Nimbologia

Nubi accessorie: didattica e bellissime immagini

In questo editoriale apriremo una bella parentesi didattica sulle nubi accessorie e la loro classificazione. Inizieremo parlando del Lowering. Il Lowering è una piccola protuberanza nuvolosa avente il diametro compreso tra 0,5 e 2 chilometri che esce dalla base di un cumulonembo in corrispondenza dell’updraft principale. Il Lowering si forma perché l'aria più fresca e più umida (contributo di umidità fornito dai rovesci già in atto) risucchiata dall'updraft condensa ad una quota inferiore rispetto alla base del cumulonembo in quanto la temperatura di saturazione (Dewpoint più elevato), nell’area occupata dal Lowering, viene raggiunta prima ed in conseguenza ad una quota più bassa. La formazione di un Lowering non presuppone l'esistenza di un outflow rotante (mesociclone) responsabile dello sviluppo di un Wall Cloud. La formazione di un Lowering necessita di una di queste due condizioni:
1) risucchio di parte dell'inflow causato di un intenso updraft.
2) intensi rovesci di pioggia nel temporale per umidificare l'aria nei bassi strati. Infatti celle temporalesche che producono rovesci di pioggia di scarsa consistenza quasi mai producono Lowering.

Ogni piccolo cambiamento nella forza dell'updraft e nell'equilibrio fra inflow e outflow è manifestato direttamente dalla formazione di questa piccola e caratteristica nube. Il cambiamento di dimensioni e forma del Lowering è pressochè infinito ma in base alla sua conformazione si può affermare quanto segue:
·         Lowering irregolare significa che l'aria calda (inflow) e l'aria fresca (outflow) si stanno mescolando in maniera irregolare
·         Lowering aderente alla base del Cumulonembo e più completo significa che l'updraft è forte, concentrato e strutturalmente più compatto
·         Lowering circolare indica che l'aria umida ha avvolto l'updraft quindi esiste rotazione
·         Lowering incompleti, inclinati, allungati o frammentati denotano deboli updrafts
·         Lowering molto bassi, grossi, larghi o circolari vanno tenuti sotto controllo (possibile Wall Cloud)
Una forma incompleta o asimmetrica del Lowering evidenzia un updraft abbastanza debole e l’impossibilità che la nube evolva in qualcosa di pericoloso.

Al contrario quando un Lowering diventa completo e circolare prende il nome di Wall Cloud. Teniamo comunque presente che non tutti i Lowering bassi e scuri rappresentano un pericolo, come ad esempio quelli che si formano sul bordo avanzante di un temporale che non potrà mai trasformarsi in una Wall Cloud tuoni e fulmini sono buoni indicatori, di come potrebbe evolvere la situazione, se combinati con altre osservazioni.

Una cella temporalesca in fase di crescita avrà la maggior parte dei fulmini davanti all'updraft principale con scariche multiple e improvvisi incrementi nell'intensità. Una situazione potenzialmente a rischio si realizza quando fulmini intensi si abbattono a terra in assenza di precipitazioni e con la presenza di un Lowering nelle immediate vicinanze associato a calma di vento a livello del suolo. Questa situazione presenta un potenziale pericolo dato da un esplosivo updraft che potrebbe dar vita ad un tornado.

Wall Cloud
La Wall Cloud (tradotto letteralmente nube a muro) è una protuberanza nuvolosa che esce dalla base di un cumulonembo che nasce per il fatto che la corrente discendente all'interno del cumulonembo (dowdraft), invece di abbattersi al suolo dietro al temporale come outflow, viene richiamata all’interno della nube temporalesca da un movimento rotatorio indotto dal mesociclone interno alla supercella. Parte di quest'aria fredda si infiltra nella corrente ascendente calda (updraft) ed avvolgendosi a spirale intorno ad essa viene spinta nuovamente verso l'alto. Poichè il punto di rugiada di una massa di aria fredda si trova ad una quota inferiore rispetto a quello di una massa di aria più calda, l'aria fredda infiltrata condenserà ad una quota altimetrica inferiore formando una Wall Cloud alla base del Cumulonembo. Indicativamente l'aria fredda viene prelevata da un'altezza di circa 100 metri ma tuttavia non è da escludere che la Wall Cloud si possa formare anche al livello del suolo.

Questo tipo di nube si origina esclusivamente in presenza di una supercella temporalesca in quanto in assenza di un mesociclone non è possibile la formazione di una Wall Cloud. La Wall Cloud ha un diametro che può variare ed essere compreso fra 1,5 a 8 chilometri e si forma in corrispondenza dell'updraft e cioè a sud o sud ovest rispetto all'area colpita dalle precipitazioni. La Wall Cloud non si forma mai sul bordo avanzante della supercella temporalesca e per il suo sviluppo occorrono meno di 10 minuti.
Nel primo stadio di formazione sotto la rain free base (base del cumulonembo dove non ci sono precipitazioni) non compare nessun tipo di nube.

