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Indici di instabilità

Cumulo mediocris in rapidissima evoluzione

L’atmosfera è l’insieme dei gas che circonda il nostro pianeta: la zona dove viviamo si chiama troposfera (alta circa 8 km ai poli e 20 km all’equatore) ed è di per sé un fluido caratterizzato da moti turbolenti...


È grazie a questi ultimi (moti convettivi) che si sviluppano celle temporalesche e quindi le precipitazioni possono arrivare anche in luoghi lontani dalle grandi masse d’acqua (oceani, mari, ecc.)...

Esistono degli indici che permettono di capire se una giornata è potenzialmente temporalesca: spesso e volentieri un occhio esperto sa se una zona è particolarmente soggetta a cumulogenesi -tramite lettura di carte di indici di instabilità- e anche a occhio nudo scorge se un cumulo humilis apparentemente innocuo può dar origine ad esempio a un capillatus incus.


Nella foto a fianco ad esempio un cumulo mediocris in rapidissima evoluzione: si nota come il suo “pennacchio” sia molto più sviluppato di tutti gli altri (si ringraziano Michael Bath e Jimmy Deguara della Australian Severe Weather e Alberto Gobbi per avere esposto la foto nel suo sito).

Questo articolo vuole semplicemente mettere in evidenza gli indici di instabilità più utilizzati, con una breve descrizione di ognuno.

 

CAPE (CONVECTIVE AVAILABLE PONTENTIAL ENERGY)

E' un indice che evidenzia l'energia totale di galleggiamento acquistata da una massa d'aria finché arrivi in libera convezione durante l'ascesa, ovvero resti più calda dell'ambiente circostante. I temporali si formano per mezzo dei moti convettivi dell’atmosfera e, quando una massa d'aria è instabile, la particella che sale verso l'alto riceve una spinta dovuta alla differenza di pressione tra l'aria spostata e l'aria ambiente a maggior quota: maggiore è la spinta, maggiore è la possibilità di fenomeni temporaleschi.È interessante notare che i temporali possono formarsi anche con un CAPE ridotto: quest’ultimo infatti è un buon indice di probabilità temporalesca, ma non di assoluta assenza di essa.

< 500Assenza di temporali
500-1000Possibilità di sviluppo di celle isolate
1000-2000Moderata instabilità, possibile formazione di multicella
2000-3000Elevata instabilità, formazione di temporali violenti e anche autorigeneranti, locali supercelle
>3000Elevatissima instabilità, fenomeni violenti estesi, possibilità di supercelle HP (alto potenziale)

ape per il Nord Italia del 28 marzo 2012 alle ore 17

Cape per il Nord Italia del 28 marzo 2012 alle ore 17.Possibilità di debole cumulogenesi sulla pedemontana bergamasca e nel biellese


LIFTED INDEX

E' un indice che misura l’instabilità dell’aria della media troposfera, in particolare verso i 5400-5600 metri.La sua formula è:

LI = Tamb500 – Tp500

Tamb500 è la temperatura ambiente a 500 hPa, mentre Tp500 è la temperatura della particella a 500 hPa: entrambi i termini dell’equazione si riferiscono alla quota di circa 5400-5600 metri, per questo è un indice di media troposfera.Da notare che un LI positivo indica che la temperatura circostante la particella è superiore a quella della particella medesima e quindi è un indice di stabilità atmosferica.

> 2Assenza di temporali
Da 0 a 2Possibilità di sviluppo di celle isolate
Da -2 a 0Possibilità concreta di genesi temporalesca, anche multicella
Da -4 a -2Alta probabilità di fenomeni temporaleschi, localmente violente
< -4Elevata instabilità atmosferica, con temporali sparsi anche violenti, possibili supercelle

Lifted Index per l’Italia il 28 marzo 2012 alle ore 15.

Lifted Index per l’Italia il 28 marzo 2012 alle ore 15



PRECIPITABLE WATER

E' un parametro che indica la quantità di umidità presente in atmosfera. Se tutta la quantità di vapor acqueo presente in una colonna d’aria precipitasse al suolo, il suo valore in mm sarebbe il PW. È ovvio che il PW è sempre maggiore della precipitazione effettiva, però esso è un dato molto rilevante e utilizzato in più ambiti. Nella tabella, le scale di valori sono in pollici, tenendo presente che 1 inch (pollice) = 25,4 mm.

< 0.50Quantità di vapor acqueo molto bassa
0.50-1.25Quantità di vapor acqueo bassa
1.25-1.75Quantità di vapor acqueo media
1.75-2.00Quantità di vapor acqueo alta
> 2.00Quantità di vapor acqueo molto alta

Ambiti di utilizzo del PW

  1. Supercelle: differenzia le HP (High Precipitation) dalle LP (Low Precipitation). Le prime hanno un PW > 1.75 inch (in casi estremi anche superiori a 3.00), mentre le seconde indicativamente < 1.00 inch.

  2. Rischio di alluvione: è abbastanza logico pensare che vaste aree con PW elevati possano presentare rischi di alluvioni, anche estese. Solitamente valori di 2.00-3.00 inch locali possono recare alluvioni lampo, con violentissime precipitazioni a scala locale.

In autunno la differenza tra gli altostrati e i nembostrati la fa anche il PW (in altri termini, la differenza tra pioggia copiosa e pioviggine intermittente)

  1. Grandine: un elevato PW tende a ridurre il volume del chicco; le supercelle classiche spesso sono maggior produttrici di grandine rispetto alle HP.

  2. Fulmini: come è noto, l’acqua è un ottimo conduttore, perciò statisticamente temporali con alto PW sono buoni generatori di fulmini.

Precipitable Water sull’Italia il giorno 28 marzo 2012

Precipitable Water sull’Italia il giorno 28 marzo 2012: notare come le zone azzurre siano più cariche d’acqua rispetto alle verdi, infatti qualora cadesse tutta l’acqua presente in atmosfera le zone azzurre riceverebbero più precipitazioni.


TOTAL TOTALS INDEX

E' un indice usato per quantificare la probabilità di fenomeni violenti.Lo si ricava tramite la formula:

TT = VT + CT = (T850 - T500) + (Td850 - T500)

VT (Vertical Totals) è la differenza tra la temperatura a 850 hPa e quella a 500 hPa: CT (Cross Totals) la differenza tra il punto di rugiada a 850 hPa e la temperatura effettiva a 500 hPa.

< 44Scarsa convezione: bassissima probabilità temporalesca
44-50Possibilità di sviluppo di celle isolate
51-52Possibilità di multicella: locali fenomeni violenti
53-56Alta probabilità di temporali a multicella: possibili supercelle
>56Elevatissima instabilità atmosferica, alta possibilità di supercelle, anche HP (ad alto potenziale)


Total Totals per l’Italia il 28 marzo 2012

Total Totals per l’Italia il 28 marzo 2012

 

Un particolare ringraziamento va al fisico meteorologo Jeff Haby, per essere gran parte della fonte dei miei dati.

 

Davide Santini