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27-28 gennaio 2008: il Föhn è tornato a far parlare di sé   Inserito il› 19/02/2008 20.12.39

IL RITORNO DEL FÖHN "BOLLENTE"

 
E’ accaduto anche quest’anno. La replica proprio vicino all’anniversario di una data importante nella storia del nostro microclima. A fine gennaio le temperature sono tornate a raggiungere valori degni di fine Aprile. Questo grazie ad una massa d’aria molto calda che si è riversata sottoforma di foehn su alcune zone della Lombardia. E’ Domenica 27 gennaio 2008, una giornata mite e nuvolosa. Poco prima dell'alba il vento irrompe nelle vallate a ridosso della catena alpina, spezzando la quiete delle brezze notturne. Si tratta di un föhn superficiale (o shallow föhn) dovuto alla massa d'aria che inizia a debordare dai valichi montuosi. Questo è reso evidente dal tracciato anemometrico registrato a Bormio (SO): un vento sostenuto scende da Nord incanalandosi nella Valle del Braulio. Nel pomeriggio si intensifica con raffiche che sfiorano i 90 km/h, un valore davvero ragguardevole per una località adagiata in una conca circondata da vette di 3000 metri.
 
 
27 gennaio 2008 - Tracciato anemometrico - Stazione CML di Bormio (SO) - Elaborazione di Matteo Negri


La temperatura, che nella notte si era mantenuta su valori già relativamente elevati, si innalza rapidamente fino a raggiungere i 13°C prima di mezzogiorno. L'assenza di gelate notturne ha testimoniato un preesistente riscaldamento in quota dovuto ai moti discendenti anticiclonici e alle brezze catabatiche dai monti: una condizione di decisa stabilità.

27 gennaio 2008 - Andamento termoigrometrico - Stazione CML di Bormio (SO) - Elaborazione di Matteo Negri


Nel primo pomeriggio il vento caldo raggiunge i bacini lacustri e conquista in breve tempo tutta la Pedemontana. Si tratta del föhn profondo (o deep föhn) dovuto alla caduta della massa d'aria che ha sorvolato lo spartiacque ad un altitudine media di 3000-4000 metri. Diversamente dal föhn superficiale ora la massa d'aria precipita da quote più alte e risente maggiormente del riscaldamento adiabatico dovuto alla compressione ed alla cessione di calore latente.
Come si può vedere dal tracciato relativo a Dervio (LC) la temperatura, che si aggirava attorno agli 8°C, schizza in pochi minuti a 22°C con un crollo dell’umidità relativa a valori prossimi al 15%.
La variazione dei parametri termo-igrometrici in così poco tempo è impressionante. E’ solo l’inizio: il föhn con raffiche di oltre 50 km/h manterrà la temperatura per molte ore sopra i 20°C. Si preanuncia una nottata molto calda, così come parte della giornata successiva di lunedì.

27 gennaio 2008 - Andamento termoigrometrico - Stazione CML di Dervio (LC) - Elaborazione di Matteo Negri


Quella domenica sera verrà ricordata anche per l’aspetto infuocato del cielo. Una stratificazione nuvolosa estesa e sottile, quanto basta a lasciare intravedere il sole a mala pena, ha regalato stupendi giochi di luce. L'atmosfera era limpida grazie al contenuto di vapore nell'aria molto basso, fatto che ha consentito una buona propagazione dell'energia radiativa al suolo nonostante le velature nuvolose. La foto sottostante è stata scattata a Segrate (MI) al tramonto. La presenza costante delle nubi estese sopra la corrente favonica è stata caratteristica quanto il caldo anomalo.


27 gennaio 2008 - Tramonto a Segrate (MI) - Matteo Pillitteri - Staff CML


I dati termici registrati dalle nostre stazioni della rete CML hanno permesso di comprendere la distribuzione del föhn sulla nostra regione. La mappa realizzata da B.Grillini - in base ai dati della rete di stazioni CML- riassume le temperature massime registrate a cavallo tra il 27 ed il 28 gennaio 2008. Si possono quindi osservare valori tra i 20-22°C sulla fascia pedemontana tra Lecco-Como e Varese, sui bacini dei laghi Maggiore e di Como, nel Canton Ticino e in Valtellina. Sono stati inoltre interessati dal vento caldo anche i colli piacentini, mentre su tutte le restanti zone pianeggianti le temperature non hanno in genere superato i 15°C. Il föhn è, quindi, stato assente su gran parte della Pianura Padana, specie quella sud-orientale. La linea di delimitazione, ove l’evento si è presentato marginalmente, ha racchiuso anche le città di Milano e di Bergamo. Il föhn è rimasto circoscritto sulle zone collinari. A quote più basse, grazie all’integrità dello strato limite dell’inversione termica, l’effetto favonico è risultato assente. In genere è la natura termo-igrometrica, nonché la direzione e l’intensità delle correnti, a determinare o meno la rottura dell’inversione termica. Una massa d’aria fredda e turbolenta riesce spesso a raggiungere la pianura, al contrario di una più calda che, galleggiando, può continuare a scorrere al di sopra dell’inversione termica.