Successivamente ed improvvisamente si formano a mezz’aria grossi ciuffi di nubi più basse rispetto alla rain free base. Nel secondo stadio di formazione si creano altri fractus che salendo si uniscono alla base del cumulonembo andando a costituire un Lowering che consolidandosi e prendendo una forma circolare potrà iniziare a ruotare trasformandosi in una Wall Cloud. La Wall Cloud è l’estremità inferiore di un mesociclone dalla quale può formarsi e scendere fino al livello del suolo un tornado o tromba d’aria, sempre che la Wall Cloud sia rotante.

La velocità di rotazione di una Wall Cloud wall dipende in generale dalla sua larghezza e dalla sua quota, ma mediamente ogni rotazione impiega un paio di minuti.
Se prendiamo come esempio una wall cluod del diametro di 2 chilometri e ne calcoliamo la circonferenza 6,28 chilometri abbiamo che in un minuto vengono percorsi 3 chilometri abbondanti che corrispondono ad una velocità del vento all’esterno della Wall Cloud pari a circa 180 Km/h.
Le caratteristiche di una Wall Cloud tornadica sono le seguenti:
1. vita media superiore ai 10 minuti indipendentemente dalla sua forma che potrebbe mutare.
2. rotazione persistente, lenta ma evidente; se la Wall Cloud dovesse ruotare velocemente significa che un tornado è in fase di formazione.
3. inflow al livello del suolo da Sud, Sud Est o Est con velocità superiori ai 20 nodi (35-40 chilometri orari).
4. rapido movimento ascensionale dei fractus che entrano nella rain free base.
5. presenza della Tail Cloud sul lato della Wall Cloud adiacente al settore dei downdrafts.
6. presenza di bande laminari (indice di updraft rotante, ovvero del mesociclone) nel punto d'unione tra la Wall Cloud e la rain free base.

Tail Cloud
La Tail Cloud è una nube con la caratteristica forma a coda che si presenta come un prolungamento di una Wall Cloud. La Tail Cloud rappresenta la traiettoria che l'aria fredda compie per portarsi dall’area delle precipitazioni piovose alla Wall Cloud attraverso la quale entra nel mesociclone. Normalmente nelle supercelle le precipitazioni si trovano sempre a Nord o Nord Est rispetto all'area delle correnti ascensionali e quindi ne deriva che la Tail Cloud si estenderà in quella direzione. La Wall Cloud assieme alla Tail Cloud indicano l'estensione verso terra del mesociclone.

Inflow Tail
I meccanismi che innescano la formazione di questa nube sono similari a quelli che portano alla nascita della Wall Cloud e cioè quando nella zona di convergenza fra l’updraft (corrente ascensionale all’interno della cella temporalesca) e l’outflow (corrente discensionale esterna alla nube temporalesca) si forma una struttura nuvolosa organizzata, la Inflow Tail appunto, di dimensioni molto variabili, a forma di coda e che si estende verso il basso sotto la base del sistema indicando, teoricamente, la zona dalla quale si svilupperà una nuova torre temporalesca.

La formazione di una nube a coda alla base di un sistema temporalesco indica sempre che la situazione che si sta creando è potenzialmente pericolosa e favorevole alla formazione di un tornado che, nel caso in cui dovesse accadere, si svilupperebbe sulla destra dell'Inflow Tail ad una distanza molto variabile che va dal quasi contatto a qualche centinaio di metri verso destra (guardando frontalmente la nube il moto dei venti va da sinistra a destra).

Shelf Cloud
La Shelf Cloud (nube a mensola) è una nube bassa, lunga, a volte arcuata, orizzontale o a forma di cuneo associata a un gust front temporalesco e raramente al transito di fronte freddo che non provoca però temporali. Questa nube viene anche chiamata disco supercellulare quando si forma sul bordo avanzante (lato orientale) alla base di una supercella. Una Shelf Cloud  si forma quando l’aria calda ed umida, presente al suolo o nei bassi strati, viene sollevata dal transito del gust front (outflow) fino alla quota di condensazione dove prende corpo questa "mensola nuvolosa" a volte spettacolare ma anche paurosa a causa delle enormi dimensioni, della sua vicinanza al suolo e del colore molto scuro.

