I temporali, spiegati come si deve

Ma come, lo scorso mese i fulmini e questo i temporali? Non sono la stessa cosa? No, non lo sono, anche se un fenomeno dipende dall’altro. Se infatti i fulmini li troviamo principalmente nei temporali (ma non solo, vedi scorsa puntata), il fenomeno dei temporali è complesso e articolato, a partire dalla loro formazione e tipologia. La successione vien dunque naturale: dal fenomeno circoscritto, il fulmine appunto, a quello più ampio che lo genera.

E di cose in più da dire e spiegare ce ne sono parecchie. Per farlo, come da tradizione di questa rubrica, ci appoggeremo sull’esperienza e la conoscenza del meteorologo di Locarno Monti Luca Nisi. Ma come la scorsa volta, un interlocutore in più ci fornirà anche un altro punto di vista, quello del cacciatore di temporali per passione (e in parte professione). Si tratta di Dean Gill, pure lui meteorologo per MeteoSvizzera, ma sull’altro lato delle Alpi, presso il Centro Regionale Ovest di Ginevra.

“Il temporale è un fenomeno molto caotico, forse uno dei più caotici considerando la fisica dell’ atmosfera” esordisce Luca Nisi. A livello di definizione si tratta di una perturbazione atmosferica a livello locale. “Essendo molto caotici sono pure molto difficili da studiare, anche se abbiamo diversi strumenti per analizzarne alcune caratteristiche. Il temporale è un fenomeno convettivo, ovvero una struttura che ha al suo interno correnti che salgono verso l'alto”. Tipicamente il temporale è accompagnato da dei fenomeni che son ben visibili: forti rovesci, fulmini, raffiche di vento e grandine. “Quello che definisce il temporale, differenziandolo dal rovescio, è proprio la presenza di fulmini, quindi anche in presenza di un forte aumento di intensità della pioggia sul breve periodo, ma in assenza di fulmini, per definizione si resta nel campo dei “semplici” rovesci. Diventa un temporale dal momento che viene registrata la prima scarica elettrica, anche solo all’interno della nuvola”.

Non c’è temporale senza cumolonembo, le particolari nuvole all’origine del fenomeno temporalesco. Un assioma abbastanza scontato per chi è del campo, ma come, quando e perché si sviluppano i cumulonembi? “La causa è da ricercare nell'instabilità dell'aria, quindi quando ci sono delle condizioni a livello termodinamico che fanno sì che l'aria salga verso l'alto e salendo – per espansione – si raffredda e condensa, creando le prime goccioline di acqua e di pioggia. Salendo ulteriormente le goccioline si ghiacciano trasformandosi in cristalli di ghiaccio”. Ma facendo un passo indietro e tornando all’instabilità, questa la si trova tipicamente quando abbiamo aria molto calda nei bassi strati e aria più fredda al di sopra: “Sappiamo dalla fisica che l'aria calda è più leggera rispetto a quella fredda quindi, per la spinta di Archimede, con il galleggiamento tenderà a salire. È un po’ come quando immergiamo un palloncino sott'acqua che tende ad andare verso l'alto a causa della differenza di densità. Nel caso del palloncino, la differenza di densità fa sì che ci sia questa spinta di galleggiamento, un po’ la stessa cosa avviene con l’aria calda e fredda”.

Bisogna quindi immaginare come una sorta di “bolle” d'aria che, tipicamente a causa del forte riscaldamento del terreno durante la stagione calda dell'anno (da maggio a settembre inoltrato di norma), salgono dal terreno e condensando formano una nuvola temporalesca. “L'aria non è obbligata a salire verso l'alto unicamente quando abbiamo un forte irraggiamento solare estivo, per esempio già l'arrivo di aria più fredda, quindi un fronte con aria più fredda rispetto a quella che troviamo in un dato momento, fa scivolare quest’ultima, più pesante, sotto quella calda che si ritrova forzatamente a salire. Si tratta della seconda modalità con cui si possono formare i cumulonembi”.

