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Meteorologia 2 - L'atmosfera, i fenomeni locali e le nubi

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Non si possono comprendere i fenomeni meteorologici senza aver chiaro la struttura dell'atmosfera terrestre.
Come abbiamo detto nel paragrafo precedente, il "motore" di tutto è il Sole.
I raggi del sole forniscono l'energia che fa muovere l'aria.
Il processo è abbastanza semplice: l'atmosfera è praticamente (un'eccezione c'è e la vediamo subito) trasparente ai raggi solari, che quindi la attraversano senza scaldarla, sino a raggiungere il terreno (o il mare).
Il terreno si scalda e a sua volta cede calore all'aria che diventa più leggera e quindi sale.
L'aria salendo lascia spazio per altra aria fresca che la deve rimpiazzare, generando il vento.
Oltre a ciò, salendo l'aria si raffredda (più o meno 6.5°C ogni  1000 metri o se preferite 2°C ogni 1000 piedi).
Raffreddandosi può "contenere" sempre meno vapore, trasparente e quindi invisibile, sino a raggiungere la "temperatura di rugiada" che è la temperatura alla quale il vapore condensa e torna acqua formando microscopiche goccioline ora visibili che restano in sospensione: le nuvole.
Nel diagramma a lato si vede come la quantità di vapore che l'aria può contenere è funzione della temperatura.
Ad esempio, se alla pressione atmosferica standard (più o meno quella che si trova al livello del mare di 1000 hPa), io posso tranquillamente avere 5g di acqua per ogni kg di aria sotto forma di vapore alla temperatura di 25°C, se la temperatura scende a 8°C l'aria non è più in grado di contenere tanto vapore che quindi condensa e diventa visibile.
Se la temperatura si è abbassata perché (ad esempio) è calato il sole e quindi fa più freddo, avremo nebbia.
Se la temperatura si è abbassata perché l'aria "calda" è salita di quota (da 25°C a 8°C sono 17°C, cioè circa 2700 metri) avremo una nuvola.
 
Se le cose stessero semplicemente così l'aria calda, incontrando aria sempre più fredda, continuerebbe a salire senza fermarsi.
Ma come abbiamo accennato prima c'è un'eccezione.
Quando i raggi ultravioletti del sole colpiscono una molecola di Ossigeno (O2) la scompongono in due molecole di Ossigeno atomico (O).
Questo, incontrando una molecola di O2 ci si associa formando Ozono (O3).
Quando l'Ozono a sua volta viene colpito dai raggi ultravioletti, si dissocia nuovamente formando O2 + O.
Questo insieme di reazioni sono ESOTERMICHE, cioè producono calore, che scalda l'atmosfera ad alta quota (OZONOSFERA - circa 50.000 m).
Questa strato di aria calda di fatto "blocca" le correnti calde dal suolo, generando uno strato di aria dove non vi sono movimenti verticali - la STRATOSFERA, mentre lo strato inferiore, quello dove l'aria calda sale, lo abbiamo chiamato TROPOSFERA.

Anche a quote più elevate le radiazioni solari impattano l'atmosfera scaldandola (sino a 1500°C - TERMOSFERA), ma per quanto riguarda i fenomeni meteorologici questo è meno interessante, in quanto a questa quota l'aria è molto rarefatta e completamente priva di umidità..
Osservando la figura a lato:

Lo strato più basso dell'atmosfera è la TROPOSFERA, arriva sino a 12.000 km (non fissi, varia da 10.000 a 12.000) ed è lo strato dove l'aria scaldata dal terreno sale.
E' la zona dove avvengono i fenomeni meteorologici (vento, nuvole, temporali ...) ed è la zona dove si vola.

L'azione dei raggi UV nell'OZONOSFERA, facendo aumentare la temperatura "blocca" la salita ulteriore dell'aria, definendo una zona, la STRATOSFERA, dove non vi sono movimenti verticali ma solo orizzontali.
In questa zona la temperatura sale e poi ricomincia a scendere (la stratosfera "comprende" l'ozonosfera).
La stratosfera arriva sino a circa 50.000 metri.
E' l'ultima parte dell'atmosfera coinvolta in fenomeni meteorologici ed è anche normalmente il limite per il volo con velivoli convenzionali (cioè non spinti da motori a razzo).