Il bordo avanzante (guardando verso Ovest) della Shelf Cloud ha le pareti generalmente lisce, striature con la forma di solchi alla base del Cumulonembo e disposti parallelamente rispetto alla direzione del movimento della cella temporalesca. Le striature con la forma di solchi sono causate: dalla differenza di umidità presente nei vari strati, dell’aria ascendente e dalla convergenza delle correnti che si trovano sul lato anteriore avanzante della cella temporalesca.

Il lato inferiore della Shelf Cloud è in contatto con le precipitazioni ed appare molto turbolento, incavato verso l'alto, nero e di aspetto stracciato (fractocumuli).
La Shelf Cloud può dare origini a precipitazioni piovose intense ed in alcuni casi originare deboli tornado anche se non è provvista di movimenti rotatori in quanto avanza sotto la spinta dell'outflow ma senza ruotare.

Una rotazione è presente solo dalla base della  supercella a tutto il cumulonembo esclusa l'incudine che invece ha solo un movimento di espansione. La rotazione della supercella temporalesca crea delle striature o dei solchi nella Shelf Cloud ma non la fa ruotare in quanto quest’ultima non è ancorata alla base del cumulonembo ma lo precede di pochissimo. La base della Shelf Cloud, nella sua parte posteriore, può essere provvista di formazioni nuvolose molto turbolente e spettacolari che prendono il nome di Whale's Mouth.

Roll Cloud
La Roll Cloud (nube a rullo) è una nube bassa, a volte con forma arcuata, sempre disposta orizzontalmente, molto lunga e con forma tubolare, relativamente rara e completamente staccata dalla base del temporale. Il suo transito infatti può provocare solamente un rinforzo del vento mentre la cella temporalesca vera e propria, con le sue precipitazioni, si trova ancora lontano. La Roll Cloud è associata al Gust Front di un temporale od ad una Squall Line di un fronte freddo ma a differenza delle nubi descritte in precedenza non origina mai tornado.
La Roll Cloud può rappresentare l’evoluzione di una Shelf Cloud che allontanandosi eccessivamente dall’area delle precipitazioni tende ad assotigliarsi staccandosi dalla base della cella temporalesca. L'autentica genesi di una Roll Cloud presuppone la vicinanza tra l’updraft e il downdraft dove l'aria calda ed umida dell'updraft si raffredda e condensa mescolandosi l'aria più fredda del downdraft. In presenza di Wind Shear si ha un cambiamento della velocità o della direzione del vento che può causare una rotazione orizzontale lungo la linea di convergenza fra l’updraft ed il downdraft materializzando così una Roll Cloud.

In assenza di Wind Shear, invece, questa rotazione non si sviluppa ed ecco che potrebbe formarsi una Shelf Cloud. La quota a cui una Roll Cloud si forma dipende dalla natura del fenomeno che l’ha generata e nello specifico si ha che: la base è molto bassa se la Roll Cloud è stata generata da un temporale pre-frontale o dal transito di una goccia fredda in quanto nei bassi strati ed in prossimità del suolo è presente una gran quantità di vapore acqueo la base è relativamente alta se la Roll Cloud è stata generata da un temporale da occlusione fredda in quanto l’aria calda ed umida si trova a quote intermedie durante la fase occlusiva iniziale ed a quote piuttosto alte quando l’occlusione è in una fase avanzata. La direzione del suo spostamento in genere segue quella del fenomeno che l’ha generata.

Funnel Cloud
Il funnel cloud è una colonna d'aria in rotazione, osservabile come una nube ad imbuto (chiamata anche proboscide), che scende dalla base di un cumulonembo ma non arriva in contatto con il terreno. Il fatto che la sua parte visibile si poco estesa non significa che il vortice d'aria non è in contatto con il terreno. La funnel cloud è la manifestazione visibile di un tornado che si forma quando l'umidità dell'aria nei bassi strati è molto alta tale da permettere lo sviluppo della nube ad imbuto. Se al contrario l'aria nei bassi strati non è molto umida la nube ad imbuto non si formerà ma il vortice di aria sarà ugualmente attivo anche se invisibile.

L'opinione comune secondo cui il cono della Funnel cloud è costituito da polvere sollevata da terra non rispecchia la realtà, in quanto si tratta di una nube a tutti gli effetti formata da goccioline d'acqua. L'aria calda e umida viene risucchiata nella parte inferiore del vortice e, dato che all'interno della tromba d'aria la pressione è molto bassa, si espande. Questa espansione ne provoca il raffreddamento e quindi la condensazione che libera calore latente contribuendo al mantenimento del vuoto parziale all'interno della tromba. Questo ciclo continuamente attivo durante la vita di un tornado dà luogo a un processo di condensazione violento e tumultuoso.

Dopo questa lunga spiegazione direi di lasciare spazio alle spettacolari immagini delle nubi accessorie con prevalenza negli scatti della Shelf Cloud.

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