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Il cumulonembo

 

Perchè ogni cumulonembo è unico?  Tutte le nubi sono in qualche modo uniche nel senso che i loro dettagli costitutivi non si ripetono mai esattamente, anche se le somiglianze prevalgono all’interno di un singolo tipo di nube. Il cumulonembo riempie pesantemente la terza dimensione (e la quarta , il tempo) e ciò da luogo ad un numero illimitato di possibili forme, dimensioni e colori che si possono osservare. L’umidità influisce sull’instabilità la quale a sua volta si riflette sull’altezza della nube cumulonembo che è sottoposta a diversi effetti delle forze di shear ai singoli livelli, con il risultato di produrre risultati diversi per ogni insieme di condizioni iniziali. Ci possono poi essere altre variabili che contribuiscono all’effetto finale. Cambiando anche uno solo dei parametri il risultato muta sensibilmente. Le condizioni cambiano anche durante il corso della giornata. Un acquazzone precoce con un anvil basso sottrae potenziale ad un possibile temporale del tardo pomeriggio con updraft tanto intenso da raggiungere la stratosfera. Tutto ciò che occorreva era un pò più di calore al mattino. Sotto l’influsso delle correnti a getto le variazioni delle condizioni al contorno di giorno in giorno variano moltissimo, ma quando le condizioni in quota sono stazionarie celle separate possono sembrare molto simili. Ciò è particolarmente vero per nubi isolate molto spaziate per le quali non è possibile alcuna interazione.

 

Ciclo vitale tipico

Il cumulonembo medio inizia come una grande torre cumuliforme o come un aggregato di torri che continua a crescere ed organizzarsi in una massa più o meno unica con un singolo, grande updraft che normalmente è di oltre 10 m s-1. Occasionalmente questa nube si forma dalla convezione ai medi livelli (altocumulus castellatus) in aria che è divenuta instabile a seguito dell’avvezione di aria fredda in quota. L’accelerazione dell’updraft dovuta al rilascio del calore latente organizza le termiche separate e genera un inflow che trascina verso l’interno il flusso ai bassi livelli per chilometri intorno. Questo stadio iniziale è caratterizzato dal fatto che tutta l’aria è in ascesa e che le gocce di pioggia che si formano sono mantenute in alto nell’updraft.

 

Ciclo vitale semplificato di una cella di un cumulonembo. Le frecce indicano il moto dell’aria mentre le linee di livello all’interno della nube si riferiscono all’intensità relativa della precipitazione come sarebbe vista dal radar.

 

Lo stadio maturo è iniziato dall’apparire della precipitazione (che può richiedere anche 8-15 min per raggiungere il suolo) e dai primi effetti del ghiacciamento al top. Buona parte della precipitazione in formazione è sopraraffreddata, ma richiede un certo tempo per trasformarne abbastanza in cristalli di ghiaccio da dare origine ad un anvil fibroso visibile. Il ghiacciamento non incomincia se le temperature non sono molto al di sotto dello zero ed avviene più velocemente quando è più freddo e le gocce sono più grosse. Un thunderhead in rapida crescita resiste alla trasformazione in ghiaccio perchè molte piccole goccioline riempiono la sua cupola in ascesa. Ciò mette a disposizione anche un grandissimo quantitativo di acqua sopraraffreddata per la formazione della grandine. Una volta che le più grandi idrometeore ghiacciate in caduta iniziano il ciclo di formazione, i chicchi di grandine crescono per cattura di queste goccioline, facendole ghiacciare per contatto. Le dimensioni del chicco sono determinate anche dalla possibilità che ha l’updraft di mantenere il chicco in sospensione per il tempo necessario a farlo diventare grande. Una notevole quantità di precipitazione che raggiunge il suolo durante un temporale deriva dallo scioglimento dei chicchi di grandine. Si possono osservare gli hailshafts che hanno la forma di strisce verticali luminose all’interno dei veli della pioggia e nelle vicinanze dell’updraft. Lo stadio maturo, con tutte le caratteristiche citate al loro culmine, può durare anche soltanto 10 min. Il violento rilascio della precipitazione crea un downdraft che o fa collassare l’updraft o lo fa spostare di posizione. Quando ciò accade la nube originaria entra nella fase di dissipazione. Un forte shear in quota porterà lontano davanti alla cella gli effetti del downdraft, ma con venti non molto forti quest’aria fredda può arrivare senza preavviso in superficie come una violenta folata che si espande per formare un gust front. Quest’ultimo è un mini fronte freddo, normalmente accompagnato da banchi di nubi, basse, scure ed informi. L’outflow e la pioggia continuano, ma si attenuano gradualmente. La base della nube si innalza notevolmente perchè le idrometeore sono più facilmente evaporate nell’aria in discesa che viene riscaldata adiabaticamente, e tutti i segni di ulteriore convezione sono rimpiazzati da nuvolosità a medio ed alto livello. D’altro canto il sistema temporalesco può anche continuare, ripetendo il processo con il suo updraft che ha nel frattempo cambiato di posto.