27-28 gennaio 2008 - Temperature massime in Lombardia - Elaborazione di Bruno Grillini sulla base dei dati rete stazioni CML


 

E’ ora interessante paragonare questo evento di relativa lunga durata con quello del 19 gennaio 2007. Si tratta di due episodi di caldo eccezionale apparentemente simili. Quello di quest’anno si è protratto per quasi due giorni, mentre quello dell’anno scorso si è consumato in una giornata. Un evento, quello del 2007, nel quale si raggiunsero valori termici da record con passaggio veloce ma diffuso a gran parte della Pianura Padana tra Lombardia e Piemonte. Nella mappa successiva ricordiamo l’estensione e l’entità del riscaldamento del 19 gennaio 2007. Si può notare che ancora una volta le zone maggiormente "surriscaldate" siano state quelle pedemontane, quanto le vallate alpine. Valori notevoli, comunque, si registrarono anche sull’Oltrepo, sul Piacentino e sul basso Piemonte con punte superiori a 25°C nel Cuneese grazie all'effetto favonico, registratosi anche nel settore appenninico. Tutto ciò ha determinato una precoce rottura dell'inversione termica presente nei bassi strati, a causa dell'azione combinata del föhn, proveniente da WNW, e della brezza molto sostenuta da SW, spirante dall'Appennino verso la media e bassa pianura lombarda, che ha esaltato gli effetti del riscaldamento diurno.


19 gennaio 2007 - Temperature massime in Lombardia - Elaborazione di Bruno Grillini sulla base dei dati rete stazioni CML
 
 

ANALISI COMPARATIVA

I due eventi in analisi hanno come denominatore comune l’instaurarsi di un dislivello barico tra i due versanti delle Alpi e la presenza di correnti provenienti dalla medesima direzione fino ad almeno 5000-6000m di quota. Le condizioni preesistenti in Lombardia spiccatamente stabili nei bassi strati hanno esaltato in entrambi i casi il rialzo termico. Il föhn è infatti comparso laddove ristagnava da qualche giorno una massa d’aria piuttosto mite con omotermia o inversioni termiche. L’ingrediente comune più importante è comunque la natura molto calda della massa d’aria presente a Nord delle Alpi.
Per meglio comprendere l'imponenza dei fenomeni è indispensabile un rapido inquadramento su scala continentale.
La carta relativa al 27 gennaio 2008 mostra un “blocco ad omega”delle correnti atlantiche ad opera di un anticiclone dinamico, centrato sulla Francia ed alimentato da aria di origine nordafricana. L’alta pressione, ben strutturata a tutte le quote, è caratterizzata da geopotenziali tipicamente estivi. La massa d’aria calda tende a scendere dall’apice della cupola anticiclonica avvitandosi in senso orario. Scendendo di quota essa si comprime e diventando via via più secca e più calda per cui l’intera struttura con il passare dei giorni tende ad appiattirsi per subsidenza degli strati d’aria. In questo modo sulla Francia si è sarebbe creata una bolla d’aria in quota particolarmente calda. Seguendo l’affondo della saccatura artica verso i Paesi Danubiani la massa d’aria calda si sarebbe mossa con vigore in direzione delle Alpi.


27 gennaio 2008 - Analisi GSF a 500 hPa e al suolo - FONTE: www.wetterzentrale.de


La carta relativa al 19 gennaio 2007 è siginificativamente diversa in quanto sull’Europa centrale è presente un intenso flusso perturbato atlantico. L’anticiclone subtropicale è questa volta posizionato più sulla Spagna ed offre una spalla sulla quale le depressioni mobili possono discendere leggermente verso Sud lambendo l’arco alpino. Quel giorno una massa d’aria oceanica di estrazione subtropicale, che seguiva la coda di un fronte perturbato, si è riversata in Pianura Padana. L’avvicinamento del sistema frontale alle Alpi determinò un sostenuto richiamo sudoccidentale, manifestatosi con un effetto favonico importante anche in Appennino. Questo potrebbe avere contribuito all’estensione del fenomeno sulla nostra regione. Il föhn fu quindi annesso a classiche condizioni perturbate anche se anomalmente calde. Quest’anno invece l’intensa corrente catabatica ha avuto origine principalmente da moti discendenti anticiclonici.