La MESOSFERA è l'ultimo strato dotato di una densità "percepibile".
E' qui che bruciano i meteoriti e che le navicelle spaziali al rientro incontrano la "resistenza" che le surriscalda.

Nella TERMOSFERA i raggi del sole incontrano strati d'aria molto rarefatta producendo reazioni fortemente esotermiche, l'aria si scalda sino a raggiungere i 1500°C.
In realtà le particelle d'aria sono talmente rade che sebbene caldissime avrebbero un effetto molto limitato su eventuali oggetti.
Per capirci è un po' come accendere un fiammifero (caldissimo) in una cella frigorifera.
Il fiammifero è effettivamente caldo, ma per altri oggetti che si trovino entro la cella frigorifera è praticamente come se non ci fosse.

Più di interesse sono invece i fenomeni elettromagnetici che si sviluppano nella IONOSFERA, che estendendosi dai 60.000 metri a oltre i 1.000 km comprende mesosfera, termosfera e la ESOSFERA (dove aria in pratica non ce n'è più).
Nella ionosfera i raggi del sole incontrano un'aria estremamente rarefatta, separando negli atomi gli elettroni dai nuclei, e facendone quindi variare le proprietà elettromagnetiche.
L'effetto più evidente di ciò è la RIFRAZIONE (che arriva sino alla RIFLESSIONE) delle onde radio.

Escluso le JET STREAM, che abbiamo visto nel capitolo precedente, praticamente tutti i fenomeni meteorologici si svolgono all'interno della TROPOSFERA, e coinvolgono, come abbiamo già accennato, il riscaldamento del terreno, lo spostamento delle masse d'aria sia in senso orizzontale che verticale, e la trasformazione del vapore in esse contenuto che passa dallo stato gassoso a quello liquido/solido e viceversa.

Come abbiamo visto il sole scalda il terreno, questo a sua volta cede calore agli strati più bassi dell'aria che aumenta di temperatura, diviene quindi più leggera, e sale.
Se quest'aria contiene vapore acqueo, salendo scende di temperatura sino a raggiungere la TEMPERATURA DI RUGIADA (cioè la temperatura alla quale il vapore non riesce più a restare allo stato gassoso in quella concentrazione e quindi condensa) formando le nuvole.
L'aria che sale comunque lascia un "vuoto" che deve essere riempito da altra aria, che quindi si sposta orizzontalmente dando origine ai venti.
Ad esempio, nella figura a lato, il terreno si scalda più del mare e quindi l'aria sale.
L'aria (umida) sale sino a raggiungere la quota che corrisponde alla temperatura di rugiada, dove condensa formando una nuvola.
Se sono in aliante e voglio salire andando sotto una nuvola ho una buona probabilità di incontrare una corrente ascensionale.
A bassa quota l'aria fresca sul mare andrà a riempire il "vuoto" lasciato dall'aria che dal terreno si è sollevata, generando quindi un vento che va dal mare verso la terra (questo fenomeno è noto come "brezza di mare").
In quota, invece, l'aria calda dovrò spostarsi per sostituire quella fresca che sul mare è "scesa", generando una brezza in senso opposto (contro brezza) che va dal continente verso il mare.

Questo "ciclo" è concettualmente quello che genera tutti i fenomeni meteorologici.
Su piccola scala (li vediamo tra poco) sono fenomeni limitati e locali (appunto le brezze di mare e di terra e gli addensamenti locali pomeridiani tipici dei climi alpini), su scala più ampia, dove a scaldarsi sono interi continenti o oceani, generano le zone cicloniche e anticicloniche e i conseguenti venti "GEOSTROFICI" (che sarebbero quelli che sono generati dal movimento intorno alle depressioni e si manifestano su aree estese).

LE BREZZE

Come abbiamo già visto, il riscaldamento differenziale tra l'acqua e il terreno produce un movimento ascensionale dell'aria sulla zona più calda e di conseguenza un vento che va dalla zona più fresca a quella più calda, oltre (se l'umidità è sufficiente) alla generazione di nubi.
Su piccola scala (nelle zone costiere) questoi movimenti sono giornalieri.
Di giorno il terreno si scalda più velocemente rispetto alla massa d'acqua e si genera la già vista BREZZA DI MARE, con vento che spira dall'acqua verso la terraferma.
Durante la notte è il terreno che si raffredda più velocemente rispetto all'acqua, generando una circolazione opposta e quindi un vento che va dal continente verso il mare, la BREZZA DI TERRA.
 

