Nubifragio Catania: una “dry intrusion” dalla stratosfera e un intenso “Wind Shear” fra le cause scatenanti del violento temporale che ha allagato la città etnea

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Nel pomeriggio di ieri un violento temporale, caratterizzato da attività elettrica ed elevatissimi indici di rain/rate, ha colpito la città di Catania e il suo hinterland, ai piedi del versante orientale dell’Etna. In meno di un’ora e mezza il forte rovescio temporalesco, assumendo i connotati di una autentica precipitazione monsonica, è riuscito a scaricare circa 60-70 mm d’acqua, con picchi di oltre gli 80-90 mm nelle aree più interne e lungo il versante orientale etneo. Su tutti spicca il dato di Pedara che ha registrato un accumulo superiore ai 106 mm. Si tratta, per l’appunto, di accumuli molto considerevoli in rapporto ai tempi molto ristretti. Tutta quell’acqua, caduta in cosi poco tempo, non poteva essere smaltita correttamente dalla rete fognaria. Ciò ha prodotto vasti allagamenti, trasformando le principali strade del capoluogo siciliano in veri e propri torrenti in piena che hanno trascinato autoveicoli in sosta, scooter e motorini. La stessa piazza centrale, davanti la cattedrale, è divenuta un grande acquitrino. Sotto l’aspetto puramente sinottico sulla Sicilia orientale era atteso un peggioramento delle condizioni meteorologiche per la risalita del vecchio “CUT-OFF” (vortice ciclonico chiuso in quota) nord-africano, in allontanamento verso lo Ionio. Ciò avrebbe comportato un ulteriore destabilizzazione atmosferica (rinforzo del “gradiente termico verticale”), alimentato dalla presenza di umide correnti da E-NE e NE, nei bassi strati, che hanno contribuito ad ammassare una nuvolosità molto bassa lungo il versante sopravento dell’Etna e dei Peloritani meridionali.

Ecco come si presentavano le strade di Catania dopo il nubifragio

Questa depressione in quota era preceduta da una estesa “Warm Conveyor Belt”, di tipo “forward”, ben alimentata dall’intenso ramo ascendente del “getto polare” che risaliva lungo il bordo orientale del “CUT-OFF” nord-africano, con massimi di velocità (“Jet Streak”) attestati sopra il mar Ionio, dove si assisteva ad un considerevole incremento del “Wind Shear verticale”. Ma analizzando per bene l’evoluzione dei soggetti sinottici, fra le 15:00 e le 19:00 UTC di giovedì 21 Febbraio, si nota come il potente “Cluster temporalesco”, caratterizzato da violenti “updrafts” (forti moti ascensionali dentro la nuvola temporalesca), che si è venuto a sviluppare a ridosso dell’area costiera catanese, fra il versante orientale dell’Etna e i Peloritani meridionali (il cui effetto “trampolino” alle umide correnti da E-NE nei bassi strati ha di sicuro influito nello scoppio delle forti turbolenze che hanno prodotto l’immenso cumulonembo), non è imputabile alla classica situazione d’instabilità con un fortissimo “gradiente termico verticale” (forti differenze di temperatura in seno alla colonna d’aria che diventa sempre più fredda man mano che si sale di quota). O per lo meno, il “gradiente termico”, sia orizzontale (vista l’avvezione di aria calda in azione sullo Ionio), che verticale (con l’afflusso di masse d’aria più fredde in alta quota sopra il flusso mite pre-frontale), in questo caso non è stato il fattore determinante che ha favorito la genesi del sistema convettivo. Osservando le immagini satellitari del vapore acqueo si nota “l’anomalia” troposferica che ha scatenato il violento nubifragio su Catania.

Si inizia a notare l'ammasso temporalesco in formazione tra il catanese e il messinese ionico

Il fattore che ha innescato lo sviluppo di questa grossa nube temporalesca, fra la costa catanese e il messinese ionico, tra Etna e Peloritani, è una “dry intrusion”, ossia una intrusione di aria molto secca di origine stratosferica nell’alta troposfera che ha prodotto un intenso “gradiente igrometrico verticale” tra l’aria fredda e secca in quota in scorrimento sopra le masse d’aria molto umide (prossime alla saturazione) e temperate in azione nei bassi strati, sul versante sopravento (quello orientale) di Etna e Peloritani. Il fenomeno, studiato nella meteorologia sinottica (in Europa e negli USA), è noto anche con il termine di  “invasioni stratosferiche“. Difatti, la tropopausa (ossia quella fetta di atmosfera, alta più di 12-13 km a seconda della latitudine, entro cui si possono estendere i moti atmosferici verticali) non è fissa, come erroneamente si pensa, ma in continuo movimento. Ciò significa che essa si alza e si abbassa in continuazione, a seconda che vi passi aria fredda di origine polare (che abbassa la troposfera) o calda sub-tropicale (che innalza la troposfera). Le ondulazioni della tropopausa causano due differenti tipi di anomalie che possono essere positive o negative.

