Dal temporale alla supercella

Nella prima parte di questa serie di articoli sui temporali ci siamo concentrati sulla separazione delle cariche elettriche all’interno delle nuvole temporalesche, sul fulmine quale tipico indicatore di un temporale e sugli “ingredienti” necessari per lo sviluppo di un temporale. In quest’articolo presentiamo invece una classificazione dei diversi tipi di temporale e ne diamo alcuni esempi.

la celle singole

Accanto agli elementi presentati finora, per lo sviluppo e l’evoluzione di un temporale bisogna considerare anche il movimento dell’aria attorno alla cella temporalesca, sia in prossimità del suolo, sia negli strati superiori. Il vento svolge dunque un ruolo importante. La nuvola temporalesca influisce in modo caratteristico sul movimento dell’aria in prossimità del suolo e – se è sufficientemente sviluppata – è in grado di influenzare anche il movimento dell’aria in quota. A sua volta la nuvola subisce la presenza di correnti d’aria, in particolare a media-alta quota, in un gioco di azione-reazione alquanto complesso.

Il caso più semplice è la situazione meteorologica con vento debole a tutte le quote. In questo caso con il passare delle ore la corrente ascensionale di aria caldo-umida porta allo sviluppo di una nuvola temporalesca che però non avrà solitamente lunga vita. Infatti una volta innescate le precipitazioni, la loro caduta verso il basso provoca lo sviluppo di una corrente di aria fredda discendente che va a interferire con la corrente ascensionale di aria caldo-umida. In pratica l’aria fredda “spegne” il motore che tiene attivo il temporale. Una volta interrotto l’afflusso di aria caldo-umida le precipitazioni cessano rapidamente e la nuvola inizia a dissolversi. In queste situazioni in generale si parla di cella singola, ma è possibile che anche più celle singole, posizionate una accanto all’altra a una certa distanza tra di loro, possano avere questo ciclo di vita piuttosto breve, solitamente di 1-3 ore.

Benché di breve durata queste celle temporalesche possono comunque provocare notevoli danni perché, essendo i venti deboli a tutte le quote, i temporali rimangono stazionari. In poco tempo possono cadere grandi quantitativi di acqua in regioni molto circoscritte, poiché una singola cella raggiunge un diametro di circa 1-10 km. In questo caso si parla di “flash flood”, ossia di un’inondazione improvvisa. Questi temporali si sviluppano spesso in pochi minuti: finché il meteorologo li coglie nelle immagini radar e satellitari essi hanno già raggiunto il loro pieno sviluppo e l’allerta alla popolazione, giunge purtroppo spesso in ritardo.

Le multicelle

Se il vento aumenta di velocità andando verso l’alto, le nuvole temporalesche si inclinano seguendo la direzione della corrente. A seguito di questa inclinazione della nuvola, la corrente d’aria fredda discendente provocata dalle precipitazioni non interferisce più in modo così efficace con la corrente d’aria caldo-umida ascensionale come nel caso della cella singola. La vita della nuvola temporalesca dura di più e la cella può essere trasportata passivamente anche per ore dalla corrente circostante. Il temporale viene trasportato su regioni in cui si trova ancora aria umida inutilizzata e instabile, trovando nuovo terreno fertile per rigenerarsi. Le precipitazioni toccano in questo modo vaste aree. Lungo il loro percorso le nuvole temporalesche possono influenzarsi reciprocamente, unirsi e crescere fino a formare una scia che si estende per centinaia di chilometri.

Nel caso estremo il calore latente liberato dai processi di condensazione può modificare il vasto campo di pressione in modo tale da formare sistemi di precipitazione connessi e circolanti in senso antiorario, simili alle “classiche” grandi zone di bassa pressione. Questi sistemi temporaleschi hanno una durata di vita decisamente lunga, che può variare dalle 12 alle 36 ore, e possono interessare vaste aree. A dipendenza del loro livello di organizzazione, queste formazioni composte da diversi temporali singoli che interagiscono tra di loro e si rigenerano in continuazione sono denominate temporali multicella (struttura non omogenea, non particolarmente estesi) o sistemi convettivi a mesoscala (estesi, lineari, eventualmente rotanti). Gli effetti di questo tipo di temporale sono molteplici, variano di caso in caso e comprendono un ampio spettro: precipitazioni intense, grandine, raffiche di vento e localmente addirittura la formazioni di tornado.

Le supercelle

Se il vento aumenta notevolmente con la quota e cambia nettamente direzione (si parla dunque di situazione con intensi tagli di vento ), allora ci troviamo in un regime di cosiddette supercelle. Queste sono celle singole, ma, a differenza delle celle singole “normali” illustrate in alto, sono caratterizzate anche da una zona con correnti ascensionali rotanti. Il movimento rotatorio è generato dall’inclinarsi in avanti o dall’innalzarsi dell’aria dal suolo, che entra nella nube temporalesca.

