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Cumulonimbus   - Il cumulonembo                           

 

Caratteristiche strutturali

Il cumulonembo (cumulonimbus o thunderhead) è una grande nube verticale con una base scura e piatta ed un top parzialmente ghiacciato che è esteso spesso sottovento come un incudine (anvil). Al centro c’è un updraft organizzato che ha già sollevato la nube fino ad uno strato stabile che rappresenta il suo tetto di crescita verticale, normalmente la tropopausa. È una nube che viene creata come conseguenza di una profonda instabilità potenziale e del sollevamento di aria calda e umida in un ambiente localmente favorevole. Ciò accade quando le condizioni favorevoli (calore, umidità, instabilità) si combinano con un meccanismo scatenante come il sollevamento topografico, il raffreddamento in quota, la convergenza al suolo, o la presenza di un fronte, di una linea di aria secca (dryline).

Se “smontassimo” il cumulonembo classico troveremmo il “nocciolo” (core), l’anvil e le strutture di inflow/outflow. Il core è una regione attiva ad elevata precipitazione che si forma in un forte e continuo updraft con velocità medie di 10-30 m s-1. Allo stadio maturo esiste anche un downdraft più debole, ma ugualmente organizzato ed importante, normalmente appena avanti l’updraft quando c’è uno shear verticale del vento. La struttura dell’inflow e dell’outflow varia grandemente da cella a cella. L’ouflow si può estendere molto in avanti rispetto al core con venti di superficie che spirano più o meno nella stessa direzione del moto della cella. In altri casi l’outflow si muove con il temporale, mostrandosi all’improvviso al passaggio del core, o può essere lasciato indietro nella scia come una fresca brezza che spira in uscita dalla nube. Il downdraft, che non è altro che aria che è stata trascinata giù dalla pioggia e raffreddata per evaporazione, raggiunge il suolo e si espande all’esterno come un sottile strato di outflow. L’espansione si può estendere ad alcune dozzine di chilometri, specialmente se aumentata da moti verso il basso lungo i versanti delle montagne, e può sopraggiungere come un vento freddo da una direzione abbastanza scorrelata da altre condizioni locali. L’inflow è confinato ad una regione più piccola, spesso vicina alla parte posteriore della cella, ed è individuata da un gruppo od una linea di grandi cumuli in crescita che alimentano il core e si fondono con esso, rimpiazzandolo quando maturano. La maggior parte dei cumulonembi sviluppano un anvil sottovento poichè i venti al top della nube sono più forti di quelli ai livelli intermedi. Meno frequentemente l’anvil si forma al di sopra della cella, ma si può intravedere soltanto come una nube lasciata indietro dalla cella, la quale si muove in avanti spinta dal flusso più forte ai bassi livelli. L’anvil si espande sia in avanti che lateralmente con l’arrivo di sempre più aria alla sommità, e poi si allontana dalla sorgente. È una parte molto interessante da osservare in quanto è soggetta a continui cambiamenti. Si espande verso l’esterno sotto forma di un velo dalla fine tessitura dove le goccioline d’acqua evaporano lasciando soltanto i cristalli di ghiaccio. Questo fenomeno gradualmente assottiglia e rende più luminoso il velo dell’anvil e contribuisce a trasportarlo sempre più lontano dalla sorgente. Questo settore di atmosfera è molto freddo (-20÷-40°C) e costituisce un ambiente molto ostile alla presenza di acqua liquida. Il raffreddamento dello strato nuvoloso unito ad una continua crescita di cristalli di ghiaccio dovuta al calo della pressione di vapore trasformano rapidamente l’anvil in un mantello ghiacciato che reca impressi molti segni permanenti della sua primitiva formazione. Nel caso di una sorgente convettiva stazionaria l’anvil può talvolta essere, in taluni punti sottovento, l’unico indizio di eventi precedenti distanti centinaia di chilometri. L’anvil può darci anche informazioni sulla velocità di accrescimento della cella. Updrafts deboli si estenderanno in avanti con anvil abbastanza spessi e gibbosi. Alla temperatura di -10°C l’acqua può anche non ghiacciare per ore mentre a -40°C il ghiacciamento è quasi istantaneo. Il secondo caso è più tipico di nubi con un forte updraft e la subitanea formazione di molti cristalli di ghiaccio uguali fra loro da origine ad un anvil più liscio ed uniforme. Gli updrafts che incontrano un improvviso shear del vento molto al di sopra del livello di ghiacciamento formano anche loro anvil uniformi dai contorni molto netti e definiti. Sia lo shear molto forte come il rapido ghiacciamento agiscono in modo da regolare gli effetti più variabili dei moti di updraft/downdraft.

Utile vedere anche la sezione dove viene descritto il ciclo vitale di un cumulonembo ed altre sue caratteristiche.