27 Maggio 09: Imponente MCS-Bow Echo tra Lombardia ed Emilia.

Ciò che si è andato a sviluppare nel pomeriggio del 27 Maggio è stato un sistema convettivo “complesso”, di natura multicellulare; dapprima è evoluto in MCS per poi diventare un vero e proprio Bow-Echo in piena regola! I danni associati a questo sistema convettivo sono stati parecchi, così come gli accumuli di pioggia in poco tempo soprattutto nell’area Parmense. Ecco in breve una spiegazione dell’evento…

Partendo dal presupposto che il setup in quota era favorevole a moti verticali grazie al passaggio dell’asse di saccatura (quindi in associazione ad un’avvezione di vorticità positiva), passiamo ad osservare nel dettaglio cosa ha scatenato la convezione. Per farlo bisogna fare un passo indietro di qualche ora: in tarda mattinata sul Triveneto si sono generate alcune celle temporalesche di forte intensità, e i loro potenti outflow hanno stabilizzato l’aria nelle vicinanze per il riversamento di aria fredda dall’alto; tali outflow, però, hanno iniziato a percorrere velocemente la Pianura Padana orientale da Est verso Ovest, incontrando via via aree nelle quali ristagnava maggior potenziale, come la Lombardia orientale.

Nel primo pomeriggio è stata proprio l’azione dell’ouflow boundary (letteralmente “confine dell’outflow”) ad attivare la convezione laddove il setup termodinamico lo permetteva.

Con le linee blu ho indicato i venti in quota in quegli istanti: si nota come le celle in via di sviluppo sulla Lombardia orientale si trovino poco davanti all’asse di saccatura, in un’area quindi favorevole ai moti convettivi.

A questo punto di va ad innescare un meccanismo di continua rigenerazione delle varie celle in formazione, rigenerazione incentivata sempre dall’outflow boundary nella sua continua corsa verso Ovest e Sud, andando ad agire come gust front e sollevando l’aria umida preesistente. Date le correnti in quota da S/W, le incudini seguono tale traiettoria, ma la propagazione delle celle non segue le correnti in quota, bensì’ quelle nei bassi strati di provenienza nord-orientale.

 

Tutto il sistema si ingrossa fino a raggiungere dimensioni notevoli, e prosegue la sua corsa verso Sud; Una volta arrivato nei pressi dell’appennino si comincia a verificare il passaggio da un classico MCS ad un Bow-Echo in piena regola. Il gust front accelera e si va a “disegnare” il tipico eco ad arco, nel quale è possibile notare perfettamente la Rear Inflow Jet, evidenziata al radar da un eco a bassa riflettività chiamato Rear Inflow Notch.

Probabilmente è in questi istanti che si sono avute le massime raffiche di vento al suolo all’arrivo del temporale.

I modelli di previsione avevano ottimamente inquadrato l’evoluzione del pomeriggio; a tal proposito posto qui di seguito una mappa MOLOCH, sia in formato originale sia modificata da me in modo da evidenziare i vari elementi:

 

E’ possibile individuare l’irruzione di aria fredda e stabile nei medio-bassi strati con traiettoria N/E-S/W associata all’MCS-BowEcho; tale irruzione va a scalzare l’aria umida stagnante in loco la quale funge da inflow del sistema stesso rigenerando continuamente gli updrafts che vanno a comporre il Bow-Echo.

L’aria stabile, uscendo dal grosso sistema convettivo, si allarga “a cerchio” e ciò permette un temporaneo accumulo di aria umida anche a ridosso delle prealpi orobiche (il tutto grazie alla particolare orografia del Nord-Italia); tale aria umida viene forzatamente sollevata dai rilievi prealpini e ciò comporta la genesi di alcune celle temporalesche secondarie in loco – esse sono visibili nell’immagine radar precedentemente postata. Ho segnalato ciò per far capire un po’ tutta l’evoluzione delle masse d’aria durante il pomeriggio, e soprattutto per dare la giusta importanza agli outflow boundary che hanno avuto, per ben due volte, il ruolo principale per scatenare la convezione – dapprima gli outflow delle celle trivenete, e poi l’outflow dell’MCS.

