Esame
radiosondaggio Udine Campoformido
a cura di Andrea Toffaletti
Un'analisi termodinamica del profilo verticale della troposfera è sempre interessante per comprendere le condizioni predisponenti l'insorgenza di acuta fenomenologia temporalesca.
Analizzando gli strati atmosferici (layer) osserviamo che la colonna d'aria si presenta instabile in prossimità del suolo per via dell'aria più calda e umida (notevole gradiente termico verticale) e in parte per il fatto che il vapor acqueo è stato temporaneamente intrappolato sotto uno strato inversionale. Al di sopra di essi, a parte un piccolo strato stabile, la colonna d'aria è "condizionalmente instabile" secondo il grado di umidità presente che, in questo caso, è molto elevato: infatti, oltre il livello di LFC, la condensazione si sviluppa in altitudine fino a quando la particella non ha raggiunto l'Equilibrium Level (EL) ovvero il livello di equilibrio. Zoomando sull'area inerente ai primi layer atmosferici possiamo meglio apprezzare il piccolo strato inversionale compreso tra i 490 e i 650 m.
Diagramma termodinamico suolo-500 hPa
Da notare inoltre la temperatura potenziale equivalente: essa è la temperatura di una particella d'aria a cui viene "tolta" la componente di umidità per facilitare la comparazione dei valori termici di differenti livelli; come si vede nel diagramma termodinamico, essa è molto più alta nei layer inferiori rispetto a quelli superiori, indice di elevata instabilità e di masse d'aria di densità differenti poste in non equilibrio fra loro per il fatto che l'aria in basso è meno densa e quindi più calda di quella posta alla quota superiore; l'instabilità è tanto più forte quanto più elevato è il gradiente verticale del vapore acqueo tra i due strati.
I livelli di LFC (Level of Free Convection) e CCL (Convective Condensation Level) si attestano rispettivamente a 1589 m AGL e 1248 m AGL, valori ottimi per lo sviluppo di elevate torri temporalesche in quanto corrispondono (CCL in particolare) all'altezza della base delle nubi convettive stesse. Combinando tra loro i suddetti livelli ed altri due parametri (lfc-EL e ccl-EL, indici che rappresentano il livello di equilibrio della particella d'aria -sostanzialmente le quote massime di sviluppo delle correnti ascensionali-), rispettivamente 12.213 m AGL e 12.724 m AGL, possiamo stimare l'estensione verticale delle nubi temporalesche in circa 11.000 m: un valore notevolissimo, tipico di forti temporali.
Diagramma termodinamico suolo-100 hPa
Si ricordi che AGL (Above Ground Level) non è l'altezza rispetto al livello del mare ma rispetto all'altezza della stazione; in questo caso essendo Udine a 94 metri sul livello del mare è sufficiente aggiungere 93 m al valore di AGL per trovare il corrispettivo in metri sul livello del mare. La modesta inversione termica situata alla quota di circa 500/700 m, inoltre, potrebbe aver ritardato i processi di libera convezione immagazzinando ulteriore umidità nei bassi strati rendendo esplosivo il successivo sviluppo delle cellule temporalesche nelle ore tardo-pomeridiane come spesso accade in situazioni di questo tipo.
E' un tipico radiosondaggio contraddistinto da forte instabilità convettiva poichè la maggior parte degli indici è assolutamente favorevole allo sviluppo di forti temporali; inoltre il buon shear presente nel settore 0-4 km, combinato ai valori di CAPE (2268 J/Kg), è propizio allo sviluppo di temporali a supercella. Il radiosondaggio evindenzia altresì la presenza di aria molto calda ed umida in bassa troposfera (curva di stato e curva di dew point molto vicine fra loro) e più secca oltre il piano isobarico di 500 hPa per la probabile sovrapposizione di flusso sudoccidentale più secco e fresco su flusso marittimo caldo-umido nei bassi strati.
Comparazione RS Udine Campoformido 12Z e 18Z
Da un esame comparativo dei radiosondaggi di Udine del 28 Agosto 2003 delle ore 12Z con quello delle ore 18Z, ora prossima al violento fenomeno, notiamo importanti modificazioni dei parametri di instabilità. Si osservino innanzitutto le linee del dew point (o temperatura di rugiada): notiamo un notevole incremento dell'umidità relativa in tutta la colonna d'aria, in particolare sotto i 300 hPa; questa modifica dello stato igrometrico è il principale responsabile dell'aumento degli indici di instabilità termodinamica (CAPE in primis). Considerando infatti l'umidità al suolo nel RS delle ore 12Z notiamo come a tale ora il dew point al suolo e nei layer immediatamente superiori, si attesti attorno ai 10/12°C a fronte di una temperatura prossima ai 30°C.
Comparazione radiosondaggio Udine 12Z-18Z
Osservando l'evoluzione delle ore 18Z, notiamo un notevole aumento igrometrico. Conseguentemente i valori di CAPE passano da 0 J/Kg a ben 2268 J/Kg. Tale aumento dei valori di umidità possono essere ascritti all'insorgenza del vento dai quadranti meridionali, ricco d'umidità, proveniente dall'alto versante adriatico. Considerando il RS della temperatura rilevata nella colonna d'aria non si riscontrano grandi scostamenti tra i due RS, a parte una fisiologica diminuzione termica al suolo ed una netta diminuzione della quota della tropopausa per via del maggior peso offerto dall'aria fredda che porta anche ad una diminuzione del "thickness" (spessore atmosferico ovvero altezza della colonna d'aria che sarà tanto minore quanto più fredda è l'aria stessa).
Esame odografico
Parametri principaliVGP = 0.468EHI = 0.5 m^2/s^2BRN = 46BRN Shear = 7 m/ss-rH (0-3 km) = 93s-rH (0-2 km) = 25s-rH (0-1 km) = 24
Dall'esame dell'odografo (0-6 km di quota) si deducono i movimenti della radiosonda nelle coordinate x e z rispetto al punto di partenza della stessa ove x è la coordinata spaziale dell'asse cartesiano mentre z è l'altezza della sonda rispetto al punto di partenza. Nell'odografo z è rappresentata dai punti rossi tracciati sull'odografo ai quali viene assegnata la pressione corrispondente in mb a seconda della quota geopotenziale (dal suolo fino a 500 hpa nel nostro caso); i numeri da 0 a 40 indicati nell'asse delle ascisse e delle ordinate del piano cartesiano indicano la velocità in nodi della radiosonda.
L'esame odografico è fondamentale per stabilire i valori di shear verticale e per dedurre i movimenti orizzontali della particella d'aria. Osservando l'odografo del 28 agosto 2003 notiamo come il movimento medio della radiosonda (identificabile dal vettore marrone) sia 257° con velocità 19 nodi (19 knots ove 1 knot = 1,852 km/h).
Odografo elaborato dal radiosondaggio di Udine
I valori di s-rH (Storm Relative Helicity) ed EI (Energy Helicity Index) sono bassi e non rientrano nei limiti relativi alla formazioni di tornado, mentre il valore del BRN > 45 è indice di probabile formazione di supercelle, come già esposto analizzando i valori di shear e CAPE. Anche il valore di VGP (Vorticity Generation Parameter) non sono idonei allo sviluppo di tornado; l'indice VGP rappresenta il tasso al quale la vorticità orizzontale è convertita a vorticità verticale attraverso l'inclinazione del flusso d'aria.