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Come si forma la grandine? E perchè i chicchi sono così grandi? Alla scoperta del fenomeno meteo con Pierluigi Randi

La stagione estiva è stata segnata fino ad ora da tre violente grandinate, accompagnate anche da violente raffiche di vento

Quello che ha colpito lunedì pomeriggio la Bassa Romagna è stato uno degli eventi grandigeni più intensi degli ultimi anni. Ma la stagione estiva è stata segnata fino ad ora da tre violente grandinate, accompagnate anche da violente raffiche di vento. Pierluigi Randi, tecnico meteorologo e vicepresidente dell'Associazione Meteo professionisti Ampro, ha in passato collaborato anche nella realizzazione del libro "Temporali e tornado", edito da Alpha Test, ed abbiamo approfittato della sua consueta disponibilità per un focus incentrato sulla grandine. Domande semplici per un esperto, ma importanti per chi va alla scoperta del fenomeno atmosferico più temuto dagli agricoltori.

Come si formano i chicchi di grandine?
Il processo che porta alla formazione dei chicchi di grandine in seno ad una nube temporalesca è tanto rapido quanto complesso. Un violento temporale può produrre una grandinata anche in meno di 30 minuti. Occorre una breve premessa: le nubi temporalesche presentano un forte sviluppo verticale, da qualche centinaio di metri dal suolo fino a circa 12 chilometri (in estate) e a volte anche oltre. Pertanto la nube occupa una porzione di troposfera di enorme spessore, entro la quale si hanno temperature molto diverse: si va da valori abbondantemente sopra lo zero alla base, fino a valori di -50/-60°C alla sommità, e questo è un fattore molto importante. Infatti, avremo la presenza di goccioline di acqua alla base fino a che la temperatura non scende sotto lo zero, e la presenza di solo ghiaccio (sotto svariate forme) a temperature inferiori a -40°C. Nello spessore della nube compreso tra le temperature di 0 e -40°C avremo acqua in forma liquida pur con temperature negative (si tratta di un limite teorico, in realtà già a temperature di -20°C la presenza di ghiaccio è evidente). L’acqua a temperature negative si chiama acqua sopraffusa, ed è fondamentale nella formazione della grandine.

L’acqua pura e in stato di quiete riesce a mantenersi nella forma liquida (pensiamo alla nebbia quando la temperatura è sotto lo zero), anche a basse temperature, ma basta una minima sollecitazione, un piccolo urto o un brusco movimento, che essa solidifica (ghiaccia) istantaneamente. Nella parte più fredda della nube si formano numerose e piccole palline di ghiaccio (graupel) o gocce congelate, le quali cominciano a scendere dentro la nube. Quando entrano nella zona ricca di acqua sopraffusa, gli embrioni di ghiaccio urtano e catturano una enorme mole di goccioline sopraffuse, le quali solidificano all’istante sull’embrione facendolo aumentare di dimensioni (accrescimento). Quando le correnti ascensionali non sono più in grado di sostenere i chicchi così formati, si ha la loro caduta verso il suolo. Il primo stadio (formazione dell’embrione nella parte alta e più fredda della nube) è più lento; il secondo (accrescimento per solidificazione di goccioline sopraffuse) è molto veloce. Gli embrioni, molto piccoli e numerosi, possono rimanere sospesi a lungo nella nube, o passare da una nube all’altra (se sono vicine). Quasi tutti i temporali producono grandine, fortunatamente il più delle volte i chicchi sono piccoli e riescono a fondere prima di raggiungere il suolo.

Perché si formano chicchi di grandine così grandi?
Ci sono a volte condizioni che favoriscono il formarsi di grossi chicchi; serve molto vapore acqueo nei bassi strati, molta acqua sopraffusa in contemporanea presenza di ghiaccio nella nube, forti moti ascendenti, ma non perfettamente verticali bensì di tipo inclinato (quindi vento che rinforza sensibilmente salendo di quota) in modo che, separando la corrente da quella discendente, non si disturbino, mantenendo molto attivo il temporale. Ciò accade di preferenza quando l’atmosfera è molto instabile, quando giunge un fronte (perturbazione), o se è presente aria fredda in quota e molto calda e umida al suolo. Se la corrente ascendente è molto intensa e non disturbata, il processo prima descritto può continuare a lungo formando grossi chicchi in presenza di molta acqua sopraffusa; inoltre una potente corrente ascendente può sostenere chicchi molto grossi.