19 gennaio 2007 - Analisi GFS a 500 hPa e al suolo - FONTE: www.wetterzentrale.de


La dinamica a scala locale delle correnti che hanno superato l’arco alpino è differente. La quota più rappresentativa è quella attorno ai 3000 mt ovvero alla superficie di 700 hPa. Da questo livello l’aria tracima mediamente la catena alpina (shallow föhn) ed è sede dei più importanti sistemi nuvolosi a larga scala. La carta relativa all’episodio recente conferma un flusso secco a componente anticiclonica, orientato da Nord, quasi perpendicolare alle Alpi. E’ interessante notare la debolezza dei vettori vento sui settori alpini occidentali nelle vicinanze del cuore anticiclonico. Questo spiega l’assenza del föhn su gran parte del Piemonte. Solamente sui settori orientali delle Alpi, in particolar modo sui versanti austriaci, si può notare un accumulo di aria umida con nubi da stau. Questo grazie alla coda di un fronte freddo in discesa dal Nord Europa verso i Balcani con le Alpi centro-occidentali protette dall’azione stabilizzante dell’alta pressione.

27 gennaio 2008 - Previsione BOLAM a 700 hPa - Vento e umidità specifica - FONTE: http://www.meteoliguria.it



La situazione a scala locale relativa all’episodio del 2007 è invece inquadrabile in un’intensa corrente nordoccidentale perturbata. La seguente carta evidenzia un cospicuo e diffuso accumulo di aria umida a Nord delle Alpi, a cui corrispondono nubi e precipitazioni da sbarramento. Si è trattato quindi di un classico esempio di föhn, connesso ad un'estesa situazione di stau su tutto il versante N-alpino. Non è affatto da sottovalutare la forte componente occidentale delle correnti. All’accumulo di massa d’aria sui versanti alpini francesi si era contrapposto un lieve minimo orografico sul Piemonte. Questo avrebbe determinato un richiamo sudoccidentale con effetto favonico appenninico più esteso. Una sostenuta brezza da SudOvest ha raggiunto il settore meridionale della regione, ad esclusione del Mantovano, mentre venti più turbolenti da NordOvest interessavano l’alta pianura. Forse per questa ragione l’anno scorso il föhn è riuscito a conquistare tutta la Pianura Padana, fatta eccezione di una “piccola porzione” ad Ovest di Milano.

19 gennaio 2007 - Previsione BOLAM a 700 hPa - Vento e umidità specifica - FONTE: http://www.meteoliguria.it


L’analisi comparata della colonna d’aria relativa a Payerne e Milano è sempre di aiuto nell’analisi del föhn alpino da NordOvest, in quanto permette di confrontare le condizioni di origine della massa d'aria con quelle preesistenti nella località di arrivo. Quest’ultimo è l’elemento comune ad entrambi gli episodi.
Infatti in Lombardia, grazie al persistere da più giorni di condizioni anticicloniche, si è costituita una tenace inversione termica che “schiacciava” al suolo una massa d’aria stagnante e non gelida, ma comunque decisamente meno calda di quella trasportata verso il basso dai venti di caduta.
I tabulati relativi al 27 gennaio 2008 evidenziano una colonna d’aria stabile a NordOvest delle Alpi. E’ infatti presente un lago freddo nei bassi strati con ventilazione assente. Le correnti nordoccidentali intensificano al di sopra dell’inversione termica raggiungendo una velocità apprezzabile oltre i 2000 metri. Dai parametri termoigrometrici si può dedurre che l’aria è calda e piuttosto secca e ciò depone a favore dell’assenza dello stau. Il favonio ha dato il meglio di sé oltre i 300 metri di quota con valori di umidità estrememamente bassi. La massa d’aria di natura piuttosto stabile non è riuscita a generare una turbolenza in grado di rompere l’inversione termica presente in Pianura Padana, limitandosi quindi a galleggiarvi sopra. Diversamente sulle zone pedemontane e nelle vallate alpine i vortici turbolenti e l'accelerazione impressa alle correnti discendenti dalle strettoie delle vallate sono riusciti a rimescolare gli strati d’aria vicini al suolo.
Grazie all’azione combinata di compressione adiabatica dovuta alla subsidenza anticiclonica e al föhn le temperature hanno raggiunto in breve tempo valori molto elevati proprio al calare della sera. Se anche vi fosse stato durante il pomeriggio un maggior soleggiamento il suo contributo sull’innalzamento termico sarebbe stato modesto, se rapportato all’effetto dovuto alla massa d’aria in arrivo.

27 gennaio 2008 - Radiosondaggio comparato di Milano e Payerne (CH) - FONTE: www.weather.uwyo.edu

Le condizioni presenti invece al 19 gennaio 2007 erano profondamente diverse, in quanto connesse per l'appunto al transito di un sistema depressionario proveniente dall’Atlantico. Infatti, oltralpe la colonna d'aria era tutt'altro che stabile: Lo si può notare dalla ventilazione sostenuta da Ovest e da valori elavati di umidità a tutti i livelli. In Svizzera era presente un’avvezione di aria molto mite ed umida già nei bassi strati (notare il valore di +12°C a Payerne). La massa d’aria è, così, risalita lungo il versante settentrionale delle Alpi grazie all’assenza di inversioni in quota, costituendo così uno strato di aria prossima alla saturazione fino alla media altezza delle Alpi. Lo Stau ha quindi aggiunto il suo contributo di calore latente alla massa d’aria destinata a tracimare verso la nostra regione.

