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Avversità del vigneto: la grandine

Chicchi di grandine Chicchi di grandine
La grandine è un fenomeno associato ai temporali che può variare nel tempo e nello spazio. La cella temporalesca in cui si forma la grandine è una struttura meteorologica bizzarra e difficilmente prevedibile per la quale non è possibile dire a priori se, dove e quando grandinerà, ma solo ipotizzare l'esistenza di condizioni favorevoli al verificarsi del fenomeno.
La previsione a brevissima scadenza (1-4 ore), detta nowcasting, è in grado di fornirci qualche informazione in più grazie alle immagini dei radar meteo, che tuttavia, consentono una previsione dell'ordine di poche decine di minuti (cristalli di ghiaccio nella sommità della nube già in formazione per essere scoperti dagli echi radar), e  quindi  difficilmente utilizzabile a fini pratici (problemi nella diffusione rapida delle informazioni e impossibilità di attuare eventuali contromisure in tempo utile). Pertanto non ci sono modelli matematici in grado di fornire una previsione mirata per la grandine e dai quotidiani o dai vari bollettini presenti in internet si può solo essere attenti alle situazioni propizie ad elevata attività temporalesca, nelle quali la probabilità di formazione di grandine è la maggiore. Diversa la previsione statistica dell'incidenza del fenomeno a scala geografica (frequenza e intensità), teoricamente fattibile, in pratica non applicabile. Le osservazioni della grandine risultano infatti generalmente frammentarie, irregolari e incomplete. Solo poche regioni, come l'Emilia Romagna, il Friuli e Trentino, da qualche anno si sono dotate di reti di "hailpads", pannelli di poliuretano che colpiti dalla grandine consentono una misura quantitativa del fenomeno (numero e dimensioni dei chicchi). Insomma, si spendono un sacco di soldi per pagare i danni, per attrezzare le colture con metodi di difesa passiva e in qualche caso addirittura attiva (cannoni e simili - ormai palesemente rifiutati dalla scienza ufficiale come del tutto inefficaci), e non si investe una modesta parte di queste risorse nell'attività più utile e facilmente attuabile: l'osservazione e la conoscenza di base del fenomeno grandinigeno con un programma omogeneo su base nazionale.

Dinamica della grandine

Dinamica della grandineLa grandine si forma solo nel cumulonembo ad incudine (Cb capillatus incus), nube temporalesca in cui una gran quantità di acqua liquida si trova a temperature negative: si tratta di goccioline sopraffuse (liquide pur in ambiente sottozero) poichè soltanto a meno -40°C il ghiacciamento avviene in ogni caso. Inoltre particelle come il sale marino o il pulviscolo atmosferico sono in grado di dar luogo a cristalli di ghiaccio, che trasportati verso l'alto dai forti updrafts vanno a costituire la parte superiore della nube: questi sono gli embrioni sui quali si svilupperà il chicco di grandine. Nel cumulonembo coesistono quindi cristalli di ghiaccio (parte alta) e goccioline sopraffuse, che sono più abbondanti nella zona intermedia: la concentrazione di vapor d'acqua in equilibrio con le goccioline sopraffuse è maggiore di quella in equilibrio con i cristalli di ghiaccio, per cui le molecole del vapor d'acqua si depositeranno sul cristallo di ghiaccio mediante sublimazione, mentre le goccioline presenti evaporeranno per cercare di ristabilire l'equilibrio: ciò avviene nella parte alta della nube.

Una volta ingrossatosi il cristallo cade all'interno della nube più velocemente delle goccioline sopraffuse e nel suo percorso discendente le catturerà provocandone l'istantaneo ghiacciamento al contatto per cui l'adesione di goccioline sopraffuse sul chicco (o embrione) comincerà solamente quando questo scende nella parte intermedia della nube dove la concentrazione di goccioline è massima. A questo punto un nuovo meccanismo entra a far parte della fase di crescita: quando le goccioline sopraffuse si attaccano al cristallo cedono ad esso una parte del calore latente di solidificazione; infatti nel passaggio da acqua a ghiaccio si libera calore. L'embrione perciò si riscalda e può arrivare a temperature prossima a 0°C, mentre nell'ambiente circostante essa è fortemente negativa (-15°C/-20°C); questa è la crescita secca. Poichè ora l'embrione di ghiaccio ha temperatura prossima a 0°C, le goccioline sopraffuse ghiacciano parzialmente e una certa quantità d'acqua viene reimmessa nell'ambiente: è la crescita bagnata.