 

Per finire, ecco un’immagine satellitare dell’imponente sistema convettivo ormai passato allo stadio di Bow-Echo:

26 Maggio 09 – Intercettate 4 cellette tra novarese e vercellese.

Dopo la proficua caccia del 23 Aprile con la Supercella grandinigena lungo l’Adda, anche ieri è stata una buona occasione di caccia, tra l’altro in una giornata caratterizzata da un caldo più da Luglio che da Maggio.

Dopo una studiata alle mappe, decido di anticipare la mia partenza alle 14. Scendo ad avviare tutta la strumentazione (necessaria per avere la connessione internet e il tracking GPS) e, dopo qualche problema “di routine”, tutto parte.

Imbocco la A4 in direzione Torino sotto un cielo del tutto scarico a causa dell’ingresso secco nei bassi strati; fa un caldo boia comunque, e il portatile raggiunge temperature da incendio. Una volta raggiunta Novara per fortuna il Sole scompare…e spunta la prima incudine.

Il radar segnala alcune celle a fondoscala tra Torinese e Astigiano in direzione N/NE. Considerando che in situazione come quella di ieri spesso e volentieri è la zona del biellese ad essere maggiormente colpita, decido di lasciar perdere le celle a S/SW proseguendo sulla A4 prima di uscire a Greggio; da li mi fermo un po’ ad osservare la situazione e noto che il radar continua a mostrare una potente cella poco a Ovest dalla mia postazione; la traiettoria è perfetta e ho la possibilità di intercettarla da Est. Mi dirigo velocemente in direzione W/NW per una decina di km attraversando zone con distese infinite di pianure, qualcosa di spettacolare!

Arrivo nei pressi della cella che tuttavia, a vista, non sembra nulla di che tant’è che non riesco a scattare foto decenti. Dal radar, invece, mantiene intatto il suo nocciolo a fondoscala tra l’altro anche ampio.

Nel frattempo si alza il vento di outflow che va velocemente ad attivare nuova convezione a S/W della mia postazione; essendo in piena traiettoria a questa seconda cella, decido di tornare verso Est per osservare bene il tutto “dall’esterno”. E qui arriva forse il momento più interessante della giornata: mi trovo in una strada vicino ad Arborio quando improvvisamente si alza un vento potentissimo di outflow da Ovest che alza un polverone ovunque; un’immagine abbastanza strana per la Pianura Padana! Mi fermo appena posso e registro un breve video, tuttavia il momento più intenso è già passato da una ventina di secondi…ma penso che rende comunque l’idea:

 

 

L’outflow generato da questa seconda cella va a stabilizzare del tutto l’atmosfera nei paraggi, mentre il temporale si va muovendo verso N/NE intensificandosi. Provo ad inseguirlo prendendo la provinciale per Gattinara, ma dopo qualche km desisto…non ne valeva la pena ;-)

Torno nei pressi di Greggio e attendo un po’ l’evolversi della situazione, assaporando gli splendidi paesaggi che le distese di pianure piemontesi possono offrire. Poi, dopo un’ora circa, spunta una nuova celletta verso S/SW…all’inizio sembra innocua, ma ad un certo punto inizia a saettare e tuonare. Beh, si riparte di nuovo! Muovendomi velocemente verso Ovest ho la possibilità di intercettarla sempre da Est; questa volta compare una discreta shelf cloud, molto estesa anche se per nulla turbolenta. Scendo dall’auto e faccio un secondo video che ritrae la shelf con l’outflow che stava iniziando a soffiare da Ovest. Al radar spunta anche il fondoscala “viola”, non male!

 

 

La vedo sfilare verso N/NE intensificandosi, decido quindi di tornare verso casa in quanto il cielo non mostra più alcun segno di instabilità: l’energia è finita. Ma prima di riprendere l’autostrada mi aspetta un’ultima celletta in risalita dal vercellese occidentale; è molto piccola ma decido di farmi centrare in pieno così posso anche lavare la macchina ;-) Ci finisco dentro per un paio di minuti con pioggia temporalesca e chicchi di grandine piccola….dopodichè anche questa corre verso Nord.