IL PHON E LO STAU

Cosa succede quando una massa d'aria in movimento incontra un ostacolo?
Per "effetto Coanda" un fluido tende a muoversi tangenzialmente all'ostacolo - in parole più semplici non "rimbalza", ma lo "aggira".
Quindi quando una massa d'aria incontra una montagna la "risale" sul lato "sopravento" e ridiscende sul lato sottovento.
Per un aereo che si trovi a volare in prossimità di un pendio è importantissimo sapere che sul lato sopravento incontrerà delle ascendenze (aria che "tira su"), mentre sul lato sottovento incontrerà delle "discendenze" anche forti e spesso turbolente (ROTORE DI SOTTOVENTO) nelle quali è pericolosissimo trovarsi.

E per quanto riguarda l'umidità e la temperatura?
Supponiamo che una massa d'aria relativamente calda e umida incontri sul suo cammino una montagna.
Per superarla la massa d'aria dovrà risalire, salendo si raffredderà e quindi condenserà, generando nubi e piogge sul lato sopravento.
In questo modo però la massa d'aria si "asciuga" e quando sarà giunta in cima alla montagna e ridiscenderà sul lato sottovento sarà "secca".
L'aria satura (cioè quella che oltre a raffreddarsi condensa) e l'aria secca hanno diversi gradienti termici verticali (cioè si scaldano e si raffreddano in funzione della quota in modo differente).
Come abbiamo visto l'aria si raffredda (e quindi si riscalda) di circa 6.5°C ogni 1000 metri.
Quando però condensa, formando nuvole e pioggia, il gradiente termico verticale cambia e diventa circa la metà (circa 3°C ogni 1000 m).
Quindi l'aria che sale generando pioggia, si raffredda meno di quanto poi non si riscalderà percorrendo lo a stessa quota in discesa sul versante opposto.
Questi fenomeni sono abbastanza comuni sulle nostre Alpi e generano due venti chiamati STAU - quello di sopravento, con forti rovesci - e PHON (o anche FAVONIO) quello di sottovento, con aria calda e secca.
L'aria calda e secca se incontra un manto nevoso può innalzarne la temperatura a livello tale da renderlo instabile e provocare valanghe,
 
Con riferimento alla figura:
Aria umida a 10°C incontra una montagna.
Sale raffreddandosi di 6.5°C ogni 1000 m sino a raggiungere la temperatura di rugiada, ove condensa e (importante) si formano rovesci.
La pioggia libera dall'umidità l'aria che continua a salire ma raffreddandosi meno (solo 3.5°C ogni 1000 m) dopo 2000 m di ulteriore salita la temperatura è scesa di soli 6.5 °C.
A questo punto l'aria (oramai secca) ridiscende la montagna sul versante sottovento, stavolta risaldandosi coi soliti 6.5°C ogni 1000 m.
Giunta alla quota di partenza, dove sul lato sopravento era a 10°C, qui l'aria si trova già a 16°C.
Se poi la conformazione del terreno è tale da permetterle di scendere ancora si scalderà ulteriormente.

I MONSONI

I monsoni sono una combinazione dei due fenomeni che abbiamo appena visto ma diciamo su "larga scala".
I venti non sono generati dall'alternanza giorno/notte, ma dalle stagioni invernale/estiva e le masse d'acqua e di terra sono l'Oceano Indiano e il continente asiatico, con particolare riferimento alla catena montuosa dell'Himalaya.
In estate la "brezza di mare" generata dal riscaldamento del continente maggiore rispetto all'Oceano, produce venti dal mare verso la terra (in questo caso da Ovest verso Est) carichi di umidità.
La "brezza" incontra il suo ostacolo nella imponente catena dell'Himalaya, e nel superarla produce lo stesso effetto che abbiamo visto per lo STAU, cioè un clima molto umido e piovoso.
Superate le montagne (l'Himalaya ha vette da 8.000 m) l'aria oramai secca scendendo di quota si surriscalda enormemente. Le regioni ad Est dell'Himalaya infatti sono tra le più aride della Terra (deserto dei Gobi).
In inverno è il mare ad attirare a se l'aria (secca) del continente, generando quindi venti costanti da Est ad Ovest (aria secca - stagione siccitosa).

