1. LE CORRENTI CONVETTIVE
Le nubi temporalesche hanno la peculiarità di svilupparsi in senso verticale grazie alle correnti convettive, ovvero mediante flussi d’aria ascendenti e discendenti a differente temperatura e umidità. Ciò è possibile grazie al sole che riscalda il terreno e gli strati d’aria subito sopra lo stesso; il suolo, infatti, non è omogeneo in quanto esistono zone che assorbono in misura diversa la radiazione solare: parcheggi, strade, campi arati si riscaldano più facilmente rispetto a distese innevate, al mare o ai boschi.
In tal modo si creeranno delle "bolle" di aria più calda negli strati prossimi alla superficie terrestre: sono le cosiddette "termiche" o celle convettive che, essendo più leggere dell’aria circostante, saliranno verso l’alto, si espanderanno grazie alla minor pressione rispetto a quella del suolo e subiranno un raffreddamento che ad una certa quota porterà alla condensazione del vapor acqueo contenuto nella massa in ascesa.
Cumulonembi in sviluppo
Foto di Fabio Giordano
Il processo della condensazione comporta la liberazione di "calore latente" che andrà in parte a riequilibrare la perdita di calore dovuta all'espansione, quindi da quel momento l'aria in ascesa si raffredderà in misura minore. E’ a questo punto che interviene il fattore "instabilità" poiché l'aria che sale nella nube sarà ulteriormente più calda di quella circostante e subirà un'ulteriore spinta ascensionale; maggior umidità nell’aria significa maggior energia a disposizione per i temporali in quanto a parità di tempo condenserà una maggior quantità di vapore.
Il livello di condensazione è chiaramente indicato dalla base piatta dei cumulonembi (abbreviato in Cb) o dei cumuli (abbreviato in Cu) che sono le nubi a sviluppo verticale per eccellenza: maggiore è il contenuto in umidità dell'aria, minore sarà la quota di condensazione poiché sarà necessario un minor raffreddamento della stessa per portarla alla saturazione ovvero al punto in cui essa non è più in grado di ospitare altro vapor acqueo il quale quindi comincerà a condensare rendendo visibile la nube.
La nube allo stadio iniziale dello sviluppo avrà ancora un aspetto innocuo di un cumulo largo alcuni km; tuttavia, l'accelerazione delle correnti verticali dovuta alla condensazione origina un risucchio d'aria dall'ambiente, sia dai lati della nube sia da sotto la stessa base nuvolosa: questa corrente caldo-umida che "alimenta" dal basso la nube si chiama inflow ed è quella che poi diverrà la corrente ascensionale all'interno della nube, denominata updraft.
Schema delle correnti convettive in
una classica cella temporalesca
A cura di Massimo Ongaro dell'Unione Meteorologica del Friuli Venezia Giulia
Ad un certo punto l'updraft, una volta giunto a grandi quote (10-12 km), a causa del calore liberato nella fase di condensazione, si raffredda notevolmente diventando così più pesante dell'aria circostante e precipita. Dall’incudine nascono così le correnti discendenti interne alla nube, denominate downdraft in cui parte delle goccioline sopraffuse (cioè allo stato liquido pur in ambiente sottozero) evaporano in quanto scendendo trovano strati d'aria sempre più caldi e a maggior pressione atmosferica.
Il fenomeno dell'evaporazione porta al raffreddamento della massa d'aria in cui si trovano queste goccioline: ecco quindi che l'aria fredda della corrente discendente si raffredda ancor di più, dato che essa fornisce il "calore latente di evaporazione" necessario perchè avvenga il passaggio di stato, e accelera così il suo moto di discesa raggiungendo le massime velocità proprio in prossimità del suolo, dove le correnti fredde si aprono a ventaglio propagandosi orizzontalmente in maniera turbinosa: questa è la corrente chiamata outflow che costituisce il "gust front" di un temporale, meglio conosciuto come linea dei groppi o fronte delle raffiche.
Gust front
Foto di Fabio Giordano
Questo mini fronte freddo solleva bruscamente l’aria calda che sta davanti alla stessa cellula temporalesca prolungandone generalmente la durata: può accadere che l’aria calda preesistente al suolo sollevata dal gust front incontri nella fase di ascesa dell’altra aria fredda in quota (es. goccia fredda). La contemporanea presenza di aria fredda al suolo, che svolge azione di spinta, e di aria fredda in quota, che svolge azione di risucchio, può dare il via a fenomeni temporaleschi di rilevante intensità.