Il primo stadio è il
cumulo umile o addirittura solo un cumulo fratto (un pezzo di cumulo), “dove solitamente la base è un po’ più larga della sua altezza, nonostante i cumuli siano dei tipi di nuvola a forte sviluppo verticale”. Il secondo stadio è il
cumulo mediocre, quando l'asse verticale del cumulo comincia a diventare uguale o addirittura a superare l'ampiezza della base della nuvola: “Vedendolo in cielo ci dà già una sensazione di verticalità”. Il terzo stadio è il
cumulo congesto, in cui iniziano dei processi di formazione di precipitazioni: “Sotto questo tipo di nuvola si possono di norma vedere le prime gocce, i primi deboli rovesci”. Dal momento poi che abbiamo un primo fulmine ecco che diventa un temporale, che per formarsi però, oltre alla condensazione, ha bisogno anche del fenomeno del ghiacciamento, quando le gocce salendo arrivano in una zona sotto lo zero termico. “A questo punto abbiamo raggiunto lo stadio di cumulonembo, che può essere di vari tipi. Tra i due principali troviamo il
cumulonembo calvo, la cui sommità è piuttosto arrotondata, che ricorda a forma di cavolfiore e che penso tutti abbiano già visto durante qualsiasi stagione estiva. Oppure il più conosciuto, il
cumulonembo a incudine, quando la nuvola mette una sorta di ‘cappello’. In questo caso le correnti ascensionali sospingono i cristalli di ghiaccio fino alla tropopausa, che è una zona di discontinuità, e la corrente ascensionale non può più salire ulteriormente e si espande orizzontalmente, formando il cappello che può estendersi anche diverse decine di chilometri”.

I temporali possono essere suddivisi in tre grandi gruppi, a loro volta caratterizzati da differenti sottogruppi. Quello più semplice è la singola cella: un singolo cumulonembo dotato di una propria dinamica, con al suo interno delle correnti ascensionali che portano l’aria calda e umida verso l'alto. Condensando e ghiacciando rilascia ulteriore energia termica, con la corrente ascensionale che può addirittura accelerare, dando vita a un temporale ben strutturato e a una corrente discendente nella quale cadono le gocce d'acqua, i chicchi di grandine o la gragnuola (chicchi sotto i 5 mm di diametro). “Si tratta del primo stadio e tipicamente sono conosciuti come i temporali di calore estivi, che avvengono nel tardo pomeriggio e si sviluppano di norma sopra i rilievi. Se osserviamo un'immagine radar o satellitare, lo riconosciamo proprio come una cella isolata e tra l'altro lo si vedrà con una forma molto arrotondata. Solitamente non ci sono venti, quindi non sono temporali longevi (30-60 minuti), ma essendo stazionari possono generare a livello locale quantitativi d’acqua importanti”.

Il secondo gruppo sono le multicelle, degli agglomerati di celle singole. Tornando alla visualizzazione radar, in questo caso le si riconoscerà come un “campo” di precipitazione con numerosi massimi al suo interno. “Sono magari 4, 5 o 6 temporali che si spostano insieme e le celle interagiscono tra di loro, generando una struttura più caotica rispetto alla cella singola. Questa struttura è anche più longeva, in quanto le celle continuano a rigenerarsi l'una con l'altra, aumentando l’intensità del temporale”. Possono durare anche diverse ore e ci sono diversi sottotipi di multicelle: il citato agglomerato che può aver diverse forme e può essere largo alcune decine di chilometri, in casi estremi anche qualche centinaio di chilometri. Oppure si può avere un agglomerato sotto forma di linea: “È quando parliamo di perturbazioni temporalesche, quindi delle linee temporalesche che attraversano, come spesso capita, la Svizzera e il Ticino in modo molto violento, solitamente accompagnate anche da grandine e raffiche di vento. Poi abbiamo altri sottotipi, ma sono delle particolarità che si possono riconoscere unicamente utilizzando un radar meteorologico o il satellite, a occhio nudo, sia per il profano, sia per l’esperto, sono molto difficili da distinguere”.

Il terzo gruppo riguarda le supercelle, i temporali più pericolosi e molto, molto violenti. Hanno una struttura molto precisa, caratterizzata da una corrente ascensionale e discendente come nella singola cella, ma la corrente ascensionale tende a roteare. “È quindi è un sistema quasi auto rigenerante: la corrente ascensionale stimola la rotazione del temporale e la rotazione stimola lei stessa le correnti ascensionali. Oltre a essere molto violenti sono anche parecchio duraturi. Abbiamo dei casi anche in Europa, dove le super celle hanno fatto centinaia se non migliaia di chilometri durando molte ore. La supercella è tipicamente il temporale che causa più danni, con spesso grandine di grosse dimensioni, un'intensa frequenza di scariche elettriche e ovviamente raffiche di vento molto forti.