Come si forma la grandineLe fortissime correnti ascendenti (updraft) anche oltre i 100km/h, e discendenti (downdraft) proprie del Cb fanno sì che l'embrione compia molte salite e discese all'interno della nube: tale fenomeno assume particolare rilevanza nel caso in cui il temporale assuma una struttura ad asse obliquo per la presenza di forti venti in quota, magari associati ad una corrente a getto o a situazioni frontali. Cumulonembi ad asse obliquo che superino i 9-10.000 m di altezza sono una garanzia di forti grandinate, anche se grandine di piccole-medie dimensioni può cadere anche da Cb ad asse verticale purchè salgano a quote interessanti.

I piccoli chicchi di grandine che si sono formati nella parte medio-alta della nube verranno trasportati molto avanti dai forti venti andando ad accumularsi nella parte anteriore del sistema; una volta che essi saranno divenuti sufficientemente pesanti cominceranno per gravità a scendere verso il basso, ma così facendo entreranno nella zona in cui le correnti ascendenti sono molto forti. Infatti nella normale cella temporalesca (non supercella) abbiamo la corrente ascensionale davanti ad essa rispetto alla propria traiettoria con aria calda (updraft) che risale verso l'interno della cella stessa, mentre la corrente discendente (downdraft) è nella parte centrale e posteriore della cella, associata alle intense precipitazioni. Ebbene i chicchi saranno riportati dalla corrente ascendente verso la parte medio-alta della nube e, spinti nuovamente avanti dalle forti correnti in quota, cominceranno a ricadere fin sotto la linea di congelamento dell’acqua, venendo ripresi dalla corrente ascensionale e così via. Se le condizioni favorevoli sussistono (cella ad asse obliquo con intensi moti verticali indotti dal notevole gradiente termico verticale(windshear positivo) i chicchi possono compiere diversi cicli come quello prima descritto, ingrossandosi a più riprese per la cattura di goccioline sopraffuse.

Questi processi evolutivi determinano una struttura sezionale a "cipolla" a strati con ghiaccio opaco (bianco, anche perchè vengono conglobate molecole d'aria nella rapida solidificazione) in crescita secca e ghiaccio trasparente in crescita bagnata (perchè il ghiacciamento è più lento a causa del calore latente, quindi la gocciolina permane liquida per qualchChicchi di grandine di 4 cm di diametro con evidente struttura a "cipolla" Foto (28 giugno 2002)e tempo): ogni strato rappresenta un nuovo viaggio verso la parte alta della nube. Generalmente (ma non è una regola) più bassa è la temperatura dell'aria alle varie quote più il chicco è bianco e non lucido, come invece avviene quando le temperature sono più elevate (soprattutto alle quote medie): questo dipende dal fatto che il chicco in fase di accrescimento viene rifornito maggiormente di cristalli di ghiaccio (che, come detto, lo rendono bianco ed opaco) quando l'aria è più fredda, mentre in condizioni di temperature maggiori prevale l'accrescimento causato da acqua sopraffusa che lo rende lucido e trasparente. La permanenza dei chicchi in seno al Cb varia da 30 a 45 minuti (e anche più) e gli updrafts possono superare abbondantemente i 100 km/h: in tal caso saranno possibili chicchi aventi un diametro superiore a 5-6 cm.
 
Chicchi di grandine di 4 cm di diametro con evidente struttura a "cipolla" Foto (28 giugno 2002)Naturalmente più intense saranno le correnti ascendenti maggiori saranno le dimensioni che i chicchi potranno raggiungere: l'intensità degli updrafts può essere desunta dalla quota che raggiunge la sommità della nube temporalesca. Cumulonembi che raggiungono la tropopausa sono potenzialmente molto pericolosi: occhio alle overshooting top! Chicchi dotati di lobi o punte indicano forti updrafts contenenti molte goccioline sopraffuse: esse, a causa dell'elevata velocità di ascesa, non fanno in tempo ad unirsi per formare gocce più grosse e quindi si depositeranno sui lobi, ingrandendoli.
 
L'unico fattore che può interrompere il processo di "sali-scendi" è determinato dal fatto che i chicchi di grandine divengano talmente pesanti da non poter essere più riportati in alta quota dalla corrente ascensionale, con inevitabile caduta al suolo.