Sono ormai le 19..la caccia è ormai finita, non mi resta che tornare a casa gustandomi il cielo limpido e l’aria più fresca dopo la caldazza che mi aveva accompagnato nel viaggio di andata.

Alla prossima!

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: "Uncapped Layer Depth, 0-2 km Deep Convergence"

La mappa in questione è la seguente:



L'Uncapped Layer Depth, così come l'ICAPE nella mappa dell'articolo precedente, è un'integrazione e viene indicato in metri. Sta ad indicare l'altezza - integrata - di tutte le particelle prive di CAP, ossia con CAPE > 50 J/kg e CIN < 50 J/kg. Valori bassi, quindi sul colore azzurro-blu, stanno ad indicare che solo i bassi livelli troposferici sono in grado di liberare il CAPE necessario ad un'eventuale convezione, mentre valori più elevati indicano che il CAPE viene "liberato" da tutti i livelli della media-bassa Troposfera (il parametro si riferisce, come tetto massimo, ai 4 km di quota).
Partendo da questo presupposto, appare chiaro che la probabilità di temporali è strettamente collegata a questo parametro.

Attraverso le linee di colore rosso è indicata la convergenza nei primi 2 km di quota; personalmente non uso mai questo parametro, ma è utile sottolineare che è anch'esso importante per la previsione convettiva, in particolare quando ritroviamo alti valori di "Deep Convergence" accoppiato ad alti valori di Uncapped Layer Depth.

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: "1-8 km Shear, ICAPE e ICIN"

La mappa in questione è la seguente:




Tale mappa è molto utile per individuare le aree laddove lo shear si va a sovrapporre ad una già presente instabilità dell'aria (individuata dal CAPE).
Con le linee rosse - accoppiate ad un numero - viene indicato lo shear dal primo km e l'ottavo km di quota, escludendo quindi lo shear nel primo km di colonna atmosferica.

Il parametro ICAPE individua l' "Integrated CAPE" e ha come unità di misura kj/m2 e non j/kg. In poche parole è una rappresentazione della densità del CAPE lungo la colonna troposferica. Un ambiente con un ICAPE superiore ai 1000/1300 Kj/m2 è in grado tranquillamente di sostenere celle temporalesche per lungo tempo, indipendentemente dalla loro tipologia evolutiva.

Il parametro ICIN è anch'esso un'integrazione: in pratica è una somma del CIN di tutte le particelle d'aria lungo una colonna dove il CAPE risulta >0. E' indicato dai vettori che si vedono sulla mappa; più i vettori sono piccoli minore è il CIN, è viceversa. Dato che l'ICIN è un valore preso lungo una colonna, bisogna considerare il fatto che esso può distribuirsi in modo non uniforme lungo essa: possiamo avere il 90% del CIN nei bassi livelli della colonna e il restante 10% più in alto.

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: "SR Moisture Flow and Mid/Upper Flow"

La mappa in questione è la seguente:



I parametri presenti in questa mappa "compaiono" solamente in presenza di atmosfera instabile con l'assenza di eccessivo CAP (quindi in presenza di una colonna predisposta ai moti verticali). In caso contrario, come si vede sulla mappa stessa, non compare nulla e tutto appare bianco.

Attraverso i colori di background viene indicato il flusso di vapore acqueo in entrata nelle celle temporalesche, il tutto nei primi 2 km di quota partendo dal suolo. Tale valore viene ricavato dal mixing ratio (grammi di acqua in un kg di aria secca), e insieme all'intensità dei venti alle basse quote contribuisce alla variazione dell'indice che compare sulla mappa: alti valori di mixing ratio uniti a venti sostenuti nei bassi livelli della colonna permettono un innalzamento deciso del valore del parametro che si traduce in colori verso il giallo-arancio.

I vettori, invece, indicano il flusso ai medio-alti livelli della Troposfera: vettori più lunghi indicano venti più forti e ciò pone le basi per la genesi di temporali "a lunga vita", dato che risulta minore interferenza tra updrafts e downdrafts all'interno delle celle stesse.

A volte sulla mappa in questione tali vettori mostrano una forte divergenza in aree relativamente piccole: ciò significa che il Global Model - in questo caso GFS - prevede la genesi di sistemi convettivi con updrafts molto estesi, praticamente a livello di mesoscala. Tale previsione è poi confermata dalla presenza di precipitazioni convettive viste dallo stesso modello sulle aree interessate.