Esiste poi anche una forma particolare di temporale, non legata alla struttura, il cosiddetto temporale di neve: “Si tratta di un fenomeno raro da osservare in pianura, ma più frequente in primavera e nella prima parte d’estate ad alta quota. Nelle estati un po’ meno calde di questa, quando l’isoterma è in media a 3800 metri (quest’estate è arrivato ben sopra i 5000 metri), se arriva un temporale a livello locale può far scendere la quota dello zero termico facilmente a 2600-2700 metri, ed ecco che sulle cime più alte possiamo avere contemporaneamente fulmini e precipitazioni nevose: ecco il temporale di neve. Questi fiocchi di neve non hanno infatti avuto tempo di fondersi in quanto si trovano a temperature sotto lo zero”. Il temporale nevoso lo si può osservare a tratti anche a bassa quota, più frequentemente a nord delle Alpi nel periodo tardo invernale primaverile, tipicamente nel mese di aprile.

Uno dei fenomeni più eclatanti e distruttivi associati ai temporali è sicuramente il tornado, che è chiaramente associato alle supercelle: “In Svizzera sono più unici che rari, anche se sono già stati osservati, anche se su scala minore rispetto agli USA o alle restanti regioni d’Europa. I temporali possono anche organizzarsi in gruppi di supercelle, ma in questo caso per trovarle dobbiamo spostarci lontani dalla Svizzera, in particolare negli Stati Uniti centrali in quella che è nota come la Tornado Alley”. Proprio ai tornado è associato anche il record di vento più elevato registrato a livello mondiale: una raffica di 486 km/h. Spostandoci sulla grandine, ma rimanendo sempre nella stessa zona degli USA, in Nebraska e in Kansas sono stati osservati chicchi di grandine che hanno toccato i 15 centimetri di diametro per un peso totale di oltre un chilo. Per quanto riguarda l’intensità delle precipitazioni una delle misurazioni che maggiormente colpisce sono i 38 millimetri (o litri per metro quadrato) in un minuto a Guadalupa. “A titolo di confronto a Losanna abbiamo un record di 41 millimetri, però su 10 minuti. Se puntiamo l’attenzione sull’accumulo orario invece, che è quello che solitamente consideriamo per caratterizzare la pioggia durante un temporale, troviamo ben 305 millimetri in soli 42 minuti in Missouri, sempre negli Stati Uniti centrali”.

Per quanto riguarda la Svizzera il record è detenuto da Locarno Monti con 91,2 millimetri in un’ora nel 1987. A livello di vento nel nostro Paese è invece il Canton Glarona a brillare: nel luglio 1985, a una quota di soli 517 metri, è stata misurata una raffica di 190 chilometri orari, “un valore estremamente elevato per le basse quote”. I chicchi di grandine più grandi li troviamo invece sull'Altopiano, ma anche nel Mendrisiotto: “In entrambi i luoghi in passato sono stati registrati dei chicchi di grandine con un diametro massimo di 6-7 centimetri. Con una differenza: sull’Altopiano erano sferici e quindi più pesanti, nel Mendrisiotto erano invece di forma piuttosto appiattita, quindi con un potenziale dannoso inferiore (agricoltura esclusa)”. Il motivo di questa forma particolare “appiattita” è ancora piuttosto dibattuta. I danni da grandine più importanti in Svizzera vengono infatti rilevati nella regione dell’Entlebuch/Lucerna, rispettivamente - quando passano le supercelle sull’Altopiano - soprattutto nel corridoio tra Berna e Zurigo.

In generale la zona dove si sviluppano i temporali con maggiore frequenza, come già spiegato per i fulmini, è la zona equatoriale, dove il fenomeno è praticamente giornaliero. Per quanto riguarda l’intensità, la potenza per intenderci, ci si deve invece spostare alle medie latitudini, Svizzera compresa. Lo scettro è però saldamente in mano alla già citata Tornado Alley (Oklahoma, Nebraska, Kansas, Colorado e Missouri). Anche l’Europa è però un “hotspot” di temporali violenti e in particolare lo sono le zone di pianura. “Se invece delle Alpi avessimo avuto pianura, la Svizzera si sarebbe trovata proprio al centro di una ‘Tornado Alley’ europea con fenomeni violenti e tornado frequenti. In questo caso quindi le montagne ci proteggono”. Su scala minore, a livello svizzero le “zone calde” per la frequenza sono invece localizzate a Sud delle Alpi, in particolare nel Sottoceneri (Malcantone e Luganese), nella regione del già citato Entlebuch e nell’Arco Giurassiano. I temporali più violenti invece si formano di norma a sul versante nordalpino, nelle Prealpi e sull’Altopiano. “In presenza di ondate di caldo e siccità stiamo invece osservando che gli hotspot tipici non si confermano, ma tendono a spostarsi nella regione alpina, dove nonostante le condizioni poco favorevoli riescono a svilupparsi comunque dei temporali, seppur con una frequenza limitata”.