I chicchi in caduta vengono radunati e si organizzano lungo fasce che seguono i massimi di intensità dei downdrafts che accompagnano la precipitazione. Siccome l'intensità dei downdrafts non è regolare ma pulsante (raffiche), la maggior quantità di chicchi seguirà le più intense raffiche di vento, colpendo fasce relativamente ristrette ed irregolarmente distribuite. Accade la stessa cosa per la pioggia: durante i temporali si hanno diversi apporti pluviometrici in aree anche vicinissime tra di loro.

La formazione della grandine dal vivoPoichè correnti ascendenti fortissime presuppongono correnti discendenti altrettanto forti nell'area delle precipitazioni (dinamica + gravità), l'insorgere di violente raffiche di vento all'arrivo del temporale (outflow) è di cattivo auspicio ed è probabile il verificarsi della grandine, specie nella prima fase delle precipitazioni perchè i chicchi sono più pesanti e cadono per primi. Invece la comparsa di grandine nella parte posteriore del temporale è dovuta al fatto che mentre esso transitava sopra di noi non era ancora nello stadio di massima intensità, che verrà raggiunto poco dopo: tuttavia i downdrafts che lo caratterizzano, divergendo nei bassi strati, possono portare raffiche di grandine anche dove il corpo principale della cella è già transitato, e cioè nella parte posteriore. Oppure può essersi formata una nuova e molto intensa giovane cella nelle immediate adiacenze della principale con caduta di grandine. La direzione del vento al suolo ci dirà quale delle due eventualità si è prospettata: se il vento proverrà da direzione opposta rispetto al moto del temporale (outflow della cella ormai matura) ci troveremo di fronte ad intensificazione della cella appena passata; se invece il vento proviene all'incirca dalla stessa direzione di moto della cella transitata (inflow della nuova cella) allora con ogni probabilità si sarà formata una nuova ed intensa cella.

In ultima analisi, la comparsa di torri cumuliformi sulla parte posteriore del temporale indica chiaramente la tendenza a "figliazione" di nuove celle dietro allo stesso per sollevamento di aria più calda determinata dai downdrafts in discesa dalla nube che dilagano verso l'esterno (outflow-gust front). La figliazione di nuove celle può produrre sistemi praticamente "attaccati" alla cella principale, dando l'impressione di rinvigorimento del temporale stesso; del resto col termine "temporale" non si indica necessariamente un Cb solo ma anche la presenza di sistemi multicellari su una determinata area geografica.

Grandine notturna

La grandine notturnaLa grandine è certamente più rara di notte, sebbene sia più esatto dire che lo è nella seconda parte della notte, verso l'alba e le prime ore del mattino. Una ricerca compiuta nella bassa pianura ravennate dal 1970 ad oggi ha dimostrato che la fascia oraria meno a rischio è quella che va dalle 04,00 alle 8,00, mentre le più a rischio sono quella dalle 16,00 alle 19,00 con un secondo picco dalle 22,00 alle 00,00. Alla base di tutto ciò vi è certamente il fatto che nella fascia oraria 04,00-08,00 si hanno normalmente i più bassi valori termici giornalieri che ovviamente si traducono in un minore gradiente termico verticale. Nella prima parte della notte però le temperature possono essere ancora alquanto alte con tassi igrometrici generalmente elevati: in tal caso la formazione di celle grandinigene può avvenire tranquillamente, specie se ad innesco frontale.

Inoltre, mentre nel pomeriggio i temporali grandinigeni provengono generalmente dai quadranti occidentali o nordoccidentali, di notte hanno di solito provenienza nordorientale (fronti freddi o dry-lines che interessando i Balcani "strisciano" sull'Adriatico). I temporali che di notte si formano in mare sono spesso grandinigeni: alte percentuali di sale marino che costituiscono la massa d'aria in ascesa sono ottimi nucleatori di embrioni di grandine e se le correnti guida sono nordorientali tali celle possono interessare l'entroterra con eventi talvolta molto vistosi. Quindi si è più al sicuro nella seconda parte della notte ed intorno all'alba; molto meno nella prima parte.

Bibliografia

BATTAN L.J. - 1969 - Harvesting the clouds. Doubleday & C., New York, P.17.
AMS-American Meteorological Society Bullettin, March 1981-"History repeated: the forgotten hail cannons of Europe"
RIVISTA DI METEOROLOGIA, CLIMA E GHIACCIAI www.nimbus.it
Parte didattica tratta da fenomenitemporaleschi.it

Ultima modifica ilDomenica, 29 Agosto 2010 16:51

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