Considerevole lo "Shear" del vento in quota

Parliamo di anomalie positive quando “aria stratosferica” invade la parte più alta della troposfera, determinando le cosiddette “invasioni stratosferiche“ nella tropopausa, che possono finire all‘interno del ramo principale della “corrente a getto“. Le anomalie negative si verificano solo quando è l’aria troposferica che si alza fino al limite della stratosfera, provocando le “invasioni di aria troposferica“. Nel primo caso lo spessore della troposfera subisce un abbassamento legato ad una circolazione ciclonica (ciclogenesi), più o meno profonda, che determina condizioni di spiccata instabilità “baroclina”, con la stabilità statica che diminuisce nella parte inferiore dell’anomalia. Nel secondo caso la troposfera invece tende a sollevarsi verso il limite della stratosfera, per l’azione di una circolazione anticiclonica, con la stabilità statica che invece aumenta sempre più nella parte inferiore dell’anomalia, favorendo un incremento della stabilità atmosferica, partendo dai medi e bassi strati. In tali contesti, con scorrimenti di aria stratosferica molto secca nell’alta troposfera, si possono originare delle fasi di forte maltempo che possono dare luogo anche ad insidiosi sistemi temporaleschi autorigeneranti, capaci di scaricare in poche ore precipitazioni di carattere torrenziale che possono determinare le disastrose alluvione lampo che hanno caratterizzato la storia del nostro paese.

Ma come si possono individuare le invasioni di aria secca stratosferica sull’alta troposfera ?

Di solito, per poter individuare le invasioni di aria stratosferica nella troposfera, bisogna ricorrere alle immagini del vapore acqueo, dove si possono identificare delle estese linee scure che si possono allungare per centinaia di chilometri di distanza. Queste linee scure, visibili solo tramite l’ausilio dell’immagine del vapore acqueo, vengono denominate “Dark Stripe”. Recentemente sono state oggetto di studio visto la presenza di una determinata fenomenologia che le accompagna. Le “Dark Stripe” rappresentano ormai dei parametri chiave per l’insorgenza di rapide ciclogenesi (specie se passano sopra aree “barocline“ nei bassi strati), la fenomenologia e la nuvolosità associata al “Jet Crossing”, ma soprattutto per la crescita e l’esplosione, a volte anche improvvisa (non sempre prevedibile), dell’attività convettiva lungo il margine anteriore di queste strisce nere.

La linea gialla indica la “Dark Stripe” dove si è registrata la "dry intrusion" stratosferica che ha prodotto il nubifragio sulla città di Catania

Ormai è assodato nella parte anteriore di una “Dark Stripe” si possono originare dei fenomeni temporaleschi veramente violenti, con fortissimi “updrafts” che possono svilupparsi anche in condizioni termo-dinamiche non propriamente ottimali, con “gradienti termici verticali” non molto intensi. In questo caso lo scoppio dell’attività temporalesca si va a localizzare proprio in prossimità della linea di demarcazione fra l’aria molto fredda e secca stratosferica che scorre sopra l’aria più calda e molto umida troposfera. Il forte “gradiente igrometrico verticale” che si viene a creare, lungo la linea di demarcazione, se associato ad originarie condizioni di spiccata instabilità in sede troposferica, può essere più sufficiente per innescare la cosiddetta miccia temporalesca, che tenderà ad assumere caratteristica autorigeranti. Tale elementi enunciati possono agevolmente produrre insidiosi sistemi convettivi a mesoscala o pericolosi “Cluster temporaleschi” che possono scaricare grandi carichi precipitativi nel giro di poche ore, specie nelle aree ove la particolare conformazione orografica del territorio inasprisce il fenomeno dello “stau”. Riguardo il nubifragio catanese le immagini del vapore acqueo sono molto chiare, a tal proposito, nell’evidenziare una “Dark Stripe”, ossia una estesa linea scura, estesa dalla bassa Calabria fino al tratto di mare antistante le coste della Sicilia orientale.

L'ammasso temporalesco responsabile del nubifragio su Catania, si notano le fulminazioni sull'omonimo golfo

Questo filamento scuro, nelle immagini del vapore acqueo, mette in evidenza la “dry intrusion” che ha fornito una notevole enfasi all’attività convettiva, creando le fortissime correnti ascensionali che hanno costruito l’enorme “Cluster temporalesco” sul catanese, responsabile del nubifragio che ha allagato la città di Catania. La presenza, nei bassi strati, di aria satura, umidificata sopra il mar Ionio, trasportata da una moderata ventilazione, da E-NE e NE, richiamata dal “CUT-OFF” nord-africano e del suo relativo minimo barico al suolo, ha reso ancora più forte il cosiddetto “gradiente igrometrico verticale” che si è subito associato alle preesistenti condizioni d’instabilità in sede troposferica, legate al passaggio del “CUT-OFF”, e all’intenso “Wind Shear verticale” attivo sullo Ionio. Lo “Shear positivo”, con forti venti occidentali in quota (a 500 hpa) in scorrimento sopra una componente nord-orientale nei bassi strati (850 hpa) in seno ad una circolazione depressionaria, assieme alla “dry intrusion”, ha avuto un ruolo di non poco conto nella formazione temporalesca, creando una notevole “divergenza” nei medi strati della troposfera.