Il temporale: un mostro che nasce, cresce e muore...

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Il temporale è un fenomeno atmosferico caratterizzato da precipitazioni e grandine, forti raffiche di vento e attività elettrica.

Si immagini il temporale come un mostro dotato di vita propria sospeso nell’atmosfera, con una base vicino al suolo e la testa che sporge ad un’altezza superiore a quella del Monte Everest che nasce, cresce e muore. Vediamo adesso tutte il ciclo di vita di questo fenomeno atmosferico capace di sviluppare una potenza inimmaginabile, pari all’esplosione di diverse bombe atomiche e che rappresenta il più violento fenomeno atmosferico alle nostre latitudini, capace inoltre di portare alla formazione di tornado.

Il temporale nasce da un cumulonembo, ossia da un’enorme nube a sviluppo verticale la cui base si trova all’incirca a 1000/1500 metri d’altezza, ma la cui sommità raggiunge il limite della troposfera (8-10 km. Alle medie latitudini), laddove l’inversione termica costringe la nube ad espandersi orizzontalmente (outflow in quota), generando la classica forma dell’incudine osservabile da grande distanza. Ma per potersi espandere in verticale, un innocuo cumulo ha bisogno di una spinta verso l’alto che porta il vapore acqueo alla condensazione, poiché una massa d’aria che sale verso l’alto incontra pressioni via via minori, si espande e si raffredda. Dunque il temporale è come un motore che necessita di una scintilla per avviarsi e il combustibile per avanzare e crescere in altezza. Tale combustibile è il quantitativo di umidità presente nei bassi strati: più l’aria è umidità e maggiore sarà la possibilità che nasca un temporale. La scintilla dipende invece dalla tipologia di temporale che può avere origine in vari modi:

  • Temporale di calore: ha origine specie nelle giornate soleggiate e nelle zone di pianura, ove per effetto della spinta di Archimede, una “bolla” d’aria calda-umida si stacca dal suolo e sale verso l’alto fintanto che risulterà più calda dell’ambiente circostante. Questa bolla calda, raffreddandosi per espansione condenserà, generando un cumulo inizialmente di piccole dimensioni, in rapida crescita verticale fino a che la condensazione rilascerà calore latente in grado di mantenere più calda la bolla rispetto all’aria circostante.
  • Temporale frontale: il meccanismo di innesco è causato dal sollevamento di una massa d’aria nei bassi strati per effetto del cuneo provocato dal fronte freddo, il quale collocandosi sotto l’aria più calda presente al suolo la costringe a salire bruscamente fino a portarla alla condensazione. Il calore latente liberato da questo processo, favorirà il resto dell’evoluzione del cumulo in cumulonembo.
  • Temporale orografico: è simile a quello frontale, ma in questo caso il sollevamento “forzato” della massa d’aria al suolo dipende dalla presenza di monti o colline, ove la massa d’aria impatta e viene costretta a risalire verticalmente.

Dunque, un contributo fondamentale alla formazione del cumulonembo è il calore latente di condensazione che favorisce la risalita verticale della massa d’aria ed autoalimenta il sistema. Così, un cumulo via via si ingrossa fino a diventare Cumulus congestus o “imponente” e continuerà a crescere e salirà di quota fino al punto in cui la temperatura sotto zero induce il vapore a sublimare anziché condensare, ossia a passare direttamente allo stato solido “ghiacciando” la sommità delle nubi che prenderà così il nome di Cumulonimbus calvus. A questo punto, la sublimazione rilascia una maggiore quantità di calore latente rispetto alla condensazione che provoca l’esaltazione del sistema ed una crescita ancora più rapida del cumulo che, in breve, raggiungerà il limite della troposfera. La nascita del temporale è ormai avvenuta e, salvo improvvisi stravolgimenti nella stabilità dell’aria, è inarrestabile.