I temporali provocano poi anche molte conseguenze indirette: le forti precipitazioni, ma anche i grandi accumuli di grandine nelle città, possono causare allagamenti. Ci sono poi gli scoscendimenti e le frane causate sempre dall’acqua. Anche il vento può causare danni importanti agli stabili e alla vegetazione (sradicamenti). Infine i fulmini, come visto nell’ultimo contributo, sono all’origine delle folgorazioni (uomini e animali), ma anche e soprattutto di incendi di boschi e di edifici.

Per prevenire o mitigare queste conseguenze vengono diramate le allerte e MeteoSvizzera lo fa per i temporali più violenti: “Questo non è sempre chiaro al grande pubblico, noi non mandiamo allerte per tutti i tipi di temporali, ma solo per i più violenti, quelli che generalmente sono correlati a danni o addirittura quando alcuni fenomeni potrebbero essere pericolosi per la vita”. Le allerte sono quindi in particolare due: il livello 3, il primo stadio che determina l’allertamento per temporale violento, nel quale ci si aspetta raffiche di vento comprese tra 90 e 120 chilometri orari, degli accumuli di precipitazioni orarie tra 30 e 50 millimetri e la possibilità di avere dei chicchi di grandine fino a 2-4 centimetri di diametro. L’allerta è diramata anche se solo una di questa condizioni è soddisfatta. Si sale poi al livello 4, il livello massimo che riguarda temporali molto violenti: in questo caso ci si può attendere raffiche oltre i 120 km/h, accumuli orari superiori ai 50 millimetri e grandine di diametro superiore ai 4 cm.

Anche se vale quanto già detto per i fulmini (vedi correlato), qualcosa in più sulla relazione temporali e riscaldamento climatico si può dire, pur coscienti che di certezze ancora non ce ne sono. “Più l’aria è calda e maggiore è la quantità di vapore acqueo che può essere presente, ma non è certamente l’unico parametro per la formazione e il processo d’intensificazione dei temporali. È molto importante anche la struttura verticale della temperatura, ovvero come diminuisce la temperatura con la quota, e questo è ancora un tema molto dibattuto nella comunità scientifica: come cambierà la temperatura negli strati più alti dell’atmosfera a causa del riscaldamento globale? Quello che vediamo negli scenari climatici è che, nonostante le estati saranno sempre più siccitose e caratterizzate da ondate di caldo, saranno intervallate da momenti con precipitazioni intense e i quantitativi di pioggia durante i fenomeni più intensi potrebbero aumentare ulteriormente del 10-20%. Sulla frequenza maggiore o minore è invece molto difficile esprimersi”. Saremo quindi confrontati con un'estremizzazione dei fenomeni: lunghi periodi siccitosi e probabilmente pochi periodi con precipitazioni, ma magari con temporali anche molto violenti. “Penso che questa e a scorsa estate (2021 e 2022) sia stato veramente un esempio che possiamo prendere come indicazione di quello che potremo avere in futuro, sempre secondo i modelli climatici”.

Tanti dati per lo studio e la comprensione dei temporali li abbiamo anche grazie a dei cacciatori per passione. No, non si tratta di girar per boschi e montagne imbracciando il fucile per sparare al cielo, ma di rincorrere i temporali per osservarli, fotografarli e studiarli da vicino. Un’attività particolare, che comporta anche parecchi rischi e che ha come motore principale la passione. Dean Gill, meteorologo a Ginevra è uno di loro. Con lui abbiamo voluto capire come si sviluppa l’attività di un cacciatore di temporali.

“La voglia di inseguire i temporali nasce da un evento particolare: l’11 settembre 1970 avevo cinque anni ed ero nella casa dei nonni a Padova e c’è stato un tornado. Era già buio, non l’ho visto direttamente, ma l’ho sentito eccome e mi ha davvero impressionato. Penso che abbia scatenato qualcosa dentro di me, il seme era ormai gettato e da allora non ho mai smesso di rivolgere lo sguardo al cielo…tanto da poi in seguito scegliere la meteorologia come mestiere.”