LE NUVOLE

Chiudiamo con la "nomenclatura" delle nuvole.
A seconda delle loro caratteristiche le nuvole prendono nomi diversi.
Anticipo subito che per il volo le più importanti (e da evitare come la PESTE) sono i CUMULONEMBI (o CB) associati a fenomeni di forte turbolenza (il più famigerato è il "wind shear" ) e temporali con fulmini (thunderstorm).
Le nuvole si dividono in funzione essenzialmente della quota e poi del loro sviluppo (verticale od orizzontale).

NUBI
ALTE
(6000m - stratosfera)

CIRRI
Tutte le nubi alte (dai 5500 m sino alla stratosfera - circa 12000 m) sono cirriformi; si tratta di nubi comuni visibili in tutti i periodi dell'anno.
Sono costituite da cristalli di ghiaccio, pertanto sono solitamente bianche (i cristalli di ghiaccio riflettono la luce più intensamente di quanto non facciano le goccioline d'acque delle nubi più basse) e si sviluppano in una vasta gamma di forme e dimensioni.
I cirri sono un buon indicatore del tempo che farà nelle ore successive: per esempio, spesso la loro formazione anticipa un fronte caldo dove le masse d'aria si incontrano in quota.
CIRROSTRATI
Sono sottili nubi stratificate costituite da cristalli di ghiaccio e formano un velo che copre il cielo completamente o in parte.
Sono in pratica i cirri visti prima ma più "fitti".
Come i cirri spesso sono indizio di un fronte in avvicinamento: l'arrivo di cirrostrati preannuncia tempo instabile e umido.
Per la navigazione aerea cirri e cirrostrati non presentano alcun particolare effetto.
Sono invece una delle cause principali del riscaldamento (o meglio, ci proteggono dal raffreddamento) della Terra.
Durante la notte, infatti, spesso formano una sottile copertura che impedisce alle radiazioni infrarosse generate dal suolo di disperdersi nello spazio (effetto serra).
CIRROCUMULI
I cirrocumuli sono relativamente rari.
Questo tipo di nube non dà luogo a un'ombra e spesso presenta delle increspature a nido d'ape.
I cirrocumuli hanno l'aspetto di onde e determinano quello che viene chiamato "cielo a pecorelle" (assumono questa conformazione anche alcuni altocumuli).
Il detto "cielo a pecorelle, acqua a catinelle" si riferisce ancora al fatto che le nubi alte (cirri, cirrostrati e cirrocumuli) sono spesso associate all'avanzata di un fronte caldo (che sappiamo muoversi più lentamente e gradualmente rispetto al fronte freddo).

NUBI
MEDIE
(2000 - 5000m)

ALTOCUMULI
Si presentano in banchi di colore bianco o grigio e sono composti di solito da lamelle o masse rotondeggianti collegate o meno tra loro. Consistono generalmente di sola acqua e possono apparire da soli o coesistere assieme agli altostrati.
Quando ricoprono il cielo come ciottoli ravvicinati si parla anche per loro di “cielo a pecorelle”. Possono essere confusi con i cirrocumuli, ma a differenza di quest’ultimi hanno una larghezza apparente superiore pari a 5° (tre dita a braccio teso). Possono provocare il fenomeno della corona attorno al Sole, quando passano davanti all’astro con la parte più sottile.
Annunciano spesso rovesci e temporali. Tra le varie specie di altocumuli possiamo considerarne in particolare due per la loro bellezza: gli altocumuli a torre (altocumulus castellanus) e gli altocumuli lenticolari (altocumulus lenticolaris).
Gli altocumuli a torre si presentano con protuberanze a forma di torrette o merli disposti in modo regolare. Si formano quando l’aria è instabile e possono dunque preannunciare rovesci o temporali. Gli altocumuli lenticolari hanno una forma a mandorla schiacciata o a lente e indicano la presenza, a quella quota, di venti a intensità e direzione costante. Compaiono in zone anticicloniche e sulla cima delle montagne. Possono anticipare un cambiamento del tempo a breve scadenza.
NEMBOSTRATI
Si tratta di nubi stratificate basse, generalmente di color grigio scuro dalla base spesso non ben definita.
Il cielo si presenta buio e tetro, infatti spesso durante la loro presenza nelle nostre case abbiamo bisogno di accendere le luci. Se giungono al suolo daranno vita alla nebbia.
Ai Nembostrati sono associate precipitazioni continue sotto forma di pioggia o neve.
ALTOSTRATI
L'altostrato si sviluppa sotto forma di strato sottile a partire da un velo di cirrostrati che si addensano in modo graduale. In seguito può addensarsi ulteriormente e formare un altostrato compatto.
L'altostrato sottile è generalmente grigio o azzurro, non bianco.
Aspetti importanti da osservare per identificare queste nubi sono le ombre proiettate sul suolo.
L'altostrato sottile, anche se di giorno può essere illuminato, è comunque abbastanza denso da impedire la comparsa di ombre.

