Giaime Salustro
2nd October 2009, 21:10
LA SUPERCELLA
La supercella è in assoluto il temporale più pericoloso e potente fra tutti quelli esistenti: la caratteristica che lo distingue dagli altri è la presenza di un updraft rotante ovvero di un mesociclone. La sua formazione richiede una particolare concomitanza di eventi: infatti le supercelle sono fenomeni relativamente rari da noi e spesso il loro numero viene sovrastimato qualora si manifestino temporali violenti, tali da destare notevole impressione all'osservatore di turno. Una supercella ha un estensione geografica molto vasta (dell'ordine di centinaia di kmq) ed ha una vita autonoma che talvolta non è coerente con la circolazione nella media troposfera per via della deviazione dalla direttrice di moto standard relativa alla sinottica generale indotta dalla forza di rotazione della supercella stessa.
La formazione della supercella
All’interno delle celle temporalesche il sistema delle correnti spesso non è ordinato secondo il classico schema della cella convettiva (correnti calde ascendenti e correnti fredde discendenti) a tal punto che ogni cellula temporalesca tende ad interferire con le correnti di una cellula adiacente. In questo caso si può dire che si disturbano a vicenda, impedendo così lo sviluppo di una singola cellula o cella altamente organizzata. Ma se si dovessero creare le condizioni per lo sviluppo di una sola singola cellula, allora il discorso cambierebbe completamente. In questo caso il cumulonembo che si sviluppa prende il nome scientifico di supercella ed è costituito solo da due sistemi di correnti su vasta scala. Le condizioni favorevoli allo sviluppo di supercelle possono essere così semplificate:
1) forte contrasto termico sulla verticale dell’area frontale (gradiente termico verticale), cioè tra la massa d’aria fredda in arrivo e quella caldo umida al suolo in fase di sollevamento. L’aria calda, leggera e umida, si scontra con aria più fredda, più pesante e secca e viene sollevata velocemente verso l’alto tanto più rapidamente quanto maggiore è la differenza di temperatura.
2) notevole riscaldamento del suolo favorito dal clima continentale delle grandi pianure tra le quali, sotto tale aspetto, può essere inclusa la Pianura Padana.
3) forte differenza dei valori igrometrici quota-suolo tra la massa d’aria entrante, costituita da aria secca, e quella in sollevamento, costituita da aria umida.
4) corrente a getto o jet stream in quota o quanto meno ai livelli medio-alti della troposfera, la quale contribuisce alla ciclogenesi nei bassi strati ed accelera la convezione favorendo così l'insorgere di grandinate e tornado.
5) wind shear: osservazioni dal vivo e simulazioni al computer suggeriscono che il cambiamento del vento con la quota (wind shear) nei bassi livelli favorisce la rotazione all'interno del cumulonembo. In particolare, se il vento è sufficientemente forte (almeno 50 km/h) e c'è un sufficiente wind shear verticale, fra i due strati d'aria che scivolano uno sull'altro (da direzioni diverse) si creano delle rotazioni orizzontali a forma cilindrica che di per sè sono innocue. Esse nascono anche quando i venti a diverse quote spirano dalla stessa direzione ma con intensità via via crescente con l'altezza. Tuttavia, l'eventuale comparsa di moti convettivi e successivamente dei temporali possono raddrizzare secondo un asse verticale questi cilindri in rotazione che verranno assorbiti dalla corrente ascensionale del temporale e fanno sì che essa cominci a ruotare minacciosamente. La rotazione si rafforza nel temporale e si organizza divenendo più stretta ma molto più intensa poichè gli updrafts diventano stretti e tesi a causa dall'accelerazione dell'aria ascendente a sua volta indotta dal wind shear. Oltretutto l’improvviso intervento in quota della corrente a getto determina un deciso aumento della convergenza al suolo (incontro di masse d’aria con differenti caratteristiche e provenienza), favorendo così lo sviluppo di un asse di rotazione all’interno del cumulonembo.
In tal modo l'updraft si trasforma in un mesociclone, alla cui estremità inferiore potrà comparire una minacciosa wall cloud (nube a muro) foriera di tornado. La rotazione del mesociclone quindi deriva dal trasferimento di vorticità positiva (capacità dell'aria a ruotare su un asse) dall'inflow all'updraft. Il potenziale per una rotazione è più alto quando l'aria entrando nel temporale gira nettamente sulla destra con l'altezza: ciò avviene grazie al wind shear positivo, ovvero al fatto che il sistema temporalesco si muove da W con un inflow da SE (tale inflow potrebbe essere anche il conveyor belt, in riferimento al livello medio-basso della troposfera). Abbiamo quindi venti al suolo da SE e venti in quota da W (wind shear positivo). Questi temporali sono più adatti a ruotare rispetto a quelli in cui l'inflow è allineato con la corrente in quota.
