I temporali, nascita, sviluppo e classificazione

Il meccanismo che porta alla formazione di un temporale, qualunque sia la sua origine, è il sollevamento di aria molto umida dal suolo fino a quote di 800-1500 metri, dove il raffreddamento per espansione dell’aria in ascesa determina la condensazione del vapore acqueo. Alle nostre latitudini lo spessore del cumulonembo, la tipica nube temporalesca è dell’ordine di 7-12 km, mentre all’equatore può raggiungere i 20 km.

Classificazione dei temporali

A seconda del meccanismo che porta al sollevamento dell’aria umida, si distinguono temporali frontali, orografici e di calore.

I temporali frontali sono generati dal sopraggiungere di un fronte freddo, la cui massa d’aria, fredda, si incunea sotto quella calda e in tal caso umida preesistente al suolo. Questo tipo di temporali è associato a vaste aree di maltempo e si può sviluppare a qualunque ora del giorno, durante il dì o durante la notte.

I temporali orografici hanno origine da masse d’aria che incontrano durante il loro percorso una barriera montuosa: l’aria costretta a salire, se è abbastanza umida, può dar luogo alla formazione di nubi temporalesche.

I temporali di calore si sviluppano nelle aree continentali in condizione di debole circolazione atmosferica e la loro origine va cercata nella formazione di una colonna di aria resa instabile da cause puramente locali. Ad esempio il riscaldamento diurno dei bassi strati atmosferici permette la formazione di bolle calde che, essendo più leggere dell’atmosfera circostante, iniziano a salire verso l’alto. In Pianura Padana le condizioni favorevoli allo sviluppo di un temporale di calore si hanno quando aria ristagnante ed umida è sormontata, in quota, dalla presenza di una goccia fredda.

Sviluppo di un temporale

Per analizzare lo sviluppo di un temporale prenderemo in esame i temporali di calore. Il riscaldamento subito dal suolo per effetto del sole non è omogeneo: in corrispondenza di zone che assorbono maggiore radiazione solare il riscaldamento sarà più intenso di zone in che riflettono maggiormente le radiazioni solari. Ad esempio un prato arato si riscalda più rapidamente dell’adiacente campo coltivato. Il surplus di calore assorbito dalle superfici più riscaldate viene smaltito verso lo strato d’aria immediatamente sovrastante, all’interno del quale tenderà a formarsi un invisibile bolla d’aria calda. Tale bolla, inizialmente con diametro di poche decine di metri si rigonfierà a mano a mano che vapore e calore confluiscono al suo interno. Queste bolle, molto più calde dell’atmosfera circostante, si distaccano dal suolo sotto l’azione di venti anche molto deboli. In prossimità del suolo, il diametro di tiraggio è di 50-100 metri, mentre in quota raggiunge un diametro prossimo a 500 metri. La massa d’aria in ascensione è soggetta ad un raffreddamento di 1°C ogni 100 metri d’ascesa. Il moto ascendente è destinato a continuare fino a che la temperatura della massa d’aria in ascesa è maggiore di quella dell’aria circostante. Affinchè si possa sviluppare un cumulonembo, non è sufficiente che solo la parte più bassa dell’atmosfera sia instabile: è necessario anche che l’aria in ascesa sia abbastanza umida. Infatti l’umidità deve fornire, da una parte l’enorme quantità di vapore acqueo necessaria per la genesi della miriade di goccioline presenti all’interno della nube temporalesca e dall’altra l’ulteriore spinta verticale per trascinare la sommità delle nubi fino ad altitudini notevoli. La colonna d’aria calda fermerà la sua ascesa solo quando avrà trasformato tutto il suo vapore acqueo in nubi e precipitazioni. La nube appena formata sarà alimentata da una corrente ascendente, proveniente dal suolo e carica di aria calda ed umida, definita inflow. La brusca accelerazione delle correnti verticali prodotta dalla condensazione del vapore all’atto della nascita della nube, da luogo a un vigoroso risucchio di aria dall’ambiente. La corrente di inflow sommata al risucchio appena descritto forniscono alla nube 1150 tonnellate di aria al secondo, quantità necessaria per la formazione di un cumulonembo. Le correnti ascendenti interne alla nube ( chiamate updraft) hanno intensità che vanno dai 6/8 fino a 15-20 m/s. Le goccioline alla base della nube hanno diametro di circa 100 micron e un contenuto d’acqua pari a 1-3 g/m3. Queste gocce, sospinte dalle correnti ascendenti, iniziano a risalire lungo la nube. Durante la salita si accrescono a spese delle altre goccioline. Una volta raggiunta la quota di 7000 metri circa le goccioline si trasformano in cristalli di ghiaccio. Cristalli e goccioline continuano la loro salita fino a che raggiungono il top della nube dove, non più sorrette dalle correnti ascendenti iniziano la discesa. Durante la discesa si accrescono a spesa delle altre goccioline. Scese a 6000 metri di quota ricominciano la risalita. Tale processo continua fino a che il diametro delle gocce arriva a 4-10 millimetri. A questo punto, non più sorrette dalle correnti ascendenti, le gocce precipitano dalla base del cumulonembo arrivando al suolo sotto forma di rovesci torrenziali. Anche i cristalli di ghiaccio subiscono tale processo e arrivano al suolo sotto forma di grandine. Prima di arrivare al suolo evapora circa il 50% di tutta la precipitazione formatasi nel cumulonembo, valore di circa 3000 tonnellate di acqua al secondo. quando iniziano le precipitazioni, le correnti ascendenti vengono gradualmente soppresse da quelle discendenti e, come una macchina senza carburante, il temporale tende ad arrestare i propri processi di condensazione nell’arco di 10-15 minuti. Di conseguenza, in breve si arrestano pure le precipitazioni e il cumulonembo si assottiglia e scompare piuttosto rapidamente