NUBI
BASSE (2000m)

STRATI
Le nubi stratiformi (STRATI)  sono per la maggior parte nubi senza forma definita che si trovano a bassa quota (sotto i 2000 m) e ricoprono il cielo di una coltre grigia o bianca. Quando si parla di "giornata nuvolosa" (nel METAR o nel TAF sigla OVC - Overcast - Coperto) ci si riferisce di solito ad un cielo coperto di nubi stratiformi.
Il loro spessore varia da alcune decine di metri a diverse centinaia. Sono nubi di colore grigio che formano un tappeto uniforme che può estendersi per molti chilometri. Dato il loro spessore di norma non danno luogo a precipitazioni o a turbolenza.
Lo strato di nubi può addensarsi a tal punto da oscurare il sole o la luna e può produrre pioggia fine, neve o onche grandine, in particolare sulle zone collinari.
STRATOCUMULI
Si trovano al di sotto dei 2 km di altezza e il loro spessore è compreso tra i 500 metri e i 1000 metri. Si presentano in grossi ammassi scuri e tondeggianti, di colore grigio nella parte superiore e violaceo in quella inferiore, attraverso i quali è talvolta possibile scorgere l'azzurro del cielo (nel METAR SCT - Scattered). Inizialmente potrete scambiarli, avendo una forma abbastanza similare, con gli altocumuli. Alcuni possono avere aspetto minaccioso, anche se in genere non sono accompagnati da precipitazioni e quando lo sono sono di debole intensità..
 
CUMULI
I cumuli sono nuvole isolate (nel METAR FEW). Da una base orizzontale, si sviluppano a forma di cupola o torre.
Sono le nuvole che meglio individuano le correnti ascensionali sfruttate dagli alianti per fare quota.
La sommità, illuminata dal sole, appare di un bianco acceso, mentre la base si presenta di colore grigio più o meno scuro.
Sono in genere ad evoluzione diurna, cioè si formano tra le ore della mattina e il pomeriggio per poi dissolversi in serata. A seconda del grado di sviluppo verticale si distinguono tre specie di cumuli:
  • cumulo humilis,
  • cumulo mediocris
  • cumulo congesto.

Il cumulo humilis (piccolo) è il tipico batuffolo bianco nel cielo azzurro che si forma in condizioni di bel tempo.
Il cumulo mediocris (medio) ha uno sviluppo verticale moderato, che va da alcune centinaia di metri a qualche chilometro. Non da luogo a piogge.
Il cumulo congesto presenta una forte estensione verticale che può a volte superare i 5 km. La sommità è a forma di “cavolfiore”, mentre la base è generalmente scura. Possono dar luogo a piogge sotto forma di rovesci.

CUMULO HUMILIS CUMULO MEDIOCRIS

CUMULO CONGESTO

CUMULONEMBI
(CB)
Sono nubi ad elevato sviluppo verticale, che si presenteranno imponenti nel cielo, a forma di torri, montagne o cupole.
La sommità è generalmente bianca e spesso assume una forma a incudine o a “carciofo”, la base invece è orizzontale e di colore scuro intenso.
I cumulonembi sono formati da masse di cumuli scuri e si possono estendere per tutta l’altezza della troposfera.
Accompagnano manifestazioni temporalesche, portano forti piogge, grandine o neve, oltre a fulmini e in alcune circostanze tornado.

