30 November 2020

Come nascono le più crude irruzioni di aria fredda invernali?

L’aria fredda normalmente staziona sulla calotta polare. Si tratta di una massa d’aria molto densa e pesante dalle caratteristiche stabili perchè il raffreddamento interessa prima gli strati bassi per poi propagarsi a tutta la colonna atmosferica. Ora, se non esistessero meccanismi di scambio tra le latitudini polari e quelle tropicali, le prime diventerebbero sempre più fredde e le seconde sempre più calde. A questo pone rimedio l’impianto di “climatizzazione” del Pianeta:.

Il lago di aria gelida che staziona sulla calotta polare non è fermo ma, per via della rotazione terrestre, ruota in senso antiorario e per questo viene chiamato Vortice Polare. Il bordo periferico del nostro Vortice Polare è costituito da un letto di venti in quota noto come Corrente a Getto Polare che, sotto l’azione disturbatrice di montagne, terre emerse ed oceani,inizia ad ondulare attorno all’emisfero generando onde atmosferiche di grande ampiezza note come “onde planetarie o di Rossby“. Queste si allungano in senso meridiano fino ad isolare nuclei di aria fredda dotati di rotazione ciclonica alle medie e basse latitudini e nuclei di aria calda dotati di rotazione anticiclonica alle alte latitudini.

Queste ondulazioni però, non sempre sono abbastanza ampie da svilupparsi in senso meridiano: Matematicamente si può dimostrare che più queste onde sono di minore ampiezza, più sono veloci e meno scambi di calore comportano. La situazione descritta, caratterizzata da un Vortice Polare compatto e da veloci correnti occidentali (situazione ad alto indice zonale) di solito si accompagna a veloci perturbazioni guidate dal Getto, che però coinvolgono principalmente i Paesi del nord Europa, senza raggiungere l’Italia. In questo caso il Vortice Polare è forte e trattiene entro di sè tutto il gelo disponibile (figura in alto). Sul Mediterraneo e l’Italia domina l’anticiclone. Nel caso in cui, per contro, queste onde tendano ad amplificarsi, raggiungendo una soglia critica (matematicamente definita dal numero di Rossby), possono rallentare fino a fermarsi: ecco che può instaurarsi una situazione di blocco delle correnti occidentali. In questi casi l’onda anticiclonica si allunga verso nord e va a infrangersi alle latitudini polari riscaldandole, mentre quella ciclonica si propaga verso sud e si infrange alle nostre latitudini raffreddandole. Si completa così l’impianto di climatizzazione del Pianeta.

Ma cosa comporta tutto questo per il tempo di casa nostra? Abbiamo appurato che per avere un’irruzione di aria fredda occorre che la Corrente a Getto Polare sia poco veloce e molto ondulata. Nella stagione invernale però abbiamo una marcia in più: alle vicende della medio-bassa atmosfera qui sopra accennate, si aggiungono anche i moti che coinvolgono gli strati superiori, quelli della stratosfera. Si, perchè anche alle alte quote ritroviamo il Vortice Polare, in questo caso Vortice Polare Stratosferico. Sentite un po’ cosa può succedere: se riprendiamo la nostra situazione di blocco, abbiamo visto che la parte anticiclonica dell’onda tende a spingersi verso le latitudini polari. Qualora la viscosità atmosferica sia ottimale (a esempio con venti stratosferici orientali, minimo solare, Nina moderata) l’onda si sviluppa non solo in ampiezza, quindi guadagnando latitudine, ma anche in spessore, fino a sfondare il limite della tropopausa e a irrompere nella stratosfera, infrangendosi contro il Vortice Polare Stratosferico.

Questa intrusione causa notevole attrito e pertanto genera un riscaldamento, che può essere anche di 60-70 gradi in una settimana. E’ il cosiddetto Stratwarming. Il Vortice Polare Stratosferico viene destabilizzato e, in casi estremi, questa destabilizzazione si può propagare verso il basso fino a spostare o addirittura scindere il vortice polare anche al livello del mare.

L’aria gelida in esso contenuta è pertanto costretta a prendere la via delle medie latitudini. La sua traiettoria però non seguirà più le normali correnti occidentali, perchè ora al posto di un vortice polare avremo ora una vistosa anomalia, un anticiclone polare. La traiettoria impostata sarà quindi in senso orario, da est verso ovest, ossia retrograda. In questo caso il Mediterraneo e l’Italia finiscono sotto il tiro dei gelidi venti siberiani. E’ il caso delle ondate di gelo che hanno fatto la storia del clima: tra tutte ricordiamo febbraio 1956, dicembre 1984, gennaio 1985 e i più recenti gennaio 2006 e febbraio 2012.

Luca Angelini

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