La seconda fase di vita del temporale è lo sviluppo. La sua crescita è accompagnata da forti correnti ascendenti dette “inflow” che, raggiunte la base della nube, nel livello di condensazione, viene definita “updraft”. Il cumulonembo cresce fino a raggiungere la tropopausa e le correnti divergeranno lateralmente creando un enorme incudine (Cumulonimbus incus). A questo punto il mostro ha raggiunto la fase di maturità e la massa d’aria portata ai limiti della troposfera si raffredda e precipita al suolo piombando come un sasso, dando vita a delle forti correnti discendenti, denominate “downdraft” che raggiungono il suolo con le relative precipitazioni di pioggia e grandine, divergendo in cerchio al suolo e assumendo il nome di “outflow” una volta fuori dalla nube temporalesca. Durante questa fase le due correnti convivono, ma gradualmente l’outflow invaderà il campo dell’inflow interrompendo così il flusso di “carburante” che necessita al temporale per crescere, ossia l’aria caldo-umida in ascesa, e generando il collasso del temporale. Inoltre, durante la questa fase del ciclo di vita del temporale, si scatena anche il potenziale elettrico del cumulonembo attraverso i fulmini, ossia saette capaci di raggiungere tre volte la temperatura del sole e di viaggiare alla velocità della luce, disintegrando gli alberi e facendone evaporare la linfa, fondendo il metallo o trasformando la sabbia in vetro.

La terza e ultima fase, dunque, è il collasso, in cui le correnti fredde discendenti prevarranno sulle calde e annullerà così l’impulso vitale del temporale che si esaurirà. Al termine dei rovesci, l’incudine si dissolve lasciando il cielo cosparso di cirri falsi e innocui cumuli.

Tuttavia, il temporale finora descritto ha un ciclo di vita composto da sole tre fasi, poiché nasce, cresce e muore. In realtà, però, sono pochi i temporali che seguono fedelmente questo ciclo (detti a singola cella), perché la maggior parte di essi produce il fenomeno della “rigenerazione”. In breve, durante la fase matura del temporale, quando le correnti di outflow giungono al suolo, creano un fronte freddo, denominato “guest front” che produce il sollevamento di ulteriore aria caldo-umida presente al suolo e innescando così una nuova cella temporalesca. Da qui, il nome di temporale multicellulare, normalmente composto da 3 celle, una alla fase matura, una in fase di sviluppo e l’altra in fase di senescenza. A turno, la cella nuova diverrà quella matura e dominante per dare origine ad una nuova cella e passare poi alla fase di decadenza. Questo processo continuerà fintanto che le correnti fredde di outflow sono capaci di sollevare aria umida presente al suolo.

Il temporale multicellulare può avere anche più di tre celle. Temporali particolarmente intensi si possono verificarsi allorquando per effetto dei forti venti in quota le correnti in updraft vengono inclinate, assumendo così un asse obliquo, piuttosto che verticale. Di conseguenza, anche le correnti di downdraft, durante la fase matura del temporale, si troveranno a scorrere affianco a quelle di updraft senza pertanto invaderne il campo e, questa situazione, porta a due importanti conseguenze: la prima è la violenza delle correnti discendenti che raggiungeranno il suolo (in quanto non saranno contrastate da quelle ascendenti) sottoforma di forti raffiche (downburst) e, la seconda, è una maggiore durata del temporale e dei fenomeni, poiché la corrente di downdraft non riuscendo ad interferire su quella di updraft permette a quest’ultima di continuare ad alimentare il temporale di aria umida presente al suolo, linfa vitale dell’intera struttura temporalesca.

Altre formazioni temporalesche possono essere le Supercelle (dotate di moto rotatorio con un mesociclone foriero di tornado), i cluster di multicelle, le squall line, i Mesoscale Convective System (MCS) o i Mesoscale Convective Complex (MCC), da approfondire in altra sede. Un altro importante tema di approfondimento sono la formazione di due spettacolari fenomeni, quello della grandine e quello dei fulmini, entrambi nascenti all’interno di imponenti cumulonembi.