La supercella è un sistema autoalimentato poichè la rotazione favorisce la convezione e viceversa; nelle supercelle quindi non è presente la rigenerazione, fenomeno tipico dei precedenti tipi di temporali. Inoltre, per definizione, una supercella non è un temporale multicellulare: tuttavia la stessa supercella può contenere anche due mesocicloni.
Nella supercella i vari tipi di precipitazione (pioggia moderata, rovesci, grandine moderata, grandine grossa) sono ben distinti fra di loro. La rain free base con l'eventuale wall cloud si trova a SW delle precipitazioni.
Forward Flank Downdraft (FFD): è la regione principale del downdraft nella parte avanzante della supercella in cui c'è la stragrande maggioranza delle precipitazioni e dei downbursts. Si trova quindi nel settore orientale del sistema.
Rear Flank Downdraft (RFD): è la regione di aria più calda e secca subsidente dietro al mesociclone, quindi a SW dell'eventuale wall cloud o anche attorno alla stessa nube a muro. Si evidenzia con la clear slot ovvero con una regione locale di cielo chiaro o di ridotta copertura nuvolosa (dietro e/o attorno alla wall cloud) che indica l'intrusione di aria più secca. In questo settore c'è più luce perchè la base delle nubi è più alta. La pioggia e/o la grandine che cade nella regione compresa tra la clear slot e la wall cloud sono rappresentate sul radar come un eco ad uncino, che quindi tradisce la presenza del mesociclone e del relativo RFD. Il tornado si forma tra RFD e FFD e questo è anche il settore in cui affluisce la maggior parte dell'inflow.
La supercella contiene un mesociclone, quindi si tratta di un sistema frontale in piccola scala in cui distinguiamo un fronte caldo e un fronte freddo:
Pseudo warm front (pseudo fronte caldo): è la linea di demarcazione tra la regione in cui l'aria affluisce nella supercella (inflow) e il FFD. Esso si estende verso l'esterno dal centro o comunque dalle vicinanze del mesociclone, puntando verso oriente.
Pseudo cold front (pseudo fronte freddo): è la linea di demarcazione tra la regione in cui l'aria affluisce nella supercella (inflow) e il RFD. Esso si estende verso l'esterno dal centro o comunque dalle vicinanze del mesociclone, di solito verso S o SW ed è caratterizzato dall'avanzata dell'outflow verso la regione dell'inflow: tale contrasto spesso porta alla formazione della flanking line. Il pseudo cold front è una particolare forma di gust front che sostiene l'updraft principale incrementando la convergenza di differenti masse d'aria verso il mesociclone.
Il mesociclone occluso è un mesociclone in cui l'aria dal RFD ha completamente "avvolto" la circolazione caldo-umida ai bassi livelli interrompendo così l'inflow. Nel mesociclone occluso il pseudo cold front piega esternamente verso E o SE piuttosto che verso S o SW.
La rotazione del temporale a supercella è antioraria e in genere devia verso destra rispetto alla direzione media del vento (salvo splitting storm): se c'è un vento medio da W verso E e guardiamo verso E, allora la supercella andrà verso destra con una traiettoria più WNW-ESE che non W-E.
Le supercelle durano alcune ore, viaggiano tra 40 ed 80 km/h e si formano a partire da una delle 3 forme fondamentali, ovvero cella singola, cluster o squall line. Le caratteristiche salienti di una supercella sono le seguenti:
updraft sui 240-280 km/h (stima)
downburst superiori a 130 km/h
diametro della grandine superiore a 5 cm
base larga solo 20-50 km, ma incudine enorme
Esiste poi una supercella "in miniatura" che può comunque produrre forte maltempo: si chiama low topped o mini supercell. Sono più piccole delle tradizionali supercelle sia in senso orizzontale sia in senso verticale, ma hanno la stessa visualizzazione sul radar incluso l'eco ad uncino. La sommità di queste supercelle non supera i 10.000 m, il mesociclone ha un diametro minore e ha una velocità di rotazione più bassa.
