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Stormchaser - Didattica

INFLOW & OUTFLOW


Tutto ha origine dall'Irraggiamento, ovvero l'esposizione del suolo ai raggi solari. L'aria nei pressi del suolo si riscalda in maniera disomogenea e si vanno a creare "bolle" di aria calda dette Termiche, che, per il principio di galleggiamento, la Termica/le Termiche ovvero porzione/i d'aria più calda/e della massa d'aria circostante tende/ono a salire d'altitudine (moto ascensionale). Questo perchè l'aria calda è più leggera rispetto a quella fredda, quindi tende a salire (Moti Convettivi), mentre l'aria fredda, più pesante appunto, tende a scendere.

Moti Convettivi:

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Le Termiche quindi tendono a salire e ad espandersi in maniera limitata fino al raggiungimento dei 1500-2000 mt, dove generalmente la spinta ascensionale termina per il raffreddamento della massa d'aria. La Termica infatti nel suo moto ascendente perde 1° ogni 100 mt (Raffreddamento Adiabatico Secco: -1°/100 mt) di altitudine guadagnati. A 1500-200 mt appunto raggiunge l'equilibrio termico.


Irraggiamento:

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Che provoca il riscaldamento del suolo, il quale a seconda della conformazione e della tipologia si riscalderà in maniera minore o maggiore.

Termica:

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Risalita della Termica:

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Arrivati alla soglia dei 1500-2000 mt continua ad espandersi in senso orizzontale e seguita a raffreddarsi, ma al contempo comincia la saturazione a livello di Vapore Acqueo. Quando la massa d'aria è satura comincia la condensazione, ossia il passaggio dallo stato gassoso allo stato liquido (Vapore Acqueo > Goccia d'Acqua). Questo processo libera calore che riscalda la massa riequilibrando il calo di temperatura dovuto all'espansione in senso orizzontale e lo supera provocando un nuovo moto ascensionale, dovuto sempre al principio di galleggiamento. A questo punto il calore latente, che si libera dal passaggio di stato, influisce sul raffreddamento della massa d'aria che perde tra i 0,5° e i 0,6° ogni 100 mt d'altitudine guadagnati: non si può più quindi parlare di Raffreddamento Adiabatico Secco, ma quindi di Raffreddamento Adiabatico Saturo (non -1°/100 mt, ma -0,5°/100 mt). L'aria in rapporto al moto ascensionale precedente sarà quindi molto più calda e potrà maggiormente svilupparsi in verticale grazie ai continui impulsi ascensionali, fino ad arrivare ai 10-13 km d'altezza.

Espansione della Termica:


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Saturazione e Condensazione:

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Riscaldamento e Nuova Spinta Ascensionale:

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L'aria calda sale fino all'altezza della Tropopausa, dove, trovando uno strato di aria solitamente più calda, il movimento ascensionale si arresta e riprende quello in senso orizzontale e si ha la formazione dell'Incudine.
Ovviamente più l'aria è calda e umida e più energia conterrà e più l'instabilità convettiva sarà elevata. Più l'aria è umida e più la base dei Cb, ovvero il livello di condensazione, sarà bassa (Infatti, solitamente, la spinta ascensionale termina e la condensazione comincia attorno ai 1500 mt d'Estate, mentre in Primavera si è più vicini ai 2000 mt). La stessa Tropopausa ha valori di altezza variabili a seconda del luogo della Terra, in Pianura Padana si attesta sui 12-13 km.

Effetti dell'incontro con la Tropopausa:

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L'aria calda che risale prende il nome di Inflow e la formazione nuvolosa corrispondente Updraft.
Solitamente la zona dell'Inflow è posta tra i 5 e i 25 km più avanti della zona in cui si sviluppa il Temporale ed ha asse inclinato. La zona d'Inflow si trova in senso opposto al movimento del temporale.

Inflow:

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La corrente di Inflow è un elemento imprescindibile per la sopravvivenza di una cella temporalesca. L'alimentazione di aria caldo umida però non va considerata come una corrente unica, lineare e omogenea, anzi, la corrente è turbolenta e funziona ad impulsi più o meno forti di aria caldo umida e all'interno di essa ci sono momenti di stasi e momenti di moto. La massima velocità la corrente di Inflow la raggiunge a tre quarti di altezza, poi la velocità diminuisce e prende moto orizzontale quando raggiunge la Tropopausa. La corrente è inoltre più intensa al centro e più discontinua e irregolare man mano ci si allontana dal centro. Ovviamente non sempre l'altezza raggiunta dall' incudine combacia con quella di inizio della Tropopausa, ma varia a seconda della natura dell'aria e all'altezza in cui si esaurisce nuovamente la spinta verticale per instaurarsi quella orizzontale e si forma appunto l'incudine.

