INIZIO D’ANNO ALL’INSEGNA DELL’ANTICICLONE, DI NUBI BASSE, DELLE NEBBIE E DI TEMPERATURE INSOLITAMENTE MITI: ECCO LA SPIEGAZIONE DEL FENOMENO

Cieli grigi in pianura e lungo le coste e cieli sereni in collina e in montagna con temperature eccezionalmente miti per il periodo: è questo, in estrema sintesi, il tempo che stiamo osservando in questi giorni. L’immagine satellitare del 1° gennaio alle ore 13 locali (fig. 1A), che inquadra dall’alto proprio questa situazione meteorologica, mostra in effetti il grigiore delle nubi basse che si sono estese a macchia d’olio su tutto il bacino occidentale del Mediterraneo e delle nebbie che hanno interessato la Pianura Padana, risultando persistenti anche nelle ore più calde soprattutto tra la Lombardia meridionale, l’Emilia Romagna e il Veneto. Un quadro non insolito per la stagione invernale ma che, proprio per l’estensione assunta da questo tappeto nuvoloso, evidenza in modo indiretto la potenza del possente promontorio subtropicale di origine nord africana che si è espanso anche verso l’Italia, portando con sé geopotenziali a 500 hPa dalle altezze tipiche della stagione estiva (fig. 1B).

Non sempre l’alta pressione porta cielo sereno, soprattutto in inverno: ciò che l’atmosfera ci ha mostrato in questi giorni ne è l’esempio più lampante proprio per l’estensione che il fenomeno ha avuto. Vediamo allora di spiegare il motivo di quanto è successo partendo da un concetto basilare che riguarda i movimenti delle masse d’aria all’interno dei campi di alta pressione. In un’area anticiclonica i moti verticali sono discendenti e quindi, avvenendo dall’alto verso il basso, man mano che si scende di quota sottopongono la massa d’aria presente al suo interno a pressioni sempre più elevate che ne causano la compressione (fig. 1C): trovandosi le particelle a occupare volumi sempre più ristretti, dal punto di vista termodinamico vanno incontro a un aumento della loro temperatura a causa dell’incremento degli urti tra le molecole stesse e di pari passo vedono anche diminuire la loro umidità relativa.

Questo processo, che in fisica dell’atmosfera prende il nome di «subsidenza», comporta quindi avere alle quote medio-basse della troposfera una massa d’aria secca e calda che va a formare una «inversione termica» di natura dinamica perché è proprio legata al moto verticale discendente imposto dal campo anticiclonico sulla massa d’aria stessa. In pratica, all’interno di questo strato di inversione la temperatura diminuisce andando dal limite superiore a quello inferiore dell’inversione e porta la massa d’aria a trovarsi in una condizione di equilibrio molto stabile: si tratta di una situazione opposta al normale andamento della temperatura che, come è noto, diminuisce salendo di quota. Se ci si trova all’interno dello strato di inversione si osserva un cielo sereno o a tratti velato, la visibilità è ottima e la temperatura è molto mite: in effetti, sono state proprio queste le condizioni meteorologiche che abbiamo avuto in questi giorni soprattutto su Alpi, Prealpi, Appennino e colline in genere.

Dove abbiamo avuto invece la formazione delle nubi basse e delle nebbie? Negli strati prossimi al suolo o comunque molto vicini ad esso. In Pianura Padana, la perdita di calore per irraggiamento radiativo dovuta della serenità del cielo e all’assenza di ventilazione ha comportato un raffreddamento del terreno che a sua volta ha condizionato anche gli strati d’aria che giacevano su di esso, raffreddandoli. Dal momento che la massa d’aria era molto umida perché si trovava a contatto con suoli intrisi di acqua a seguito della recente fase piovosa terminata subito dopo Natale, il calo termico ne ha causato la saturazione e la formazione di nebbie anche fitte. A tal proposito, se si osserva per esempio il radiosondaggio riferito a San Pietro Capofiume nel bolognese (fig. 2, a sinistra), riferito alle ore 12 UTC del 1° gennaio 2022, si può notare come lo strato nebbioso abbia interessato all’incirca i primi 240 metri (si veda il riquadro nero nella seconda colonna della tabella), cioè lo strato dove l’umidità relativa è rimasta praticamente costante sul valore del 100% (quinta colonna). In realtà, a essere pignoli, il primo strato a contatto con il suolo (fino alla quota di 11 metri) ha avuto una temperatura più elevata rispetto allo strato superiore (fino alla quota di 213 metri), evidenziando così un contributo minimo del riscaldamento dovuto al fatto che ci trovavamo nelle ore più calde del giorno: date le condizioni osservate, deduciamo che la nebbia doveva essere un po’ sollevata dal suolo, come la base dell’inversione.

