Con l'arrivo dell'Estate e dei lunghi periodi di stabilità (sole, sole e ancora sole!) si è aperta anche la stagione dei temporali e degli acquazzoni Estivi. Per alcuni potrebbe sembrare controverso che i fenomeni temporaleschi più intensi si verifichino, appunto, nella bella stagione e non nei freddi periodi invernali. Proviamo a spiegare perché.

Per spiegare i fenomeni temporaleschi, o più in generale i fenomeni di precipitazione, bisogna partire da una descrizione generale del processo di formazione delle nubi. Sappiamo che queste sono costituite da goccioline condensate di vapore acqueo, sedimentate in una certa porzione di atmosfera grazie all'azione congiunta della bassa forza peso e della spinta di Archimede. Dato che l'Atmosfera in condizioni standard è un sistema stabile, almeno su base locale, per formare una nube c'è bisogno che intervenga un'azione forzante esterna, che costringa il vapore acqueo a condensare in goccioline di nubi. Questa azione esterna può avvenire in diversi modi:

• Sollevamento orografico: le nubi sono costrette dal flusso al passaggio sopra una catena montuosa; nella salita l'aria si raffredda dato che si espande e quindi tende a condensare.
• Sollevamento frontale: il contrasto di masse d'aria molto fredde e molto calde provoca delle risalite molto repentine di aria calda.
• Convergenza di aria: la presenza di basse pressioni al suolo richiama aria da aree circostanti, il sollevamento forzato dalla convergenza produce la condensazione

Questi sono i principali meccanismi di formazione delle nubi nei mesi invernali, periodi in cui il riscaldamento del suolo è molto ridotto. Viceversa in Estate si aggiunge alla lista un quarto modo di formazione delle nubi, il più importante e vigoroso:

• Convezione

Il riscaldamento del terreno provoca dapprima il mescolamento di uno strato a contatto con il terreno e successivamente la risalita di una bolla d'aria. Infatti l'aria calda tende ad essere meno densa dell'ambiente circostante e quindi tende a salire, aiutata dalla spinta di Archimede. A questo punto la bolla d'aria in risalita ha due opzioni:

1. se l'ambiente circostante è costantemente più freddo della particella, questa tenderà a salire fino a che la differenza di temperatura diventerà nulla.
2. appena la particella raggiunge la temperatura dell'ambiente si fermerà e, eventualmente, tenderà nuovamente a scendere o andrà incontro ad oscillazioni per raggiungere l'equilibrio.

La risalita intrapresa dalla particella dipende ovviamente dalle condizioni ambientali che si sono formate nei giorni precedenti: la stagnazione di aria fredda nei bassi stati unita ad una vigorosa inversione negli altri strati favorirà la risalita della particella. Ovviamente più le condizioni per la risalita sono favorevoli, maggiore sarà la possibilità di formazione di nubi cumuliformi. Queste sono infatti le tipiche nubi associate ad una forte risalita di aria più calda in aria saturata di vapore.

Un cumulo molto esteso in stadio di formazione

Se il riscaldamento della superficie continua e le condizioni sono favorevoli il cumulo potrà assumere dimensioni notevoli, come nella foto precedente, e sviluppare precipitazione, anche a carattere temporalesco (non ci soffermeremo anche sulla spiegazione di questo fenomeno che richiede molta fisica). A questo punto la domanda sorge spontanea: come è possibile ottenere una probabilità numerica che indichi la possibilità di formazione di cumuli molto estesi e quindi anche di temporali? Per questo ci vengono in aiuto i radiosondaggi ovvero misure di temperatura, pressione, umidità, vento fatte a tutte le altitudini, utilizzando palloni atmosferici lanciati da una stazione apposita. Passiamo quindi ad analizzare subito il radiosondaggio di ieri mattina nei pressi di Roma, dove si sono sviluppati forti temporali pomeridiani.

Il Radiosondaggio per Pratica di Mare (RM) la mattina del 19 luglio 2013

Senza addentrarci nei dettagli fisici, possiamo notare che le linee nera e verde rappresentano rispettivamente la temperatura e la temperatura di rugiada misurate dell'aria. La linea rossa mostra invece il percorso che sarebbe seguito da una particella fatta salire in modo da non scambiare calore con l'ambiente e senza condensare. Il fatto che la linea nera sia, per un lungo periodo, sotto a quella rossa indica che la particella in salita, a causa del riscaldamento del terreno, si troverà sempre in una condizione instabile e tenderà quindi a salire fino a quando le due linee si uniranno di nuovo. L'area tra le due linee ci fornisce quindi un'indicazione di quanto l'aria sia instabile e incline quindi alla formazione di temporali. Un indice utilizzato spesso in questi casi è il CAPE che vediamo avere un valore di circa 2000 J/kg nell'immagine. Ecco perchè ieri abbiamo assistito alla formazione di molti temporali sul Centro Italia, che si erano già sviluppati nella mattina, come mostrato nella seguente immagine.

Un'immagine dal Satellite Polare TERRA in passaggio intorno alle 10 di mattina sulle regioni del Centro Italia.

Ovviamente le spiegazioni date sono del tutto qualitative; servirebbe molto più formalismo e spiegazioni accurate ma ho cercato di fare un tentativo e mettere insieme gli aspetti più importanti nel modo più semplice possibile.