EVENTI VORTICOSI
a cura di Gobbi Alberto
Il tornado o tromba d'aria è una colonna d'aria in violenta rotazione in contatto con il terreno, che scende da un cumulonembo ed è quasi sempre osservabile come una nube a imbuto, chiamata anche proboscide.
Il funnel cloud è una colonna d'aria in rotazione che non è in contatto con il terreno, che scende da un cumulonembo ed è quasi sempre osservabile come una nube a imbuto, chiamata anche proboscide.
Funnel cloud fra le bande di
pioggia
Foto di Shane Astridge
Il fatto che la nube a imbuto sia poco estesa non significa che il vortice d'aria non è in contatto con il terreno: la nube a imbuto quindi non è il tornado, ma solo una manifestazione visibile di esso, e a volte, benchè il vortice d'aria sia attivo essa non è presente. Per cui l'imbuto è la manifestazione non sempre presente del vortice d'aria. La mancata discesa dell'imbuto fino a terra può evidenziare la scarsa intensità della tromba, oppure può essere conseguenza della presenza di aria non molto umida nei bassi strati.
L'opinione comune secondo cui il cono è costituito da polvere sollevata da terra è sbagliata: in realtà esso è una nube a tutti gli effetti formata da goccioline d'acqua. L'aria calda e umida viene risucchiata nella parte inferiore del vortice. Poichè all'interno del tornado la pressione è molto bassa, l'aria, appena entrata nell'imbuto, si espande. Questa espansione ne provoca il raffreddamento e quindi la condensazione. Inoltre, in seguito a tale condensazione, l'aria libera calore latente e contribuisce 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.
Tuttavia, invece della nube a imbuto che raggiunge il suolo, il tornado può essere evidenziato da una nube rotante di polvere e detriti che si forma attorno alla base del tornado e al livello del terreno. Questa nube si chiama debris cloud la quale non si origina mediante condensazione, ma per la polvere sollevata da terra: ecco quindi la differenza tra la nube a imbuto del tornado e il debris cloud. Ovviamente può accadere che la nube a imbuto sia avvolta dalla polvere e dai detriti.
Per cui un tornado è tale se sussistono una di queste due condizioni:
- la colonna d'aria tocca terra
- è visibile sul terreno il debris cloud
Tornado
con parziale nube ad imbuto ma con evidentissimo debris cloud
Foto di Adriano Pasqua
Tuttavia esiste un'eccezione rappresentata dal gustnado: esso non è un tornado, poichè il suo movimento rotatorio non è connesso con la base nuvolosa del Cb. Origina comunque un piccolo, breve e debole turbine di detriti e polvere a livello del terreno (dust whirl o debris cloud). Ci sono quindi parecchie difficoltà nel distinguere un tornado non mesociclonico (landspout) da un gustnado.
Esemplare
di gustnado sotto il bordo anteriore di un temporale nel vicentino
Foto
di Fabio
Giordano (16 giugno 2002)
Il gustnado può formarsi nel gust front e sotto una shelf cloud o una wall cloud: produce danni minori come rottura di finestre, rami e capovolgimento di cassonetti della spazzatura e può ruotare anche in senso orario nell'emisfero nord. Il gustnado sarà molto probabile se sul bordo di una shelf cloud avanzante e molto bassa osserviamo masse contorte di fractus che possono raggiungere il terreno o essere accompagnate dalla salita di polvere.
Il dust plume invece è una nube non rotante di polvere sollevata dai forti venti di un gust front, per cui comparirà dietro un gust front avanzante o con un microburst: in quest'ultimo caso la polvere sollevata sarà concentrata su un bordo avanzante ben definito.
APPROFONDIMENTO SUI TORNADO
Le trombe d'aria o tornado possono svilupparsi quasi ovunque (fanno eccezione le regioni polari) e più o meno si presentano tutte con le stesse caratteristiche. L'unica distinzione degna di rilievo è che i tornado del nostro emisfero ruotano nella quasi totalità dei casi in senso antiorario, mentre quelli dell'emisfero australe ruotano quasi tutti in senso orario. Tutti i temporali possono generare un tornado, ma si formano molto più frequentemente alla base delle supercelle (in particolare, sotto una wall cloud), in cui la corrente ascendente (updraft) è molto intensa e dotata di un proprio moto rotatorio (mesociclone). In alcuni casi (aria secca) può accadere che i tornado si sviluppino dalla stessa rain free base, quindi senza una wall cloud: è evidente che questa è una situazione ancora più pericolosa, poichè non abbiamo un riscontro visivo del mesociclone.
In presenza di una wall cloud, sono possibili tornado violenti F4-F5. La comparsa di un tornado inizia con la formazione di un funnel cloud dalla base della nube a parete, che solitamente si forma tra il centro e il bordo meridionale della stessa nube. I funnel più grossi possono apparire come una sporgenza rotante o come un cono diffuso a forma di V: in questa fase bisognerà verificare l'eventuale contatto col terreno mediante il debris cloud. Attenzione poichè il funnel può formarsi anche senza wall cloud.
