Un po' di fisica

Immaginate una scatola cubica di 10 cm di lato, riempita di palline magiche che si muovono in tutte le direzioni e rimbalzano contro le pareti. Ora immaginate che le palline magiche siano molecole di ossigeno, azoto e vapore acqueo (aggiungete qualche inquinante per renderlo più reale...) e avrete un decimetro cubo di aria. La temperatura di questo campione è proporzionale all'agitazione di queste molecole, così come la pressione esercitata sulle pareti della scatola.

Quindi, se si riduce l'agitazione delle "palline magiche", si riduce la temperatura dell'insieme, ma anche la pressione esercitata sulle pareti, che farà contrarre il volume della scatola (* esempio concreto alla fine dell'articolo). Volume, temperatura e pressione sono strettamente legati nella termodinamica dei gas, con il risultato che a parità di volume un gas freddo - ad esempio l'aria - è più denso e pesante di un gas caldo. Tende quindi a fluire verso il basso e ad accumularsi negli avvallamenti.

In assenza di un cambio di massa d'aria dovuta al passaggio di una perturbazione, l'aria si raffredda essenzialmente per conduzione a contatto con il suolo, che a sua volta si raffredda per irraggiamento verso l'alto. Le condizioni per un raffreddamento ottimale sono le seguenti:

1. una massa d'aria polare o artica
2. bassa umidità
3. assenza di vento (per evitare che l'aria fredda a contatto con il suolo si mescoli con l'aria sovrastante)
4. assenza di copertura nuvolosa notturna, che agisce come una coperta riflettendo la radiazione emessa dalla Terra.
5. terreno innevato

Perché La Brévine?

In inverno, quando le notti sono lunghe e il sole rimane basso sull'orizzonte durante il giorno, tutte le condizioni di cui sopra possono essere soddisfatte abbastanza facilmente in un luogo come La Brévine, dietro un fronte freddo o in situazioni di bise:

• una massa d'aria polare o artica
• bassa umidità, soprattutto in caso di avvezione di aria polare continentale piuttosto che marittima (situazione di bise)
• l'assenza di vento, garantita da una topografia a forma di scodella e da un lago quasi permanente di aria fredda
• l'assenza di copertura nuvolosa notturna, quasi sistematica in condizioni post-frontali, o una situazione al margine della nebbia alta in caso di alta pressione o di bise
• Terreno innevato, condizione frequente in inverno (almeno fino agli ultimi anni...).

Sulle cime delle Alpi, invece, raramente c'è calma di vento e l'aria fredda tende a scorrere verso le valli. Per questi motivi, e nonostante il freddo intenso (la temperatura media annua più bassa è quella dello Jungfraujoch, con -6,7°C), i record di freddo sono raramente stabiliti qui.

Il record del 1987

Il 10 gennaio 1987 un fronte freddo attraversò la Svizzera da nord-est, sul lato meridionale di un robusto anticiclone centrato sulla Scandinavia. La forte situazione di bise associata al passaggio del fronte persistette per diversi giorni, trasportando aria dall'Europa orientale e dalla Russia verso l'Altopiano svizzero.

L'andamento della temperatura e del vento a La Chaux-de-Fonds (la stazione di La Brévine non era ancora automatica in quel periodo, quindi non abbiamo una registrazione continua) mostra un calo costante della temperatura dietro il fronte freddo dal pomeriggio del 10 gennaio. Nella notte tra l'11 e il 12 gennaio, la momentanea cessazione del vento ha permesso alla temperatura di scendere rapidamente di circa 7°C e di risalire altrettanto rapidamente al mattino con la ripresa della bise.

Le condizioni necessarie per un freddo da record si trovano quindi generalmente sugli altopiani e nei conche situate in quota, come gli avvallamenti del Giura, ma anche la valle di Goms, l'altopiano di Andermatt e l'Engadina (cerchiati nella figura qui sotto), che sono sempre in agguato per sottrarre lo scettro a La Brévine. Per la cronaca, il record francese è detenuto dal villaggio giurassiano di Mouthe, vicino a La Brévine, con -36,7°C il 13 gennaio 1968.

Le ghiacciaie del Giura

Gli altopiani calcarei del Giura sono attraversati da fessure, voragini e doline. In queste cavità, l'aria fredda rimane talvolta intrappolata per gravità per lungo tempo, senza poter essere evacuata nemmeno in estate. In alcune di esse, note come "ghiacciaie", l'acqua che si infiltra si congela e si accumula sotto forma di mini-ghiacciai sotterranei, alcuni dei quali sono stati sfruttati anche prima dell'invenzione dei congelatori. Oggi, con il riscaldamento globale, queste ghiacciaie sono in grave declino, ma alcune esistono ancora. Qui sotto una sezione di una ghiacciaia in Slovenia, molto rappresentativa di quelle nostrane del Giura.

* Quando si apre la porta del congelatore, si introduce aria alla stessa temperatura e pressione dell'aria ambiente. Quando si chiude la porta, l'aria si raffredda improvvisamente e si contrae, riducendo la pressione contro le pareti del congelatore, compresa la porta. Poiché la pressione atmosferica esterna non è cambiata, è ancora più alta di quella interna, per cui non è più possibile aprire la porta del congelatore.