Corrente di Inflow:

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In casi particolari, con Inflow notevoli la barriera della Tropopausa può essere sfondata, ad esempio nelle Supercelle. Si ha così l'Overshooting Top.

Overshooting Top:

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L'aria raggiunti i 10-13 km d'altezza si espande e man mano si raffredda. Nuovamente per il principio di galleggiamento l'aria più fredda e pesante immersa in aria più calda e leggera tende a discendere. Si forma così la corrente di Outflow, contrassegnata con la zona di Downdraft.

Ciclo dell'aria in una cella Temporalesca:

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La corrente di Outflow impatta perpendicolarmente al suolo generando forti raffiche di vento lineari ed eventualmente, se le raffiche sono intense, Downburst che possono raggiungere velocità di 270 km/h e spesso, soprattutto in Italia, sono la principale causa di danni dovuti ai Temporali. Solitamente le correnti di Outflow concidono con le precipitazioni (pioggia/grandine). Le correnti di Outflow impattando al suolo assumono moto e direzione casuale e si dissipano man mano si allontanano dal punto di impatto. Più il Temporale è intenso e più le correnti di Inflow e Outflow saranno intense.

Outflow:

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La discesa dell'aria fredda, l'Outflow, genera una specie di fronte freddo in piccola scala, denominato Gust Front che procede analogamente alla direzione del Temporale e solleva l'aria calda che incontra sul suo cammino rialimentando la cella temporalesca. Qualora l'aria calda in sollevamento incontrasse dell'aria fredda in quota si potrebbero creare fenomeni violenti a causa dello "schiacciamento" dell'aria calda ad opera delle masse d'aria fredda.
Il Gust Front precede la restante aria fredda in discesa e inevitabilmente le precipitazioni piovose/grandigene.

Gust Front:


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Gust Front con Aria Fredda in Quota:


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Le correnti di Outflow sono anche le responsabili del collassamento delle Celle Temporalesche. Infatti quando l'aria fredda in caduta dalla cella va a sostituire completamente l'aria calda e umdia, carica di energia, la corrente di Inflow viene meno e così l'alimentazione dell cella stessa, che più o meno velocemente si "sgonfia". E' questo uno dei motivi per cui in Italia sono più rari i fenomeni violenti rispetto alle Plains, spesso infatti manca l'energia necessaria per tali fenomeni e le celle hanno breve durata (negli USA superano anche le 10 ore).

Collassamento ad Opera del Ricambio d'Aria:

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Come detto in precedenza l'aria fredda in discesa può avere manifestazioni violente, che prendono il nome di Downburst. Il Downburst è una forte corrente di discesa dovuta al raffreddamento dell'aria che acquisisce maggiore velocità grazie alle precipitazioni e all'evaporazione delle gocce d'acqua all'interno della nube al contatto con la corrente discendente. L'evaporazione accelera infatti il raffreddamento di una massa d'aria.
Il Downburst può essere diviso in due grandi classi, per natura e per dimensioni.
Il Downburst può essere Wet quando è associato a precipitazioni o Dry quando è privo di precipitazioni. Il Dry Downburst è piuttosto raro ed è dovuto principalmente ad aria secca nei bassi strati ed è anche più pericoloso in quanto non ha i tipici segni di distinzione quali le precipitazioni (al limite qualche Virga che non raggiunge il suolo).
Il Wet Downburst è invece il Downburst "classico" associato solitamente a precipitazioni con Rain Rate elevati ed eventualmente Grandine.

Downburst:

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Va sottolineato che i Downburst NON presentano, a differenza dei Tornado, alcun Movimento Rotatorio.
I Downburst nei Temporali di lunga durata possono manifestarsi anche dagli impulsi ascensionali di aria caldo-umida che ad un certo punto ricadono senza alimentare la cella com'è tipico dell'Inflow/Updraft. Come già detto le precipitazioni aumentano la violenza della corrente di discesa e quindi dell'eventuale Downburst, perciò quando avviene un rapido collassamento della cella le precipitazioni tendono a ricadere "di botto".
I Downburst si suddividono ancora in Micro e Macro a seconda del'estensione (aree colpite).
Il Microburst è più piccolo del Macroburst, ma più violento e raggiunge una velocità massima di 270 km/h. Tutti i Downburst al di sotto dei 4 km di estensione vengono detti Micro. Sono tipici delle singole celle e in queste celle ci possono essere vari Bursts di tipo Micro.

Microburst:

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Il Macroburst invece è meno violento, raggiunge i 210 km/h di punta massima, ed è più esteso. Tutti i Bursts con estensione superiore ai 4 km prendono il nome di Macro. I Marcoburst possono essere formati da più Microburst. I Macroburst sono tipici delle Squall Line dove le celle affiancate tra loro generano più Downburst/Microburst affiancati che "uniti" formano appunto i Macroburst.

Squall Line:


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