La forma assottigliata e contorta della proboscide e l'assenza della wall cloud indicano, nella maggioranza dei casi, un tornado poco potente, cioè l'equivalente a terra di una tromba marina. Questo tipo di trombe d’aria è di fondamentale importanza poiché quasi tutti i tornado che interessano il nostro territorio nonché l'intero continente europeo appartengono a questa sottocategoria. Essi non discendono da temporali a supercella e sono quindi detti anche tornado non mesociclonici o landspout: com'è intuibile, essi non avranno un riscontro nè visivo (wall cloud) nè al radar (presenza del mesociclone, ovvero eco ad uncino). Le trombe marine non associate a wall cloud e mesocicloni si chiamano waterspout. Questi piccoli tornado seguono quindi l'evoluzione di un normale temporale: sono poco duraturi, spesso di scarsa intensità e si spostano lentamente: tuttavia sono in grado di provocare danni significativi od uccidere persone, per cui anche se in zona non notate wall cloud converrà senz'altro stare all'erta in caso di temporali più forti della media.
I tornado del tipo "landspout" si formano durante le fasi più intense dei temporali multicellulari i quali non hanno wall cloud, quindi è già più difficile individuare la zona a rischio tornado: nelle singole celle delle multicelle deboli tornado possono formarsi nella prima fase di sviluppo, cioè nella fase in cui le correnti ascensionali sono dominanti (celle giovani). Nel caso di supercelle, invece, i tornado in genere si formano con il mesociclone maturo o in decadimento.
Bisogna infatti distinguere i tornado o trombe d'aria mesocicloniche da quelle da shelf cloud (che in Italia sono le più frequenti). Le prime sono tipiche delle supercelle ed il loro innesco è derivato da una concentrazione della quantità di moto che occupa l'intera supercella: esse sono anche le più intense e devastanti, quindi potenzialmente le più pericolose. Le seconde si sviluppano a volte in seno ad una shelf cloud molto attiva e ben delimitata: il moto rotatorio viene innescato dal downdraft associato alla precipitazione. Infatti se il downdraft annesso non ha intensità omogenea lungo tutta la shelf cloud essa può subire una inclinazione o addirittura una frattura per la diversa spinta da esso generato. L'inclinazione della shelf cloud può divenire tale che un'estremità va a toccare il suolo, originando una tromba d'aria o un piccolo tornado (non più di F1 o F2); se si ha una frattura si originano funnel clouds. Il fenomeno è però molto repentino ed il più delle volte l'osservatore vede la tromba già formata.
Altre volte trombe o piccoli tornado si sviluppano semplicemente sulla shelf cloud senza che vi sia la sequenza di eventi prima descritti, ma in seguito a semplici turbolenze proprie della shelf stessa che si aprono una via verso il suolo: ovviamente in tutti questi casi la rotazione viene impressa dalla forza deviante di Coriolis. In ogni caso il moto rotatorio viene quasi sempre innescato dalla linea di contrasto esistente tra la corrente ascensionale e quella discendente con annesse precipitazioni, che non sempre origina shelf cloud...ma una linea di demarcazione esisterà sempre, perlomeno fino a quando la cella è attiva da avere contemporaneamente forti moti ascensionali e viceversa.
In buona sostanza qualunque moto ascendente che sia repentino e che abbia diverse velocità ai vari livelli è potenzialmente foriero di moti vorticosi, che non è detto che poi si sviluppino ad esempio in trombe. Del resto anche nei movimenti ascensionali a grande scala come ad esempio i cicloni extratropicali e tropicali l'aria si mette a salire invorticandosi su sè stessa.
Ci sono un'infinità di fattori che influenzano l'apparenza di un tornado; aria umida favorisce larghe e basse wall cloud con tornado corti e generalmente violenti, mentre aria secca innalza la base delle nubi (wall cloud e altre forme di lowering possono non comparire) con tornado lunghi e sottili. Tuttavia si deve ricordare quanto segue: la dimensione e la forma di un tornado non dicono nulla di certo circa la sua forza.
Il rope tornado è molto sottile e sinuoso, simile a un serpente: spesso i tornado nell'ultimo stadio di vita assumono questa conformazione spezzandosi in segmenti, ma possono ancora causare danni. Un rope tornado può causare vittime e danni ingentissimi, vedi F5 nel parmense del 1957.
Rope tornado: in questo caso si tratta di un tornado nella fase di dissoluzione
Courtesy Gene Moore www.chaseday.com
Il wedge tornado è molto esteso (diametro anche sui 2 km a terra) con altezza pari alla sua larghezza: sono molto rari e la maggior parte provoca danni da F2 a F5.
Wedge tornado
Courtesy Gene Moore www.chaseday.com
Il tornado generalmente si muove nella stessa direzione in cui punta il temporale con velocità media di traslazione sui 30-50 km/h da W o SW con punte fino a 110 km/h. Il loro movimento sarebbe ragionevolmente prevedibile, ma esistono 2 fattori che possono "fregare" l'osservatore.