SONO DA EVITARE ASSOLUTAMENTE

Anche i Cumulonembi sono classificati in tre categorie:

  • Cumulonimbus Pileus: si tratta di un cumulonembo che presenta sulla sua sommità una particolare nuvola chiamata “Pileus” dal latino “cappello”, che gli conferisce un aspetto “incappucciato”. Tale nube tende a cambiare forma molto rapidamente e si genera a causa delle forti correnti ascensionali che portano l’aria umida a raggiungere il punto di rugiada a causa della compressione adiabatica. Un pileus che appare al di sopra di un cumulo può segnalare la sua tendenza a trasformarsi in un cumulonembo, perchè segnala appunto la presenza di forti correnti ascensionali.
  • Cumulonimbus Incus: nella sua espansione verticale, il cumulonembo arriva sino alla stratosfera
    Raggiunta quella quota l’aria inizia a farsi più calda (inversione termica) man mano che si sale e il vapore acqueo non riesce più a condensarsi, così il cumulonembo inizia ad espandersi orizzontalmente, generando pertanto una particolare ed inconfondibile nube chiamata “Incus” cioè “Incudine”. 
  • Il calvus  in fine è uno dei Cumulonembi più potenti. Il nome “calvus” descrive la sua forma “calva”, senza incudine tipica dei normali Cumulonembi.
CUMULONEMBO PILEUS CUMULONEMBO INCUS CUMULONEMBO CALVUS

NUBI
PARTICOLARI

NUBI
LENTICOLARI

Le nubi lenticolari sono formazioni particolari, che si presentano, come lenti ottiche, lisce sia nella parte inferiore che in quella superiore.
In linea di principio la caratteristica "liscia" nella parte superiore di una nuvola indica una INVERSIONE TERMICA. Cioè in quella zona si incontrano strati superiori a temperatura più elevata di quelli inferiori.
Questo è sempre una "spia" della presenza di masse d'aria diverse in movimento tra loro.
Nel caso specifico delle nubi lenticolari. queste si formano in genere in presenza di catene montuose elevate vicino a montagne di altezza minore.
L'aria si solleva una volta per superare le prime montagne, poi ridiscende e si solleva ancora, innescando un movimento ondulatorio (in gergo si chiama appunto "ONDA").
Le nubi lenticolari non sono particolarmente pericolose, nel senso che non sono mai accompagnate da fenomeni meteorici di alcuna intensità.
Sono però la "spia", come si è detto, della presenza di forti venti in quota.
Il moto ondulatorio ha la caratteristica di svilupparsi a quote anche molto più elevate delle montagne che lo provocano, generando quindi correnti ascensionali che possono raggiunger quote anche eccezionali (in Himalaya raggiungono la stratosfera).
E' sfruttando questo tipo di correnti che con gli alianti si ottengono le quote da record, mentre per i velivoli a motore le nubi lenticolari indicano presenza di turbolenza in quota, che potrebbe essere fastidiosa.

NUBI
MAMMATUS

Sono delle nubi abbastanza inconsuete che nel cielo assomigliano vagamente alla forma di una mammella.
È possibile vederle in situazioni di forte instabilità o dopo il passaggio di un violento temporale.
Queste nuvole si formano in presenza di correnti ascensionali molto intense e con un umidità molto elevata negli strati bassi. Questo spostamento di aria può portare, fino alla tropopausa, enormi quantità di acqua che, salendo verso l’alto, si trasforma in cristalli di ghiaccio.
Quando il temporale fatto di pioggia sarà passato, il ghiaccio che in quel momento è lontano dalla corrente ascensionale e ad altezze elevate, tenderà a scendere a causa del suo peso.
Sarà allora che, uscendo dalla zona della nube, incontrerà aria molto fredda e secca.
La variazione di condizioni climatiche, comporta la sublimazione dell’acqua che muterà dallo stato solido, di cristalli di ghiaccio, a quello aeriforme, di vapore acqueo, e risalirà verso l’alto.
Data la grande quantità di ghiaccio presente, questo moto di discesa e sublimazione si presenterà con una certa regolarità lungo l’area della nube.
Proprio questo movimento comporta la formazione della Mammatus con la sua caratteristica forma. Conferiscono una grande spettacolarità e possono creare notevoli contrasti di colori e di luci.
CASCATE DI
NUVOLE
Quando una formazione nuvolosa supera di poco la quota di una cresta ed è sospinta da vento leggero (non abbastanza forte da innescare turbolenza e rotori di sottovento), e se sul lato sottovento incontra una massa d'aria più fresca, allora le nubi si comportano come un mare di schiuma che "trabocca" da un secchio, generando delle spettacolari cascate di nuvole.
Dal punto di vista aeronautico le cascate di nuvole indicano forti discendenze sul lato sottovento (che già sappiamo è comunque sempre da evitare).
TROMBA
D'ARIA
La “tromba” è una colonna d’aria, visibile o meno, che ruota violentemente al di sotto un cumulonembo, e che raggiunge il suolo.
Il fenomeno non è facilmente classificabile né prevedibile, possono solo indicarsi condizioni favorevoli alla sua formazione.
Il verificarsi di una tromba non ha relazioni cronologiche con vento “normale”, pioggia, grandine e fulmini: possono essere presenti indifferentemente prima, durante o dopo la tromba.
Le trombe d'aria sono, senza dubbio, i vortici nell’atmosfera più impressionanti che un uomo possa osservare.
La loro formazione è complessa e non sono ancora chiari tutti i meccanismi coinvolti.
E' sicuramente necessaria la presenza al suolo di aria umida e calda, di aria più fredda in alta quota e di venti con direzioni e velocità diverse.
In queste condizioni, le masse d’aria in risalita possono avvitarsi in un moto rotatorio che dà origine al vortice del tornado.
1. L’aria calda in salita si scontra con aria fredda e asciutta che scende verso il basso.
2. Il flusso di aria calda si espande formando una nube temporalesca.
3. I venti laterali accentuano il moto rotatorio dell’aria calda in risalita: il tornado si rafforza.