La supercella è in assoluto il temporale più pericoloso e potente fra tutti quelli esistenti: la caratteristica che lo distingue dagli altri è la presenza di un updraft rotante ovvero di un mesociclone. La sua formazione richiede una particolare concomitanza di eventi: infatti le supercelle sono fenomeni relativamente rari da noi e spesso il loro numero viene sovrastimato qualora si manifestino temporali violenti, tali da destare notevole impressione all'osservatore di turno. Una supercella ha un estensione geografica molto vasta (dell'ordine di centinaia di kmq) ed ha una vita autonoma che talvolta non è coerente con la circolazione nella media troposfera per via della deviazione dalla direttrice di moto standard relativa alla sinottica generale indotta dalla forza di rotazione della supercella stessa.
La formazione della supercella
All’interno delle celle temporalesche il sistema delle correnti spesso non è ordinato secondo il classico schema della cella convettiva (correnti calde ascendenti e correnti fredde discendenti) a tal punto che ogni cellula temporalesca tende ad interferire con le correnti di una cellula adiacente. In questo caso si può dire che si disturbano a vicenda, impedendo così lo sviluppo di una singola cellula o cella altamente organizzata. Ma se si dovessero creare le condizioni per lo sviluppo di una sola singola cellula, allora il discorso cambierebbe completamente. In questo caso il cumulonembo che si sviluppa prende il nome scientifico di supercella ed è costituito solo da due sistemi di correnti su vasta scala. Le condizioni favorevoli allo sviluppo di supercelle possono essere così semplificate:
1) forte contrasto termico sulla verticale dell’area frontale (gradiente termico verticale), cioè tra la massa d’aria fredda in arrivo e quella caldo umida al suolo in fase di sollevamento. L’aria calda, leggera e umida, si scontra con aria più fredda, più pesante e secca e viene sollevata velocemente verso l’alto tanto più rapidamente quanto maggiore è la differenza di temperatura.
2) notevole riscaldamento del suolo favorito dal clima continentale delle grandi pianure tra le quali, sotto tale aspetto, può essere inclusa la Pianura Padana.
3) forte differenza dei valori igrometrici quota-suolo tra la massa d’aria entrante, costituita da aria secca, e quella in sollevamento, costituita da aria umida.
4) corrente a getto o jet stream in quota o quanto meno ai livelli medio-alti della troposfera, la quale contribuisce alla ciclogenesi nei bassi strati ed accelera la convezione favorendo così l'insorgere di grandinate e tornado.
5) wind shear: osservazioni dal vivo e simulazioni al computer suggeriscono che il cambiamento del vento con la quota (wind shear) nei bassi livelli favorisce la rotazione all'interno del cumulonembo. In particolare, se il vento è sufficientemente forte (almeno 50 km/h) e c'è un sufficiente wind shear verticale, fra i due strati d'aria che scivolano uno sull'altro (da direzioni diverse) si creano delle rotazioni orizzontali a forma cilindrica che di per sè sono innocue. Esse nascono anche quando i venti a diverse quote spirano dalla stessa direzione ma con intensità via via crescente con l'altezza. Tuttavia, l'eventuale comparsa di moti convettivi e successivamente dei temporali possono raddrizzare secondo un asse verticale questi cilindri in rotazione che verranno assorbiti dalla corrente ascensionale del temporale e fanno sì che essa cominci a ruotare minacciosamente. La rotazione si rafforza nel temporale e si organizza divenendo più stretta ma molto più intensa poichè gli updrafts diventano stretti e tesi a causa dall'accelerazione dell'aria ascendente a sua volta indotta dal wind shear. Oltretutto l’improvviso intervento in quota della corrente a getto determina un deciso aumento della convergenza al suolo (incontro di masse d’aria con differenti caratteristiche e provenienza), favorendo così lo sviluppo di un asse di rotazione all’interno del cumulonembo.
In tal modo l'updraft si trasforma in un mesociclone, alla cui estremità inferiore potrà comparire una minacciosa wall cloud (nube a muro) foriera di tornado. La rotazione del mesociclone quindi deriva dal trasferimento di vorticità positiva (capacità dell'aria a ruotare su un asse) dall'inflow all'updraft. Il potenziale per una rotazione è più alto quando l'aria entrando nel temporale gira nettamente sulla destra con l'altezza: ciò avviene grazie al wind shear positivo, ovvero al fatto che il sistema temporalesco si muove da W con un inflow da SE (tale inflow potrebbe essere anche il conveyor belt, in riferimento al livello medio-basso della troposfera). Abbiamo quindi venti al suolo da SE e venti in quota da W (wind shear positivo). Questi temporali sono più adatti a ruotare rispetto a quelli in cui l'inflow è allineato con la corrente in quota.