Quando avviene il processo di accrescimento, la solidificazione dell’acqua sopraffusa sulla superficie del chicco rilascia il calore latente di solidificazione che accresce parzialmente la temperatura del chicco. Tanta acqua sopraffusa rilascia molto calore latente e il congelamento avviene lentamente e ordinatamente (esempio i ghiaccioli in frigorifero). Poca acqua sopraffusa rilascia poco calore latente, per cui il congelamento avviene velocemente e in maniera disordinata. Ecco perché i chicchi di grandine, specie quelli grossi, hanno una struttura a cipolla, dovuta al passaggio di zone entro la nube con meno goccioline sopraffuse (congelamento veloce) o con molte goccioline (congelamento lento). Un tempo si pensava che questa sezione “a cipolla” fosse causata dal saliscendi (ricircolo) dentro la nube aggiungendo più strati, ma oggi esperimenti dimostrano che è fondamentale la raccolta di molta o poca acqua sopraffusa attraverso i vari strati della nube, e può bastare anche un “viaggio” solo. I grossi chicchi hanno spesso lobi e punte: ciò significa che la cattura delle goccioline sopraffuse da parte dell’embrione, è stata talmente rapida che le numerosissime goccioline non hanno avuto il tempo materiale per distribuirsi uniformemente sul chicco, lasciando gobbe e punte che poi possono crescere ulteriormente.

Da cosa dipende la potenza delle correnti ascensionali?
In primo luogo dal gradiente termico verticale che si viene a stabilire tra i bassi strati e le quote superiori, poi dalla presenza di aria molto calda e soprattutto umida sempre nei bassi strati, e più secca in quota. Inoltre aree di divergenza ad alta quota, che spesso si presentano quando sopraggiungono saccature o vortici depressionari, possono richiamare forti correnti dal basso. Infine, il cosiddetto “windshear”, ovvero la variazione del vento con la quota, sia in direzione che in velocità, tende a intensificare i moti verticali.

E' vero che si abbassano le possibilità di precipitazioni con grandine di notte?
Non ci sono evidenze scientifiche che ciò accada con regolarità; certamente la grandine è legata ai fenomeni temporaleschi, ed essi hanno una maggiore frequenza nelle ore pomeridiane-serali, per cui si ha una effettiva maggiore incidenza di grandinate in quella fase della giornata; tuttavia, storicamente, rovinose grandinate si sono avute anche nelle ore notturne, anche perché non è importante solo la presenza di aria calda, ma anche umida; ed inoltre fronti molto attivi possono innescare sistemi temporaleschi a qualsiasi ora del giorno. In ogni caso si può confermare la massima frequenza di grandinate tra il pomeriggio e la sera, ma anche di notte e al mattino non si può essere al sicuro.

Quant'è la durata media di una grandinata?
Da qualche minuto a 30 minuti e oltre, anche se durate oltre i 10 minuti sono rare. Se si tratta di una singola cella temporalesca, generalmente il fenomeno si limita a qualche minuto, ma nel caso di sistemi temporaleschi complessi e di maggiore durata (MCS, linee multicellulari), la grandinata può durare di più poiché viene causata non da una singola cella, ma da più celle temporalesche ravvicinate.

E' possibile prevedere questo tipo di precipitazione?
Non è possibile prevedere la singola grandinata, se non alcuni minuti prima, essendo un fenomeno molto ridotto nello spazio e nel tempo. Tuttavia si possono individuare aree nelle quali il rischio grandine sarà elevato, senza tuttavia poter prevedere esattamente dove e quando. Ad esempio, nella giornata del 3 agosto, l’allerta per temporali severi e con rischio grandine era stata emanata per l’Emilia e la Romagna settentrionale, e nel pomeriggio una violenta grandinata ha flagellato alcune aree del ravennate. L’allerta si è rivelata corretta, ma non era possibile sapere ora e zona in cui si sarebbe manifestata la grandine. Oltre una indicazione generica ancora non si può andare.