Le "trombe d'aria"

La classificazione delle trombe d'aria avviene in base alla rilevazione empirica dei danni causati secondo la Scala Fujita.
Come per i terremoti con la Scala Mercalli la suddivisione avviene per gradi di distruttività del fenomeno:

Grado Classificazione Velocità del vento
EF0 DEBOLE 105–137 km/h
EF1 MODERATO 138–178 km/h
EF2 SIGNIFICATIVO 179–218 km/h
EF3 FORTE 219–266 km/h
EF4 DEVASTANTE 267–322 km/h
EF5 CATASTROFICO > 322 km/h

A ogni grado Fujita corrisponde un livello di distruttività.
Si parte dall'EF0 (raffiche da 105–137 km/h) che può spezzare i rami agli alberi, sollevare le tegole dei tetti, fino ad arrivare all'EF5 (>322 km/h) che rade al suolo ogni cosa che trova sul suo cammino fino a sradicare le fondamenta di case e edifici.
In particolare, per la caduta di pressione atmosferica che viene a verificarsi durante il passaggio di una tromba d'aria violenta (si stima di circa 100 hPa in pochi secondi) le strutture chiuse, per la differenza barica dovute all'effetto Venturi, esplodono letteralmente.
Le trombe d'aria più frequenti sono quelle comprese tra le classi EF0 e EF1, solo il 5% delle trombe d'aria è classificato come forte.
Le trombe d'aria devastanti (EF4-EF5) coprono una percentuale compresa tra 1% e lo 0,1%, sono cioè molto rare.

IL WIND SHEAR

Il WIND SHEAR è una pericolosissima situazione nella quale può venire a trovarsi un velivolo in decollo o in atterraggio.
E' in pratica un violento e improvviso cambio di direzione del vento, sia in verticale (un'ascendenza che diventa subito dopo una forte discendenza) o in orizzontale (vento frontale che improvvisamente gira in coda o lateralmente).
E' una situazione pericolosissima in quanto, ad esempio in caso di forte ascendenza in atterraggio, il pilota tenderà a diminuire la potenza ed abbassare il muso per non finire "lungo", ma subito dopo si troverà nella situazione opposta dovendo ridare potenza e assumere un asseto più cabrato per recuperare una forte discendenza.
Un vento frontale di 30 nodi per un velivolo che atterra a 130 con una velocità di stallo di 90 vuol dire volare con una GS effettiva di 100 nodi e se questo passa in coda trovarsi improvvisamente con una TAS di 70 nodi che è abbondantemente sotto la velocità di stallo.
Il wind shear è in genere provocato da un temporale che si sviluppa in prossimità dell'aeroporto, ma può essere anche la conseguenza della turbolenza legata ad un temporale distante sino a 20 km dalla pista.

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