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Come si formano i temporali

I temporali sono caratterizzati da imponenti nuvole che si sviluppano verticalmente a mo’ di torre. Si formano soprattutto in estate, quando l’acqua evapora per effetto della forte radiazione solare e sale in quota, dove condensa formando goccioline o cristallini di ghiaccio. Salendo le particelle presenti nelle nuvole si scontrano l’una con l’altra caricandosi elettricamente fin quando la tensione elettrica accumulata si scarica attraverso fulmini e tuoni.

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I temporali sono caratterizzati dai fulmini e dai susseguenti tuoni. Si sviluppano per lo più in estate, quando la radiazione solare porta alla formazione di imponenti nuvole.

Perché i temporali sono accompagnati da fulmini

In quanto fenomeno caratteristico di un temporale, il fulmine è il risultato di una serie di processi complessi. Correnti turbolenti all’interno di una nuvola provocano collisioni tra le particelle di gragnuola, grandine, ghiaccio e acqua. Con questi scontri le particelle si caricano elettricamente, alcune positivamente e altre negativamente. In funzione della loro massa, le particelle sono trasportate in diversi settori della nuvola, dove si accumulano di preferenza in zone con carica positiva e altre con carica negativa. All’interno della nuvola si formano così due o più poli, fra i quali si sviluppa un campo elettrico.

All’inizio l’aria tra le particelle cariche agisce da efficace isolante, che separa i due poli. Quando la differenza di potenziale elettrico tra i vari poli all’interno della nuvola diventa troppo elevata, si verifica una sorta di cortocircuito. Nascono delle correnti che tramite percorsi ramificati e irregolari conducono all’abbattimento del potenziale elettrico fra le diverse parti della nuvola oppure fra la nuvola e il suolo. Queste correnti elettriche, che si scaricano in frazioni di secondi riscaldando l’aria che si illumina, costituiscono il fulmine.

Perché i temporali sono accompagnati da tuoni

Il tuono è il rumore provocato dalla rapida e violenta espansione dell’aria riscaldata dal passaggio delle cariche elettriche, ossia dai fulmini. Nelle immediate vicinanze del temporale l’onda d’urto così generata è percepita come un violento botto. Esso si diffonde in modo radiale dal luogo in cui si è innescato il fulmine con la velocità del suono, pari a di circa 330 metri al secondo, indebolendosi. Con la distanza, il botto si manifesta con un rumore più attenuato, sommesso o sordo – il tuono. Poiché l’attenuazione del suono è molto più veloce e forte di quella della luce, i tuoni si odono solo per alcuni chilometri, mentre i fulmini si vedono anche a decine di chilometri di distanza.

Come si formano le nuvole temporalesche

Per la formazione delle nuvole temporalesche devono essere soddisfatte tre condizioni:

  • sufficiente l’umidità, affinché si formino per condensazione le particelle che formeranno la nuvola;
  • una stratificazione potenzialmente instabile delle masse di aria per consentire sufficienti e forti movimenti dell’aria (“potenzialmente” significa che comunque è necessario un meccanismo d’innesco per dare sfogo all’instabilità);
  • un meccanismo di innesco (solitamente un sollevamento) per avviare la formazione della nuvola temporalesca (trigger).

Durante le giornate temporalesche negli strati di aria vicini al suolo si accumulano spesso grandi quantitativi di umidità sotto forma di invisibile vapore acqueo. Solitamente nella parte superiore della troposfera (oltre i 4 km di quota) le condizioni di temperatura e di umidità sono tali da impedire l’ulteriore crescita dei cumuli che si formano per ragioni termiche durante la giornata. Eventualmente sussiste addirittura un’inversione termica. Per avere la formazione di un vero cumulonembo (la vera nuvola da temporale) non basta dunque che l’atmosfera sia “carica” al punto giusto, bensì che esista l’opportuno l’innesco. In Svizzera sono per lo più i venti termici che durante il giorno risalgono i versanti e le vallate in montagna a fungere da innesco (o trigger).

Semplificando, il ciclo di vita di una cella temporalesca può essere suddiviso in tre fasi: sviluppo, maturazione e dissoluzione.

Quale ruolo rivestono le montagne nello sviluppo dei temporali

In Svizzera sono per lo più le montagne a fungere da meccanismo di sollevamento o innesco (trigger) per lo sviluppo dei temporali. I venti di valle e quelli che risalgono i pendii sospingono l’aria calda verso l’alto, verso le cime delle montagne . Ciò porta alla creazione di convergenze in particolare verso i rilievi, le creste e le vette. Con il passare delle ore l’aria in costante innalzamento erode l’inversione e nel corso del pomeriggio le torri temporalesche crescono verso il cielo. Al loro interno si creano delle forti tensioni elettriche.

Una volta che si formano le precipitazioni, in una seconda fase interviene un diverso meccanismo d’innesco: al di sotto delle nuvole temporalesche defluisce molta aria fredda che si distribuisce attorno alla base della nuvola temporalesca. Quest’aria fredda è in grado a volte di infilarsi sotto l’aria calda presente nelle zone circostanti sollevandola attivamente. Grazie a questa ulteriore spinta i cumuli inizialmente bassi riescono a oltrepassare l’inversione esistente e a crescere fino a formare una cella secondaria.

Perché la previsione dei temporali è impegnativa

Nelle giornate temporalesche questi elementi e processi hanno un’intensità che può variare fortemente nello spazio e nel tempo, inoltre essi interagiscono gli uni con gli altri. La corretta ponderazione di tutti questi fattori, al fine di elaborare una previsione precisa dello sviluppo di temporali, costituisce una grande sfida. Spesso l’evoluzione dei temporali su scala regionale e a corto termine può essere indicata solo vagamente, con un anticipo che può variare da poche ore a qualche giorno.