In Bassa Romagna è la quarta grandinata dell'estate piuttosto violenta, ma anche nell'estate scorsa la stessa area è stata colpita da fenomeni intensi. E' errato dire che ci sono aree più favorevoli a questo tipo di fenomeni?
Non c’è ancora una popolazione di dati sufficienti a stabilire con esattezza quali siano le aree più colpite dalla grandine; in linea di massima la frequenza più elevata si ha nelle zone collinari e pedecollinari della regione essendo quelle più temporalesche (il ruolo dei rilievi è importante), tuttavia la maggiore intensità media di impatto si ha in altre zone, tipo bassa pianura ravennate e bassa pianura forlivese-cesenate. In pratica su queste ultime zone grandina di meno, ma quando lo fa, spesso gli episodi sono più intensi. La probabile causa risiede nel fatto che su quelle zone si accumula e ristagna più facilmente aria molto calda e molto umida; inoltre queste stesse aree vengono a trovarsi spesso nel punto di convergenza/confluenza tra diverse masse d’aria (umida marittima e più secca appenninica) e venti aventi diversa direzione per la maggiore distanza tra rilievi e costa.

Possiamo dire che fenomeni come quelli accaduti in questi giorni in Bassa Romagna dipendono dal riscaldamento globale?
Non esattamente. La storia della nostra regione è ricca, purtroppo, di grandinate rovinose occorse anche diversi decenni fa (anni ‘60-’70-’80), per cui il fenomeno grandine è tipico della nostra climatologia primaverile-estiva. Rispetto al passato si nota una estensione temporale del fenomeno, ovvero si comincia prima e si finisce più tardi; in pratica si sta allungando e dilatando la stagione delle grandinate (si hanno episodi anche invernali), e questo è collegabile al riscaldamento globale che causa la presenza di aria più calda anche in periodi fuori dall’estate. Ma a parte questo aspetto, non si notano particolari cambiamenti rispetto al passato. Al contrario, è molto evidente il segnale sull’intensificazione media delle precipitazioni sul breve tempo (1-2-3-6 ore), e questo è indubbiamente collegato al warming in atto.

Cosa possiamo attenderci nelle prossime ore?
Un vortice depressionario in quota, colmo di aria fredda, si porterà verso i Balcani, abbandonando gradualmente la nostra regione. Tuttavia, manterrà ancora fino al primo pomeriggio di mercoledì una certa instabilità, specie sui rilievi e sulle province di Forlì-Cesena e Rimini (inclusa la costa), per cui potranno ancora aversi rovesci o temporali a carattere sparso e intermittente. Il calo termico è già un realtà e per ancora 2-3 giorni le temperature saranno fresche e gradevoli.

Dopo questo significativo break, agosto come procederà?
Tornerà l’alta pressione da giovedì con un nuovo aumento delle temperature, che però sarà graduale, e che non dovrebbe riportare i termometri ai valori della scorsa settimana; anche l’umidità relativa sarà inferiore, per cui nella seconda parte della settimana ci si aspetta un caldo “gradevole” e tipico della piena estate. L’alta pressione potrebbe resistere per diversi giorni, quindi la fase stabile potrebbe essere abbastanza prolungata.

C'è il rischio di altre intense ondate di calore?
L’estate è ancora lunga, per cui altre ondate saranno possibili anche se non si possono prevedere al momento attuale. Entro la profondità temporale che garantisce una maggiore attendibilità (5-7 giorni) non sono attese ondate di caldo importanti o simili a quella della scorsa settimana, ma la storia climatologica ci insegna che onde di calore severe possono aversi anche nella terza decade di agosto e nella prima di settembre, per cui non possiamo ancora accantonare questa eventualità.

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