I temporali

I temporali sono tra i fenomeni più belli ed interessanti per quanti sono appassionati di meteorologia: essi sono indice di una situazione di instabilità atmosferica, ed il temporale non è altro che un modo che utilizza la natura per riportare le cose verso uno stato stabile.Aria stabile ed instabileSappiamo tutti benissimo che mettendo dell'olio in un contenitore pieno d'acqua, l'olio tende a portarsi in superficie; questo accade perchè l'olio ha una densità minore dell'acqua, cioè è più leggero. La situazione in cui dell'olio si trovasse al di sotto di uno strato d'acqua è una situazione instabile: l'olio tenderebbe a portarsi in superficie spontaneamente ripristinando quindi una condizione di stabilità (la natura, infatti, tende sempre a privilegiare situazioni stabili).

Per l'aria funziona più o meno allo stesso modo: l'aria calda e umida è meno densa di quella fredda e secca, per cui una situazione stabile vede l'aria calda al di sopra di quella fredda. Queste considerazioni andrebbero però effettuate considerando una altezza fissa, in quanto la temperatura della colonna d'aria nella troposfera mediamente cala con la quota. Le masse d'aria, se spostate verso l'alto, incontrano zone a pressione minore e quindi si raffreddano per espansione; per lo stesso motivo, le masse d'aria si riscaldano se portate a quote più basse. Per le considerazioni riguardo alla stabilità si utilizza quindi una grandezza chiamata temperatura potenziale, cioè la temperatura che assumerebbe una massa d'aria se spostata in maniera adiabatica alla quota di 1000 hPa. A questo punto, se la temperatura potenziale della colonna d'aria sale con la quota ci troviamo in una situazione stabile, se invece scende con la quota (quindi aria a temperatura potenziale più bassa si trova sopra ad aria a temperatura potenziale più alta) siamo in una situazione instabile. Un tipico esempio di situazione instabile è quello primaverile/estivo, quando l'aria viene riscaldata a contatto con il suolo caldo, oppure nel caso in cui arrivi una massa d'aria più fredda in quota (per esempio quando aria fredda da nord viene bloccata nei bassi strati dalla catena alpina ma riesce a scavalcare a quote più alte).

La stabilità può anche essere condizionale, cioè verificarsi solo se la massa d'aria viene portata al di sopra di una certa quota (ad esempio a causa di un sollevamento forzato per la presenza di un rilievo o di un sollevamento da fronte freddo). Genesi di un temporaleNel caso di una situazione instabile, l'aria fredda tende a scendere e quella calda a salire; salendo, la massa d'aria si raffredda adiabaticamente, e, ad un certo punto, il vapore contenuto all'interno inizia a condensare. Ecco che si forma la base della nube. Salendo ulteriormente, il vapore continuerà a condensare, trasformandosi in pioggia, e l'energia liberata dalla condensazione tende ad amplificare la spinta verso l'alto. Questa salita termina quando la massa d'aria raggiunge la stratosfera (uno strato molto stabile), una sorta di barriera fisica che costringe l'aria ad espandersi orizzontalmente, facendo assumere al temporale la tipica forma a incudine.
Caratteristiche di un temporaleLa nube temporalesca è quindi una nube possente la cui base si trova a poche centinaia di metri dal suolo e si espande fino a circa 10-11 km di altezza. Maggiore è il contrasto termico tra l'aria fredda  e quella calda che l'hanno generato, e maggiore è l'energia associata al temporale stesso. Tipicamente i temporali hanno dimensioni spaziali dell'ordine dei 10-20km, ma in alcuni casi possono estendersi anche in zone più ampie. Come abbiamo visto sopra, il vapore acqueo è il principale carburante di un sistema temporalesco: i temporali più intensi, spesso, sono quelli che d'estate seguono ad un periodo afoso, cioè caratterizzato da temperature alte e da elevati tassi di umidità. Ma questo spiega anche il motivo delle alluvioni che tipicamente in autunno si verificano lungo le regioni del versante tirrenico: i sistemi nuvolosi che arrivano da ovest sono costretti a transitare sopra il mare Mediterraneo, che in autunno è ancora realtivamente caldo, arricchendosi di vapore e riscaldandosi. Proprio questo carburante aggiuntivo genera dei temporali violenti da cui conseguono allagamenti ed altri fenomeni di natura idrogeologica. Principali fenomeni associati ai temporaliIl principale fenomeno associato ad un temporale è la precipitazione, generata dalla condensazione dell'umidità presente nella massa d'aria in salita, e che si presenta solitamente di forte intensità. I moti vorticosi che si generano all'interno della nube, associati alla salita e alla discesa delle masse d'aria, generano delle velocità verticali piottosto alte, dell'ordine dei 20-25m/s. Questi intensi flussi possono sollevare le gocce d'acqua, portandole a quote con temperature basse dove le gocce tendono a ghiacciare, formando la grandine. Finchè il peso delle particelle di grandine resta basso, queste possono venire sollevate più volte, aumentando via via di peso per il ghiaccio che si accumula; questo fino a quando i flussi d'aria non riescono più a sostenerle e quindi tendono a cadere al suolo. Ecco quindi spiegato perchè, più intenso è il temporale e maggiore è la possibilità di grandinate violente.Ma i moti vorticosi all'interno della nube hanno anche un altro importante effetto, che è quello di far sfregare tra loro le particelle d'acqua e di ghiaccio. Questo sfregamento fa si che la nube si carichi elettricamente, generando, al superamento di determinate differenze di potenziale con la Terra, una scarica elettrica, il fulmine. I fulmini, scaldando enormemente e rapidamente il canale d'aria attraverso il quale si scaricano, generano un'onda di pressione, cioè un suono, molto intensa (il tuono). Infine, nei temporali più intensi, i moti vorticosi possono generare dei tornado, cioè degli imbuti di aria che ruotano a velocità molto elevate (dell'ordine dei 200-300km/h). Questi fenomeni altamente distruttivi sono molto frequenti nelle pianure americane (l'area tra gli stati dell'Oklahoma, Arkansas, Texas, Missouri ed Illinois viene infatti chiamata "Tornado Alley" ); in Italia questi fenomeni sono molto meno frequenti, ma si possono comunque generare delle trombe d'aria altrettanto pericolose associate ai tempoali più intensi.