Gill va a caccia di temporali un po’ ovunque: soprattutto in Svizzera e nella vicina Francia (vive a Ginevra), ma anche tanto nella Pianura Padana, come visto sopra uno degli hotspot europei per temporali e tornado. Tornado che Gill segue anche nella mecca di questi fenomeni: una volta all’anno si reca infatti nella Tornado Alley negli Stati Uniti. “Senza dimenticare il Ticino, ormai il Monte Brè è quasi una seconda casa, qui mi piazzo per osservare i temporali sopra il golfo di Lugano e fotografare i fulmini che colpiscono il San Salvatore, davvero uno scenario imperdibile. La zona tra il lago di Lugano e quello di Como è la zona con più fulmini in Europa, quindi il Ticino meridionale è davvero una zona ideale per i temporali”.

Una passione che è strettamente correlata alla professione, una attinge all’altra e viceversa: “Con gli anni di osservazione ravvicinata l’esperienza diventa sempre più ampia, e questo influisce anche sul modo di fare le previsioni sui temporali, un fenomeno davvero complesso assimilabile a un essere vivente che nasce, che vive, che si nutre di umidità e di calore e che infine muore. Anche se devo dire che resta tutt’oggi probabilmente il fenomeno più difficile da prevedere, soprattutto la sua localizzazione precisa”.

Ma come funziona una giornata tipo, o meglio una “battuta” di caccia? “Si inizia circa 2-3 giorni prima, ci si fa una prima idea guardando i modelli meteorologici che fanno simulazioni un po’ grossolane dell’atmosfera. Poi, avvicinandosi al giorno giusto si guardano modelli con una risoluzione migliore per finalizzare gli obbiettivi. Poi pian piano si abbandonano i modelli per capire cosa stia davvero succedendo con i satelliti, i radar, le temperature e la disposizione dei venti in quella regione, cercando le convergenze. Con questi dati si elabora quello che si chiama ‘target’, un poso dove ci si apposta ad aspettare il temporale. Un’attesa che può durare anche ore e talvolta inutilmente… è sempre difficile, direi che il tasso di successo è circa del 50% per i temporali, per i tornado scendiamo al 10-20%.”

Proprio anche pensando a questi ultimi, ma non solo, una domanda sorge spontanea: non ha mai avuto paura? E quali sono state le esperienze più intense? “Paura dei tornado no, ma il 31 maggio 2013 abbiamo avuto un’esperienza molto forte: ero negli Stati Uniti (Oklahoma) e si è formato un tornado davvero enorme di Forza 5, il massimo, uno dei più grandi di sempre che ha investito diversi cacciatori e ne ha uccisi 3, tra cui il più famoso, Tim Samaras, morto insieme al figlio. Insieme ad altri mi trovato in zona sotto lo stesso temporale, giusto un po’ più lontano. Abbiamo fatto in tempo a vedere formarsi il tornado, ma poi abbiamo avuto la ‘sfortuna’ di forare una gomma. Con l’aria che rimaneva ci siamo quindi allontanati verso sud per cambiarla, operazione che ci ha richiesto un’ora e che ci ha probabilmente salvato la vita”.

A fare più paura a Gill sono in realtà i fulmini, “perché il tornado lo puoi vedere, il fulmine no ed è improvviso”. E anche in questo caso gli aneddoti non mancano: “Ero sul Mont Salève, che domina Ginevra e dove è presente anche un’antenna della telefonia. Il temporale stava scaricando fulmini a una decina di chilometri di distanza quando tutto a un tratto ho visto il cielo rischiararsi sopra di me e soprattutto ho sentito un rumore, come un ‘bzzz bzzz’, sull’antenna vicino a me. Un segnale che un fulmine può cadere da lì a un attimo. Ecco, lì ho avuto paura e ho corso veloce per ripararmi in macchina e mi sono chiuso dentro. Poco dopo un fulmine è caduto a 300 metri da dove mi sono riparato”.

Un’esperienza simile, con spavento annesso, Gill l’ha vissuta anche in Ticino con un fulmine a doppio arco che ha colpito sia il Monte Generoso che il San Giorgio sull’altra sponda del lago, e una diramazione è arrivata a terra a 100 metri da dove si trovava. Episodi che non spengono però la passione che anima il nostro cacciatore di temporali, che di abbandonare questa attività proprio non ne vuole sentire parlare.