Il temporale
Il
temporale è una perturbazione locale, di breve durata, accompagnata da
lampi e tuoni, forti raffiche di vento, rovesci di pioggia o di neve e
spesso di grandine.
È
uno dei fenomeni più pericolosi per il volo perché ad esso sono
associati formazioni di ghiaccio, forte turbolenze, fulmini, variazioni di
pressione ecc.
Possono
essere divisi in due categorie:
-
Temporali frontali;
-
Temporali di masse d’aria.
I
temporali frontali sono generati dal sollevamento di masse d’aria lungo
le superfici frontali.
Questi
a loro volta possono essere classificati in:
-
Temporali
di fronte freddo: sono i più
violenti, generati dall’aria fredda
che incuneandosi sotto l’aria calda la solleva bruscamente innescando il
moto convettivo che porterà alla formazione della nube temporalesca.
-
Temporali di fronte caldo :si
sviluppano all’interno del sistema nuvoloso stratiforme caratteristico
del fronte caldo quando vi è instabilità. Generalmente si sviluppano a
quote superiori ai precedenti.
-
Temporali prefrontali: sono
estremamente violenti e generalmente sono presenti nel settore caldo di
cicloni attivi, precedendo di circa 100 km i fronti freddi particolarmente
vigorosi. Formano la così detta linea di groppi.
I
temporali di massa d’aria
si originano all’interno di masse d’aria omogenee in presenza di
condizioni di instabilità atmosferica sono generalmente associati a
singoli cumulonembi ben visibili anche da lontano.
Possono
essere suddivisi in :
Temporali
termoconvettivi: sono
i più comuni e trovano la loro origine nei moti termoconvettivi che, in
presenza di un adeguato contenuto di vapore, danno luogo allo sviluppo
della nube temporalesca. Questi temporali hanno carattere prettamente
locale.
Temporali
orografici: sono
generati da un iniziale sollevamento forzato della massa d’aria
costretta a scorrere lungo il pendio del rilievo. La loro loca
localizzazione è lungo le catene montuose dove danno luogo a forti
precipitazioni e severa turbolenza.
Temporali
di avvezione convergenti: generati
dalla convergenza di masse d’aria, sono generalmente localizzati nel
settore caldo di un ciclone.
Un
temporale si sviluppa solo se si ha la concomitanza delle seguenti
condizioni:
-
l’aria
risulta instabile;
-
presenza
di una azione di sollevamento;
-
l’aria
ha un adeguato contenuto di vapore al suo interno.
Il
temporale è costituito da un’insieme di cellule temporalesche il cui
diametro non supera i 10 km ciascuna delle quali ha un proprio ciclo di
vita le cui fasi possono essere così riassunte:
-
Fase
di cumulo (o di formazione):per
la presenza di forti correnti ascensionali (10-15m/sec) un cumulo si
trasforma in cumulonembo che assume la caratteristica forma “a
cavolfiore”.
Le
intense correnti ascensionali mantengono in sospensione, all’interno
della nube, le gocce di acqua ed i cristalli di ghiaccio che si sono
formati. In questa fase sono presenti solo moti ascensionali che in circa
10-15 minuti fanno raggiungere alla sommità della nube la quota di 7-9km.
Le goccioline di acqua in sospensione aumentano sempre di più le loro
dimensioni fino a quando il loro peso supera la spinta verso l’alto
della corrente ascendente e cominciano a precipitare dando luogo alla
seconda fase.
-
Fase
di pioggia(o di massimo sviluppo):
le goccioline di acqua cadendo danno luogo a correnti discensionali fredde
che colpiscono il suolo e divergono. Le precipitazioni relative sono a
carattere di rovescio accompagnate da lampi, tuoni e a volte grandine se
il temporale è particolarmente intenso.
Nella
parte iniziale di questa fase sia le precipitazioni che le correnti
discensionali interessano la parte bassa e centrale della nube e
gradualmente si estendono a tutta la nube eliminando i moti ascensionali.
Le correnti ascendenti raggiungono valori dell’ordine di 30m/sec. La
durata di questa fase è mediamente di 30minuti e la nube raggiunge fino a
12km di altezze.
-
Fase
di dissolvimento:
in questa fase sono presenti solo moti ascendenti che trasportavano aria
calda e umida verso la nube stessa, si dissolve a cominciare dalla parte
superiore che tende a mescolarsi con l’aria circostante facendole
assumere la classica forma ad “incudine” dai contorni sfilacciati. Le
precipitazioni perdono il carattere di rovescio e la temperatura della
nube tende ad assumere lo stesso valore dell’aria circostante.
Le
cellule temporalesche si presentano in successione; se c’è aria calda e
umida nei bassi strati ogni nuova cellula si presenta davanti alla prima e
si sviluppa quando quest’ultima è nella fase di pioggia. Lo sviluppo
della nuova cellula temporalesca è innescato dall’aria fredda
discendente della cellula già attiva. Questa corrente d’aria fredda si
incunea sotto l’aria calda sollevandola e innescando il processo
temporalesco. Le cellule temporalesche sono localizzate lungo la direzione
del vento e la linea ideale lungo la quale si sviluppano è detta linea
temporalesca.
Tra
i pericoli per il volo legati al temporale non bisogna sottovalutare
quello legato alla variazione di pressione. L’arrivo del temporale è
preannunciato da una rapida diminuzione di pressione, seguita da un
aumento in corrispondenza della prima raffica e quindi all’inizio dei
rovesci, a cui fa seguito un graduale ritorno alla normalità quando il
temporale si sposta e le piogge cessano. Queste variazioni di pressioni
avvengono molto rapidamente (anche in soli 15 minuti) e possono causare un
errore rilevante nell’indicazione dell’altitudine fornita
dall’altimetro.