La supercella è un sistema autoalimentato poichè la rotazione favorisce la convezione e viceversa; nelle supercelle quindi non è presente la rigenerazione, fenomeno tipico dei precedenti tipi di temporali. Inoltre, per definizione, una supercella non è un temporale multicellulare: tuttavia la stessa supercella può contenere anche due mesocicloni.
Nella supercella i vari tipi di precipitazione (pioggia moderata, rovesci, grandine moderata, grandine grossa) sono ben distinti fra di loro. La rain free base con l'eventuale wall cloud si trova a SW delle precipitazioni.
Forward Flank Downdraft (FFD): è la regione principale del downdraft nella parte avanzante della supercella in cui c'è la stragrande maggioranza delle precipitazioni e dei downbursts. Si trova quindi nel settore orientale del sistema.
Rear Flank Downdraft (RFD): è la regione di aria più calda e secca subsidente dietro al mesociclone, quindi a SW dell'eventuale wall cloud o anche attorno alla stessa nube a muro. Si evidenzia con la clear slot ovvero con una regione locale di cielo chiaro o di ridotta copertura nuvolosa (dietro e/o attorno alla wall cloud) che indica l'intrusione di aria più secca. In questo settore c'è più luce perchè la base delle nubi è più alta. La pioggia e/o la grandine che cade nella regione compresa tra la clear slot e la wall cloud sono rappresentate sul radar come un eco ad uncino, che quindi tradisce la presenza del mesociclone e del relativo RFD. Il tornado si forma tra RFD e FFD e questo è anche il settore in cui affluisce la maggior parte dell'inflow.
La supercella contiene un mesociclone, quindi si tratta di un sistema frontale in piccola scala in cui distinguiamo un fronte caldo e un fronte freddo:
Pseudo warm front (pseudo fronte caldo): è la linea di demarcazione tra la regione in cui l'aria affluisce nella supercella (inflow) e il FFD. Esso si estende verso l'esterno dal centro o comunque dalle vicinanze del mesociclone, puntando verso oriente.
Pseudo cold front (pseudo fronte freddo): è la linea di demarcazione tra la regione in cui l'aria affluisce nella supercella (inflow) e il RFD. Esso si estende verso l'esterno dal centro o comunque dalle vicinanze del mesociclone, di solito verso S o SW ed è caratterizzato dall'avanzata dell'outflow verso la regione dell'inflow: tale contrasto spesso porta alla formazione della flanking line. Il pseudo cold front è una particolare forma di gust front che sostiene l'updraft principale incrementando la convergenza di differenti masse d'aria verso il mesociclone.
Il mesociclone occluso è un mesociclone in cui l'aria dal RFD ha completamente "avvolto" la circolazione caldo-umida ai bassi livelli interrompendo così l'inflow. Nel mesociclone occluso il pseudo cold front piega esternamente verso E o SE piuttosto che verso S o SW.
La rotazione del temporale a supercella è antioraria e in genere devia verso destra rispetto alla direzione media del vento (salvo splitting storm): se c'è un vento medio da W verso E e guardiamo verso E, allora la supercella andrà verso destra con una traiettoria più WNW-ESE che non W-E.
Le supercelle durano alcune ore, viaggiano tra 40 ed 80 km/h e si formano a partire da una delle 3 forme fondamentali, ovvero cella singola, cluster o squall line. Le caratteristiche salienti di una supercella sono le seguenti:
updraft sui 240-280 km/h (stima)
downburst superiori a 130 km/h
diametro della grandine superiore a 5 cm
base larga solo 20-50 km, ma incudine enorme
Esiste poi una supercella "in miniatura" che può comunque produrre forte maltempo: si chiama low topped o mini supercell. Sono più piccole delle tradizionali supercelle sia in senso orizzontale sia in senso verticale, ma hanno la stessa visualizzazione sul radar incluso l'eco ad uncino. La sommità di queste supercelle non supera i 10.000 m, il mesociclone ha un diametro minore e ha una velocità di rotazione più bassa.