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: "0-3 km SREH, Supercell Composite Parameter, Bunkers Storm Motion"

La mappa in questione è la seguente:



Tale mappa va consultata e interpretata in accordo con quella spiegata nell'articolo precedente, riferita allo shear 0-6 km e 0-1 km. Questo perchè per garantire lo sviluppo e il mantenimento di strutture temporalesche con updrafts rotanti è necessario sia un buon shear sia una buona elicità, identificata dalla rotazione - in senso orario - della direzione dei venti con la quota.
La SREH (Storm Environmental Helicity) è rappresentata sulla mappa dai colori di background, e ha come unità di misura "m2/s2".
Una buona elicità già di per sè pone le basi per updrafts rotanti; se poi siamo in presenza di un buon speed shear allora le chance di strutture rotanti aumentano dato che la vorticità orizzontale creata dallo speed shear può essere "convertita" in vorticità verticale dai potenti updrafts in seno alle celle, incrementando la rotazione totale del sistema temporalesco.

La rotazione presente all'interno delle Supercelle favorisce, come è noto, un movimento "deviatorio" rispetto alla classica level guide; questo fenomeno è strettamente correlato sia all'elicità in sè, sia allo speed shear. La prima generalmente permette una deviazione verso destra rispetto alla level guide (generando le note supercelle "righ moving"), mentre il secondo può determinare sia una deviazione verso destra, ma anche verso sinistra. L'argomento "deviazione", tuttavia, è alquanto complesso e non può essere spiegato in poche righe in quanto entrano in gioco anche altri fattori, non solamente elicità e shear.

Sulla mappa in questione le frecce indicano proprio il possibile movimento delle celle, considerato lo shear e l'elicità presente.

Il "Supercell Composite Parameter" è un indice ricavato dal mix tra SREH, Bulk Richardson Number e MLCAPE (il CAPE presente in Troposfera); viene indicato da delle linee colorate che vanno dal colore azzurro verso i colori arancio-rosso in accordo con l'aumento teorico della probabilità di supercelle.

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: "0-6 km Shear, 0-1 km Shear, Significant Tornado Parameter"

La mappa in questione è la seguente:



In questa mappa i colori di background indicano lo shear tra il suolo e 1 km di altezza, mentre attraverso le linee nere viene indicato lo shear nei primi 6 km di quota. Il primo viene denominato - in inglese - "low level shear" mentre il secondo "deep layer shear".

Analizzare e prevedere correttamente lo shear è indispensabile per una previsione attendibile dei fenomeni temporaleschi. Senza entrare nel dettaglio teorico dello shear - a cui rimando ai vari articoli presenti sul web e anche su questo Blog - mi limito a fare una breve descrizione dei vari casi di intensità dello shear.
Uno shear 0-6 km intorno a 20 nodi (ossia debole o al più moderato) spesso e volentieri è sufficiente a permettere una rigenerazione di nuove celle grazie all'ouflow di quelle più vecchie presenti nelle vicinanze, supportando quindi lo sviluppo, a livello generale, di sistemi multicellulari e MCS. Man mano che l'intensità del deep layer shear aumenta, le celle tendono a ridurre i loro processi di "pulsazione" e tendono ad assumere stadi più stazionari nel tempo, grazie al fatto che uno shear moderato permette già una minore interferenza tra updrafts e downdrafts. Il valore di 40 nodi è un classico valore che presuppone sistemi supercellulari, in quanto l'interferenza tra updrafts e downdrafts si riduce al minimo (temporali ad asse obliquo) garantendo lunga vita alle celle che, in presenza di una buona elicità, possono costruire e mantenere updrafts rotanti nel tempo - con tutte le conseguenze del caso, una su tutte la caduta di grandine di grosse dimensioni.

