Indice di stabilità per la formazione della nebbia da irraggiamento

Fog Stability Index

Summary:

This is a stability index for fog formation. It is from 2WW/TN-79/008, "A New Technique for Forecasting the Occurence of Fog and Low Stratus Ceiling by Use of a Flow Chart".

The equation for the index is:

Fog Stability Index = 2*(t_s - t₈₅₀ + t_s - t_ds ) + W₈₅₀ =

=4t_s - 2(t₈₅₀ +  t_ds ) + W₈₅₀

L'indice di stabilità per la formazione della nebbia da irraggiamento è un indice empirico che prende in esame la temperatura al suolo (t_s, in °C), la temperatura a 850 hPa (t_{850 ,} in °C), la temperatura di rugiada al suolo (t_ds , in °C), e l'intensità del vento a 850 hPa ( W₈₅₀, in nodi), combinandoli in modo da ottenere un valore da confrontare con una scala di riferimento. A seconda dell'intervallo in cui tale valore ricade, si ottiene una indicazione sulla possibilità di formazione della nebbia da irraggiamento (possibilità debole, moderata, forte ). 

Allo scopo si semplificare le operazioni di calcolo, ho scritto un piccolo programma, in Visual Basic 1.0 (FogSI, versione 1.0), che calcola l'indice immettendo i dati di base. Per scaricare sul proprio computer una copia di detto software, clicca qui.

Le temperature riferite al suolo possono essere facilmente tratte dal  METAR o lette da un termometro correttamente posizionato, mentre i dati a 850 hPa si possono ricavare o dal sondaggio termodinamico della località più vicina, o desunti per interpolazione dalle carte di analisi o di previsione della superficie isobarica a 850 hPA.

Qualche cenno sulle nebbie...

Innanzitutto, in meteorologia si comincia a parlare di nebbia (d'avvezione, da irraggiamento, frontale, da evaporazione) quando la visibilità orizzontale scende sotto i 1000 metri. Al di sopra di questo valore, in caso di riduzioni della visibilità, è preferibile esprimersi in termini di foschia.

A seconda della visibilità orizzontale, la nebbia può assumere le seguenti specificazioni:

Come si forma la nebbia?

Alla base della formazione delle foschie e quindi delle nebbie vi è un raffreddamento della massa d'aria a contatto con il suolo: l'attitudine dell'acqua a trasformarsi in vapore acqueo (ovvero acqua allo stato gassoso) è in stretta dipendenza con la temperatura del sistema aria-acqua. In parole povere, più una massa d'aria è calda, maggiore è la quantità di acqua che passerà dallo stato liquido a quello aeriforme. A seguito di un raffreddamento, la quantità di vapore acqueo potrebbe essere superiore a quanto consentitogli dalla temperatura, e pertanto la quantità in eccesso comincia a condensare in minuscole goccioline (passaggio dell'acqua dallo stato aeriforme a quello liquido). Queste goccioline, estremamente leggere, restano apparentemente sospese nell'aria, intorbidandola e riducendone perciò la visibilità. Può tuttavia accadere che la nebbia (preceduta dalla foschia) inizi a formarsi anche in assenza di saturazione, favorita dalla presenza dei cosiddetti nuclei di condensazione. Perciò in prossimità di aree industrializzate la nebbia generalmente si forma più facilmente che altrove.

Da quanto detto, emerge chiaramente che tutto ciò che induce l'aria a raffreddarsi, in presenza di elevato contenuto di vapore acqueo, è favorevole allo sviluppo delle nebbie.

Questo spiega perché, ad esempio, la nebbia tenda a formarsi in corrispondenza delle ore notturne e del primo mattino, solitamente le più fredde della giornata.

Il cielo sereno costituisce un altro elemento a favore della nebbia: dopo il calare del sole, il suolo restituisce il calore che ha accumulato durante il giorno (irraggiamento), raffreddandosi rapidamente (1), spesso originando vere e proprie inversioni del normale gradiente termico verticale. Se il cielo è sereno, il calore irradiato dal suolo si perde facilmente verso l'alto, mentre, se il cielo risulta coperto, parte di quel calore resta"ingabbiato", ed il raffreddamento del suolo è meno intenso. Questo spiega perché l'escursione termica è molto pronunciata nei giorni con cielo sereno. 

