Invasioni di aria stratosferica e “dark stripe”: ecco le cause delle alluvioni autunnali italiane

Invasioni di aria stratosferica e le “dark stripe”, ecco le dinamiche atmosferiche che possono favorire le alluvioni in autunno

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 immobile, ma in continuo movimento. Ciò significa che essa si alza e si abbassa in continuazione, a seconda che vi scorre 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. 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. Prendendo per esempio le nostre latitudini, quando si presenta una anomalia positiva nei valori di “vorticità potenziale isoentropica”, significa che la tropopausa tende ad abbassarsi fino a far intrufolare aria secca e stabilmente statica, con alti valori “vorticità potenziale isoentropica” di origine stratosferica nella troposfera sottostante.

In questo caso la sovrapposizione di aria secca e vorticosa stratosferica, con alti valori di “vorticità potenziale isoentropica”, sopra le masse d’aria umide della tropopausa, come quelle che vanno a confluire in una depressione o in una giovane ciclogenesi, genera una veloce destabilizzazione della colonna d’aria per il notevole “gradiente igrometrico verticale”, agevolando la formazione di imponenti sistemi nuvolosi cumuliformi (“Cellule temporalesche” che unendosi possono sfociare in insidiosi sistemi temporaleschi a mesoscala) che possono dare la stura a forti piogge e temporali anche intensi. 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.

Recenti analisi hanno dimostrato come gran parte degli ultimi eventi alluvionali che hanno sconvolto l’Italia o le altre aree che si affacciano lungo il bacino del mar Mediterraneo siano da addebitare anche a queste iniezioni di masse d’aria più secche, che scendono dalla bassa stratosfera, tendono a far esplodere l’attività convettiva, specie se queste invasioni di aria secca si sovrappongono sopra flussi caldo e molto umido, presenti nella media e bassa troposfera. Ad esempio questo può essere il caso della tragica alluvione lampo che si è verificata sulla costa ionica del messinese, tra i comuni di Scaletta Zanclea e Giampilieri, il 1 Ottobre 2009, o di quelle più recenti, dell’Ottobre 2010 e del 4 Novembre 2011, che hanno duramente colpito la Liguria e la città di Genova, cagionando ingentissimi danni e purtroppo anche tante vittime. Più recentemente una iniezione di aria molto secca, d’origine stratosferica, in seno ad una circolazione ciclonica mediterranea, ha innescato il violento sistema convettivo a mesoscala che lo scorso sabato ha duramente colpito i Peloritani meridionali, causando l’improvvisa alluvione lampo che ha colpito il messinese, causando ingentissimi danni materiali.

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. Difatti, 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, dell’attività convettiva lungo il margine anteriore di queste strisce nere.

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”.