La Turbolenza
Le
correnti ascendenti nelle nubi temporalesche, e soprattutto nei temporali
di fronte freddo, possono raggiungere una velocità molto alta, superiore
a 30m/s (6000ft/min).
Naturalmente
queste ascendenze sono accompagnate da vortici e sono compensate da
correnti discendenti altrettanto intense. Un aereo che vola in una nube
temporalesca è quindi assoggettato ad accelerazioni verticali
estremamente forti, che lo possono sottoporre a sollecitazioni molto
pericolose. L’entrata di un aereo in una forte ascendenza produce il
medesimo effetto di una brusca “richiamata”. Un aereo che vola
orizzontalmente ad una velocità V, in una zona non perturbata da
movimenti ascendenti o discendenti, e che in seguito entra in una forte
ascendenza, in effetti non è accelerato istantaneamente verso l’alto.
Ciò che ne risulta è un improvviso aumento dell’angolo di attacco
delle ali, che passa da un valore minore ad uno maggiore aumentandone
bruscamente il coefficiente di portanza Cp. Ne può anche derivare un
distacco dei filetti dell’aria sull’ala.
Questo
effetto è ancora peggiore quando l’aereo passa da una discendenza ad
un’ascendenza o viceversa. In realtà tra le zone di discendenza e di
ascendenza esistono sempre delle zone di transizione. Per esempio, una
zona di ascendenza ha sul suo contorno una velocità ascensionale molto
inferiore a quella che esiste nel centro. Ne risulta che un aereo lento
sarà accelerato verso l’alto abbastanza gradualmente, mentre un aereo
veloce ne riceverà un autentico urto, dato che attraversa la zona di
transizione in un tempo molto più breve. Gli aerei veloci, per motivi di
sicurezza, devono quindi ridurre la velocità di crociera nelle zone molto
turbolente.
La
turbolenza rende estremamente difficile, se non impossibile, il pilotaggio
strumentale nei temporali.
Dopo
le recenti ricerche su questo argomento, è risultato errato considerare
l’ascendenza nei cumulonembi come una colonna d’aria del tutto
regolare. Si tratta piuttosto di una serie di grosse bolle d’aria calda
ascendenti, tra le quali l’atmosfera è perturbata da moti vorticosi e
da zone di discendenza. Questi movimenti si manifestano visivamente con
una specie di “ribollimento” caratteristico dei contorni della nube.
Alle medie altitudini il pericolo della turbolenza è più alto tra i 4000
e i 6000 mt. Al di sotto dei 2000 mt e al di sopra degli 8000 mt
l’intensità della turbolenza è ridotta a circa la metà.
La
turbolenza può essere forte anche all’esterno delle nubi temporalesche.
È quindi raccomandabile di non avvicinarsi troppo.
La
turbolenza è altresì molto forte
sotto la nube a causa dell’alternarsi delle correnti ascendenti e
discendenti.
Precipitazioni
I
cumulonembi oltrepassano la superficie dell’isoterma di zero gradi, e
quindi contengono delle gocce d’acqua in sopraffusione. Come abbiamo già
visto, l’acqua si è cristallizzata nella parte superiore della
nube(incudine).I piccoli cristalli di ghiaccio che si trovano ancora in
presenza di goccioline d’acqua non tardano a crescere rapidamente a
spese di queste goccioline(perché la tensione di vapore dell’acqua è
superiore a quella del ghiaccio).Diventando più pesanti tendono a
scendere a un livello più basso, ma vengono a trovarsi in una corrente
ascendente molto forte, restano per molto tempo sospesi all’interno
della nube e possono diventare abbastanza grandi, formando dei chicchi
di grandine .Quelli che cadono prima di aver raggiunto grandi
dimensioni possono benissimo fondere dopo aver attraversato l’isoterma
zero ed arrivare al suolo sotto forma di pioggia. Invece quelli che hanno
potuto rimanere molto tempo in sospensione nella nube, possono cadere
sotto forma di grandine. La probabilità di formazione della grandine sono
tanto più alte quanto più è forte
l’instabilità termica dell’atmosfera e quindi le correnti ascendenti.
Le
dimensione dei chicchi di grandine possono essere notevoli, sino alla
grossezza di un pugno. Quando un aereo vola velocemente attraverso una
zona di grandine, può subire danni molto rilevanti. Alcuni grossi
aeromobili hanno avuto spezzati i vetri della cabina di pilotaggio, il
muso della fusoliera e le
carenature dei motori “martellate” in modo tale che è stato
necessario sostituirli.
Tra
272 casi di danni provocati dalla grandine sugli aerei, rilevati dalla
USA-Air Force tra il 1951 e il 1959, il 46% si è verificato a quote
superiori ai 6000 mt, tra le quali la più alta era di 13.500mt.Tuttavia
furono notate due zone ove i danni si manifestarono con particolare
frequenza, ma tra 1200 e 3600 mt, l’altra tra 5.800 e 9.500 mt. Sono
stati talvolta osservati dei grossi chicchi di grandine persino al di
sopra dei 6.000 mt, per esempio del diametro di 12 cm a 9.000 mt, di 10 cm
a 9.500 e 7,5 a 11.300. negli USA la grandine è più frequente in
maggio (in Europa, arco alpino, giugno e luglio), con una probabilità dell’
8 % in rapporto al numero dei temporali osservati in un dato periodo.
Le
precipitazioni si riscontrano soprattutto nelle zone di correnti
discendenti. Proprio per questo motivo, quando si vola al di
sotto delle nubi bisogna evitare di attraversare le zone di
precipitazione. Inoltre, quando si tratta di rovesci forti, la visibilità
è molto ridotta.