Un altro fattore notevole è rappresentato dal vento: la sua assenza impedisce un eventuale rimescolamento dell'aria che si sta raffreddando con aria più calda o meno umida, e anche questo favorisce la nebbia.

Tuttavia nebbie possono formarsi anche con cielo coperto, e questo accade soprattutto quando esse si formano non tanto per il raffreddamento della massa d'aria giacente sul luogo, ma per il sopraggiungere di aria calda e umida da località vicine. Questa aria "forestiera", a contatto con il suolo o l'aria più fredda locale, si raffredda a sua volta (specie nella zona di contatto tra le due masse; i più curiosi, vedano il principio di Watt), dando luogo a nebbie definite "d'avvezione". Tipiche (e temute) nebbie da contatto, ad esempio, sono quelle che si formano presso le coste dei mari caldi quando venti costanti paralleli alla costa causano la risalita di acque profonde più fredde ("upwelling"): il contatto di aria calda e umida con la superficie marina fredda genera la nebbia. 

Si può prevedere quando la nebbia si dissolverà?

Allo stato attuale, si possono fare solo delle previsioni di massima, in quanto il dissolversi delle nebbie è in relazione a fatti non sempre quantificabili. Ad ogni modo, la scomparsa della nebbia è dipendente dagli stessi fenomeni che l'hanno originata, ovvero il progressivo riscaldamento del suolo per effetto del sorgere del sole induce un riscaldamento dell'aria, che favorisce una maggiore evaporazione dell'acqua: le goccioline della nebbia tornano allo stato aeriforme abbandonando la loro condizione "liquida".

Ovviamente uno strato nebbioso molto spesso (200-300 metri)  impedisce ai raggi del sole di agire incontrastati, e la nebbia si dissolverà lentamente o non si dissolverà per nulla, come capita spesso nelle pianure dell'Italia del Nord.

La nebbia, legata com'è alle condizioni locali, può essere spazzata via dall'arrivo di perturbazioni, che sostituiscono l'aria giacente sul luogo con aria avente caratteristiche differenti, oppure dall'insorgere di un vento improvviso o di un vento particolarmente caldo e secco, come si verifica spesso al nord quando si instaura il fohn, cioè quel vento secco e relativamente più caldo proveniente dalle Alpi. In tal caso il successo della previsione sulla nebbia è strettamente legato alla valutazione dell'arrivo della perturbazione o dell'insorgere del fohn.

Per concludere, si può affermare che un'attenta osservazione delle condizioni favorevoli all'insorgere della nebbia, può favorire, nel previsore, un affinamento della sua sensibilità "locale" ed aiutarlo a fare buone previsioni relative al posto in cui opera. A titolo d'esempio, oltre a tenere sotto esame temperatura ed umidità dell'aria, si può correlare la riduzione della visibilità alla direzione di provenienza del vento, ottenendo spesso, specialmente per le nebbie d'avvezione, una discreta corrispondenza tra vento e nebbia.

Alcuni modelli numerici (NWP, Numerical Weather Product) , inoltre, cominciano a produrre mappe previste delle aree in cui si potrebbe formare la nebbia. Un esempio di questa produzione (il modello è lo SKIRON) è rappresentata dalla figura accanto, elaborata dall'Università di Atene per l'area mediterranea, in cui, tuttavia, ritengo sia raffigurata soltanto nebbia da evaporazione (cioè, quella che si forma sul mare o sui laghi quando l'acqua è più calda dell'aria sovrastante).

NOTE:

(1) Alcune tecniche sperimentali di previsione dell'ora di formazione di eventuali nebbie da irraggiamento includono la determinazione delle proprietà termiche del terreno, esaminate statisticamente in termini di conducibilità interna del suolo. Si veda, ad esempio: LONGHETTO, A., PAGLIARI, M., - Studio sulla previsione della temperatura minima notturna a Trino Vercellese, Riv.Met.Aer., v.30, n.1, Roma, 1970.

Questa pagina è stata realizzata da Vittorio Villasmunta

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