- il mesociclone può ricostituire la wall cloud in altro settore, quasi sempre ad E della vecchia wall cloud posto che il temporale si muova verso E; oppure la wall cloud può spostarsi per riformarsi in maniera irregolare e "a fasi" (imprevedibile)
- un tornado può ritornare indietro sul proprio percorso quando la sua base viene colpita dall'outflow proveniente dal centro del sistema temporalesco
Solitamente nelle vicinanze di un tornado (entro pochi km) l'aria è calma poichè ci troviamo sotto l'updraft principale; tuttavia alcuni forti tornado inducono un incremento regolare del vento sulla porzione esterna allo stesso vortice distruttivo a causa della bassa pressione al suolo prodotta dal vortice che richiama aria dalle zone adiacenti: a volte è possibile vedere un "condotto" di polvere (o altro materiale ivi presente) che si dirige parallelamente al terreno verso il tornado (e quindi perpendicolarmente a quest'ultimo). Anche in assenza di vento, converrà stare sempre al riparo se il tornado è in zona: pezzi di detriti possono piombare giù dal cielo senza preavviso.
Il passaggio del vortice è accompagnato da una varietà di suoni causati dai danni subiti da edifici, alberi ecc e in alcuni casi da una sorta di rombo, la cui origine non è stata ancora chiarita. Se il suono è irregolare è verosimilmente dovuto a danni molto vicini, se invece è costante proviene dal nucleo centrale del temporale, in cui i chicchi di grandine sbattono al suolo o collidono a mezz'aria. I tornado di frequente avvengono sul lato posteriore del sistema, ad W dello stesso e quindi vicino al cielo più chiaro e senza precipitazioni di rilievo. Se ci troviamo sotto una supercella "classica", grandine e rovesci precedono l'arrivo del vortice, ma dal momento in cui il centro dell'updraft si colloca sopra di noi il tutto si calma e potranno cadere solo alcuni chicchi di grandine. Dopo il transito del tornado, potrà ancora cadere un po' di pioggia e grandine prima che il cielo si rassereni definitivamente con freschi venti da W-NW.
Lo sviluppo del tornado può essere nascosto da pioggia, nebbia, colline o alberi; i tornado nelle Low Potential supercell possono essere occultati dalle dense rain curtain con conseguenze ancor più gravi a causa dell'effetto sorpresa nei confronti dell'osservatore: egli dovrà far del suo meglio per sentire un eventuale rombo in intensificazione dovuto all'avvicinamento del tornado.
Le trombe d'aria generalmente non si formano nelle zone montuose, ma la regola vale per i rilievi di una certa consistenza e non ad esempio sulle aree pedemontane come Prealpi e zone collinari appenniniche. La presenza di rilievi abbastanza elevati determina condizioni non idonee alla formazione di tali vortici impedendo la linearità delle linee di flusso che ai vari livelli concorrono a strutturare il vortice stesso. Inoltre la presenza di ostacoli di tale portata produce moti localizzati che provocherebbero il precoce disassamento del vortice qualora si formasse (correnti generate dal rilievo montuoso spesso tangenziali al vortice o in grado di determinare windshear verticale sfavorevole). In sostanza il vortice ha bisogno di spazi abbastanza liberi da ostacoli ed in tal caso le grandi pianure sono ad hoc. Tuttavia rilievi montuosi di bassa altitudine non sono sufficienti a destrutturare il vortice con la loro circolazione locale: ad esempio l'area dei Colli Euganei nella pianura veneta è una zona alquanto vocata all'innesco di tali fenomeni; ma si tratta di monti isolati e con altimetria limitata.
Può succedere che il cielo assuma una tinta rossastra: in tal caso il cono del tornado ancora non è visibile ma il risucchio è già attivo con sollevamento di polvere e detriti nei bassi strati (debris cloud) in trasporto verso l'alto; le nubi ad immediato contatto assumeranno colore rossastro.
La perdita della forma a imbuto classico, e l'acquisizione di una forma a massiccio tronco di cono rovesciato o di massa scura e indistinta, è tipica dell'avanzamento di un tornado mesociclonico verso la sua fase matura in cui colpisce con la sua massima intensità. Quando il diametro del vortice diminuisce il tornado è nella fase di assottigliamento. L'aspetto contorto della nube a imbuto mostra la tromba nella fase di decadimento. Finchè si dissolve il tornado, anche la wall cloud (se era presente) si destruttura, ma essa potrebbe riformare lo stesso tornado o altri vortici in pochi secondi! Il tornado si indebolisce quando il mesociclone perde la sua forza: ciò si verifica quando l'outflow del RFD attornia il temporale isolando la sorgente caldo umida (inflow). E' anche vero però che alcuni tipi di outflow favoriscono il tornado perchè quest'aria fredda viene risucchiata dal mesociclone, mentre altre tipologie di outflow distruggono il tornado poichè estinguono l'inflow.