Passando allo shear 0-1 km, si può dire che esso è un ottimo parametro per prevedere un'eventuale tornadogenesi, in quanto riguarda soltanto il primo chilometro di quota partendo dal terreno. Uno shear 0-1 km, per esempio, di 25 nodi indica che alla quota di 1 km il vento ha un intensità di 25 nodi superiore a quella che si registra nei pressi del suolo.
Uno shear, appunto, di 25 nodi rappresenta un'ottima vorticità orizzontale che in presenza di corposi updrafts può essere "trasformata" in vorticità verticale ponendo le basi per lo sviluppo di Tornado. Uno shear 0-1 km moderato-forte entra in gioco anche in presenza di MCS (Mesoscale Convective System), in quanto favorisce la genesi di bow-echo in grado di scatenare venti superiori a 100-150 km/h.

Osservando la mappa, le linee colorate di azzurro, giallo e arancio indicano il "Significant Tornado Parameter", ossia un indice ottenuto attraverso un mix tra deep layer shear, low level shear, CAPE, CIN, LCL. Più si va dal colore azzurro verso i colori arancio e giallo, maggiore è la probabilità - sulla carta, è bene ricordarlo - di Tornado.

Spiegazione mappe Lighting Wizard: "0-3km MLCAPE, Spout Index"

La mappa in questione è la seguente:



Nella scala dei grigi viene rappresentato il CAPE nei primi 3 km di quota, quindi solamente nella parte inferiore della colonna atmosferica. Dato che la velocità massima degli updrafts è strettamente correlata al CAPE (attraverso una relazione di proporzionalità diretta), più è alto il CAPE nell'area considerata maggiore sarà la velocità ascensionale della termica; la nascita di Tornado di piccola intensità (F0-F1) è spesso correlata al "CAPE 0-3 km", in aggiunta ad una buona vorticità nei bassi strati dettata di solito dalla presenza di linee di convergenza. Un elevato CAPE nei primi chilometri di quota permette una veloce corrente ascensionale che va a "stirare la vorticità" lungo un asse verticale permettendo, a volte, lo sviluppo di deboli Tornado - quasi esclusivamente di tipo "Spout" - vedi LandSpout e WaterSpout. Nella mappa, infatti, viene indicato appunto lo Spout Index attraverso le linee verdi e, in aggiunta, il Tornado Index indicato con le linee arancioni.

Quando si ha la presenza di un forte CAPE 0-3 km, una discreta vorticità nei bassi strati e una scarsa o nulla ventilazione nei primi km di quota (tale da non disturbare, creando turbolenza, il processo di "allungamento di vorticità" indicato poco fa) è concretamente possibile la genesi di deboli Tornado di tipo Spout.

Spiegazione Mappe Lighting Wizard: “LCL, LFC-LCL Difference”

La mappa in questione è la seguente:

Non entro nei dettagli teorici riguardanti l’LFC e l’LCL e passo subito alla descrizione della mappa per farla comprendere nel modo più semplice possibile.

Dunque i colori di background indicano l’altezza dell’LCL, ossia il livello di condensazione delle nubi. Più i colori si portano verso il Blu più l’LCL è basso, viceversa man mano che i colori si portano verso il Rosso. LCL alti sono prerogativa di aria abbastanza secca nei bassi strati, mentre LCL bassi sono sinonimo di aria umida nei pressi del suolo. Appare intuitivo che LCL bassi stanno alla base per la formazione di temporali di una certa intensità, oltre che incrementare la probabilità di Tornado in quanto la “strada” che unisce nube e suolo è più corta.

I vettori neri verticali stanno invece ad indicare la differenza che c’è tra LCL e LFC. L’LFC è il livello di libera convezione; in pratica indica l’altezza sotto la quale la termica tende a ripercorrere salite e discese a causa della presenza di un certo CAP. Oltre l’LFC, la termica risulta sempre più calda dell’ambiente circostante e quindi percorre senza ostacoli la sua ascesa verso l’alto. Più i vettori della mappa sono lunghi e spessi più “energia” occorre per scatenare la convezione; ciò indica la presenza di un CAP abbastanza forte che blocca la convezione. Se i vettori, invece, risultano più piccoli e ristretti allora significa che in quelle aree la differenza tra LCL e LFC è ridotta, segnale che non ci sono particolari ostacoli alla convezione in quanto non c’è la presenza di un CAP cospicuo.

Alle prossime mappe ;-)