19 gennaio 2007 - Radiosondaggio comparato di Milano e Payerne (CH) - FONTE: www.weather.uwyo.edu


Le immagini dal satellite confermano lo stau annesso all’episodio favonico del 19 gennaio 2007: potete osservare in Lombardia un cielo del tutto sereno con nuvolosità a ridosso dei versanti alpini esteri. L’immagine relativa all’episodio di quest’anno è l’esatto opposto: un grosso ammasso nuvoloso sembra prendere consistenza a partire dai crinali delle Alpi per dirigersi verso Sud. La nuvolosità era costituita a più livelli: a partire dal basso da altostrati (poco sopra il livello dello spartiacque alpino), da altocumuli lenticolari e da densi cirri.

Confronto immagini Meteosat infrarosso tra 27 gennaio 2008 e 19 gennaio 2007 - FONTE: www.met.fu-berlin.de


La moviola del Meteosat all’infrarosso rende idea dell’anomalia di questo sistema nuvoloso che non ha niente a che vedere con il muro del foehn in sfondamento. La nuvolosità si è originata sui crinali alpini italiani, muovendo poi in senso antiorario verso SudOvest e persistendo per diverse ore prima di dissolversi nel campo di alta pressione.


27 gennaio 2008 - Moviola meteosat infrarosso - dettaglio ALPI - FONTE: www.sat24.com


La probabile origine dell’insolita nuvolosità è molto ben riassunta dal seguente modello, ricostruito in base a numerose osservazioni svolte sulla Zugspitze (Alpi bavaresi). L’immagine sottostante spiega schematicamente la formazione di nubi stratificate sul versante sottovento lungo la linea di discontinutità tra la corrente in quota ed il richiamo ascensionale dal basso verso il crinale della montagna. Lo strato d’aria anche 1000 metri sopra il top della catena montuosa è interessato da vortici turbolenti che rimescolano due masse d’aria a differente carattere termo-igrometrico. La nuvolosità che origina prende il nome di Banner Cloud. Probabilmente l'origine di questa tipologia di nubi è favorita dall'assenza di processi di condensazione sul lato sopravvento della catena montuosa, ovvero quando non è presente lo stau.

Defintion of “banner clouds” based on time lapse movies- J. H. Schween, J. Kuettner, D. Reinert, J. Reuder, and V. Wirth
FONTE: Atmos. Chem. Phys. Discuss., 6, 9995–10019, 2006 www.atmos-chem-phys-discuss.net/6/9995/2006/


Ad alta quota la corrente, grazie alla distorsione creata dall’ostacolo montuoso, tende a deformarsi con ondulazioni armoniche stazionarie. In corrispondenza delle creste dell’onda hanno origine i tipici altocumuli lenticolari e ad alta quota le bande di cirri. Le nubi di tipo lenticolare non sono infrequenti e spesso appaiono isolate nel cielo sereno nelle giornate di favonio. E' invece alquanto raro osservare una nuvolosità estesa sottovento al favonio, a meno che non sia annessa allo sfondamento del sistema frontale.

CONCLUSIONI

Dall’analisi comparativa emergono importanti elementi in comune da ricordare e cioè che:
- Il riscaldamento dovuto al favonio è stato intenso perché la massa d’aria oltralpe era originariamente molto mite.
- L’aumento di temperatura è stato particolarmente avvertito grazie alle condizioni preesistenti in Lombardia di omotermia o inversione termica. Il föhn esiste anche in estate: tuttavia il riscaldamento adiabatico secco sottovento rapportato al gradiente termico (in genere più pronunciato che in inverno) ne attenua l’effetto.

In particolare in riferimento all’episodio del 27 gennaio 2008 possiamo concludere che:
- Anche in presenza di scarso soleggiamento la massa d’aria compressa dai venti di caduta ha permesso di raggiungere localmente valori termici elevati. Lo conferma anche il fatto che durante la notte siano stati raggiunti valori di temperatura superiori ai 20°C.
- In alcuni casi il föhn può esistere anche senza Stau.
Questo avvalora la "teoria attuale" e cioè che il riscaldamento è proporzionale all’altezza dalla quale cade la massa d’aria. La presenza di calore latente liberato dai processi di condensazione sopravvento (stau) può fornire un ulteriore contributo al riscaldamento, ma non è strettamente necessario.
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