All’interno della nuvola la particolare disposizione tridimensionale delle zone con correnti ascensionali e correnti discendenti favorisce la ripetuta circolazione in salita e in discesa delle goccioline d’acqua, dei fiocchi di neve o dei chicchi di grandine (le idrometeore), che riescono così a crescere fino a diventare imponenti chicchi di grandine di diversi centimetri. Per tale ragione le supercelle producono spesso grandi chicchi di grandine che, a causa del rapido avanzare della cella, colpiscono limitate regioni (le cosiddette “scie” o “corridoi” della grandine). Come la formazione dei fulmini, anche la crescita della grandine rimane tuttora parzialmente incompresa e l’esperienza maturata in Svizzera dimostra di gran lunga che non tutti i temporali violenti con grandine sono generati da una supercella! Inoltre, nelle aree delle supercelle le correnti discendenti provocano forti raffiche di vento che, assieme ai movimenti tipici delle correnti vicino al suolo, costituiscono una buona premessa per la formazione di tornadi. Ma anche in questo caso non si può di certo affermare che tutte le supercelle creano un vortice d’aria e, viceversa, non tutti i tornado sono generati da una supercella. Infatti anche le trombe d’aria, che si possono manifestare anche alle nostre latitudini, fanno parte per definizione della famiglia dei tornado; rientrano semplicemente in una categoria più debole rispetto ai loro altrettanto conosciuti parenti, più distruttivi, delle grandi pianure americane. Tuttavia, le trombe d’aria, che sono spesso sottili, si formano solo in regioni con venti deboli, un’elevata umidità dell’aria (necessaria per il processo di condensazione all’interno della nube temporalesca, che rende la colonna visibile) e una forte instabilità (quest’ultima è tipica del periodo autunnale sui nostri laghi relativamente tiepidi). Nella nube al di sopra di una tromba d’aria non devono nemmeno necessariamente verificarsi scariche di fulmini.

Per tornare alle supercelle, si parla di “celle” anche se non si tratta di vere e proprie celle con un unico ciclo di vita costituito da correnti ascensionali, formazione di precipitazioni, correnti di caduta in un determinato luogo, ma di una formazione che si rigenera continuamente a seguito delle correnti ascensionali.

Un’ulteriore caratteristica della supercella è la sua durata di vita particolarmente lunga. La suddivisione nello spazio di aree con correnti ascensionali e aree con correnti di caduta e il rapido avanzamento consentono a queste celle temporalesche di coprire grandi distanze; sugli schermi radar dei meteorologi esse possono essere osservate per 3-12 ore e in casi estremi addirittura fino a 24 ore. Spesso si dividono in diverse celle secondarie, che non sono trasportate nei dintorni solo passivamente dai venti a quota media, ma che deviano chiaramente a sinistra o a destra dalla cella principale. In inglese queste celle secondarie sono pertanto denominate «right mover» e «left mover».

Una spiegazione molto semplificata di questo fenomeno può essere data mediante un’analogia con il pallone da calcio: il tiro a effetto nel calcio consiste nell’imprimere col piede al pallone un movimento rotatorio in direzione della porta. Analogamente al pallone rotante, sul bordo della zona con le correnti ascendenti rotanti nel temporale a supercella, si forma una depressione su questo lato. Gli effetti delle correnti ascensionali affluenti agiscono preferibilmente su questo lato del temporale, facendo avanzare tutta la cella nella corrispondente direzione.

Il lettore attento che osserva il cielo per capire come evolverà il tempo in futuro saprà sicuramente riconoscere i vari tipi di temporale descritti. Tuttavia, di regola la loro analisi è effettuata con le immagini radar ad elevata risoluzione temporale e l’attribuzione a modelli noti delle singole tipologie di temporale. Vi invitiamo, alla prossima occasione, a seguire un temporale tramite le animazioni radar che trovate sul nostro sito Internet o nella nostra app. Forse, grazie all’aiuto degli esempi che abbiamo descritto, riuscirete a stabilire a quale categoria di temporale appartiene.

Per saperne di più

Link: video di tornado di Dean Gill, meteorologo presso il Centro Regionale Ovest di Ginevra
https://www.deanostorm.com/videos

Link: Nel 2016 un team di scienziati americani guidati da Leigh Orf sono riusciti ad effettuare per la prima volta un’impressionante simulazione computerizzata di una supercella con tornado. Sia la simulazione con una risoluzione spaziale della griglia di calcolo di pochi metri, sia la visualizzazione dei campi meteorologici calcolati ha richiesto un’elevata potenza di calcolo. https://www.youtube.com/watch?v=1JC79gzZykU