In effetti siamo entrati dentro lo strato inversionale oltre i 250 metri, dove la temperatura ha raggiunto i +4.6 °C (terza colonna) e qui siamo rimasti fino alla quota di circa 1100 metri, dove la temperatura ha raggiunto i +17.0 °C: tradotto in termini di gradiente termico verticale, ciò ha significato che la temperatura è aumentata di ben 12 °C in 850 metri di dislivello! Oltre lo strato di inversione, il profilo termico ambientale ha iniziato a diminuire lentamente mantenendo comunque valori molto miti per il periodo: i 15.2 °C a 850 hPa dimostrano infatti l’aberrante anomalia che era in atto. Per comprendere invece la formazione delle nubi basse che hanno sormontato il bacino mediterraneo, possiamo fare riferimento al radiosondaggio di Decimomannu, nel cagliaritano, riferito sempre alle ore 12 UTC del 1° gennaio (fig. 2, a destra): poiché la località è vicina al mare, il profilo termo-igrometrico può essere considerato rappresentativo di una colonna troposferica sovrastante la superficie marina. In questo caso si può notare come la temperatura sia diminuita fino a 700 metri, passando da 13.6 °C a 8.0 °C. Il profilo verticale, debolmente instabile, ha generato deboli moti convettivi che hanno portato al sollevamento e alla saturazione una massa d’aria a contatto con la superficie già molto umida (umidità relativa dell’84% a 29 metri) ad una quota approssimativamente compresa tra i 360 e i 700 metri, cioè all’interno dello strato in cui l’umidità relativa ha raggiunto il 100% e ha dato quindi origine alla formazione delle nubi

In questo caso, lo strato di inversione termica si è concentrato nei 250 metri superiori (cioè tra 700 e 950 metri), dove la temperatura è aumentata da 7.8 °C a 16.7 °C e l’umidità relativa è crollata intorno al 30%. Anche in questo caso, al di sopra lo strato di inversione la temperatura ha iniziato a diminuire lentamente mantenendo a 850 hPa gli stessi valori molto miti per il periodo registrati dal radiosondaggio di San Pietro Capofiume. Tante sono state le foto che hanno immortalato il tappeto di nubi: eccone alcune come esempio, scattate dall’amico Fabio Carassale dal Monte Argegna, in provincia di Lucca, a circa 1050 metri di altezza sullo spartiacque tra Lunigiana e Garfagnana, nel nord della Toscana. Se il caso di San Pietro si presta per spiegare la formazione della nebbia padana, quello di Decimomannu è utile per comprendere la formazione di questo tappeto di nubi la cui sommità, in generale, si è mantenuta su tutta l’area interessata dal fenomeno al di sotto dei 1000 metri. In entrambi i casi, la forte inversione termica che ha sovrastato lo strato nebbioso e lo strato di nubi basse ha costituito un vero e proprio coperchio che ha impedito il rimescolamento verticale dell’aria proprio per le condizioni di marcata stabilità dipendenti dall’avere aria calda in quota e aria fredda nei bassi strati. Siamo ormai alla fine di questa situazione perché da oggi intraprenderemo la strada verso un nuovo cambio di circolazione: entro il 6 gennaio le condizioni meteorologiche sono infatti destinate a cambiare con il ritorno del flusso perturbato atlantico e di temperature più consone al periodo. Ne inizieremo a parlare dal prossimo intervento.

Ricordo a tutti i nostri lettori che, su facebook, potete trovarmi anche alla pagina di Meteorologia Andrea Corigliano a questo link. Grazie e buona lettura!

Andrea Corigliano, fisico dell'atmosfera