partire dal centro, compiono una traiettoria più o meno "a forma di C" contenendo il modulo vettoriale attorno ai 15 kts. Oltre i 1000 metri di quota viene però ad aggiungersi l'ulteriore decisivo contributo di innesco del Wind Speed Shear, rappresentato dal comportamento dei vettori che si allungano verso l'esterno, allontanando più rapidamente la particella dal punto centrale di lancio della radiosonda. I parametri utilizzati nelle grandi pianure degli Stati Uniti, ammesso che possano essere appllicati in uno spazio molto più ristretto come il Catino Padano, sembrerebbo essere almeno moderatamente favorevoli allo sviluppo di una supercella. I parametri s-rH rappresentano la Storm Relative Helicity nei bassi strati, che come detto risultava significativa: secondo la letteratura americana, un valore superiore ai 300 m²/s² concentrato nello spessore 0-1 km avrebbe forse potuto indurre qualche concreta possibilità in più di tornadogenesi, anche se gli esatti rapporti causa-effetto al momento non sono ancora del tutto conosciuti. Anche gli indici di correlazione tra il CAPE e l'Elicità (BRN - Bulk Richardson Number ed EHI - Energy Helicity Index) risultano favorevoli al medio rischio di temporali a supercella. |  13 Luglio 2011 ; ORE 12Z - Milano Linate - Radiosondaggio Odografo: discreto shear direzionale nei bassi strati - FONTE: www.weather.uwyo.edu Elaborazione: software RAOB | | L'analisi e lo studio di questo temporale ci ha permesso di entrare in contatto con uno dei fenomeni più spettacolari ed affascinanti che si possono ammirare alle nostre latitudini durante il periodo estivo. Il fatto, poi, che questa fenomenologia temporalesca si sia manifestata in un'area geografica così prossima ai rilievi prealpini e, dunque, poco adatta allo sviluppo di temporali supercellulari, ha costituito stimolo ulteriore per approfondire i motivi e le cause scatenanti che hanno permesso la nascita ed il successivo sviluppo del mesociclone "brianzolo". La supercella possiede indubbiamente una "sinistra bellezza": spettacolo magnificente della natura, ma anche capace di arrecare danni gravi a persone e cose. Crediamo che lo studio approfondito di questi fenomeni risulti essenziale per potere godere appieno della loro stupefacente complessità; carpirne i segreti può, inoltre, esserci d'aiuto per proteggere noi stessi ed i nostri beni da una fenomenologia tanto affascinante quanto violenta e distruttiva. | | Gli Autori desiderano rigranziare tutti i collaboratori che hanno contribuito ai lavori inviando materiale fotografico, rielaborando mappe e grafici. Un ringraziamento particolare a Francesco Sudati (Previsore del Servizio Meteorologico dell'Aeronautica Militare) per i suoi preziosi consigli quale garante scientifico dell'articolo. |
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