GUIDA: Cartine Metereologiche

[gelosnow]

Carte altezza geopotenziale 700hPa e velocità verticali


In queste mappe sono presenti due parametri:

- le altezze geopotenziali, che sono rappresentate tramite le linee bianche
- le velocità verticali, che sono rappresentate dalle aree colorate

- Le velocità verticali sono solitamente espresse in Pa/s (Pascal al secondo) ed indicano la velocità verticale di ascesa o discesa di una particella. Valori negativi indicano una massa d'aria in ascesa (perché la particella, salendo, si sposta da valori più alti di pressione verso quelli più bassi ed è indicata solitamente da colori sul rosso-violetto; una massa in ascesa è una massa instabile e quindi può causare la formazione di nubi e precipitazioni; infatti la massa d'aria umida ( è fondamentale che sia umida! ), salendo, può condensare. Più le VV (Velocità Verticali) sono negative e maggiori saranno le probabilità di sviluppo di nubi "imponenti" (cumulonembi ad esempio) e di precipitazioni intense. Valori positivi, invece, indicano una massa d' aria in discesa ed è solitamente indicata da colori azzurro-blu. Una massa d'aria in discesa è una massa d'aria stabile, e non permette la formazione di nubi e tantomeno di precipitazioni.

Valori fortemente positivi, indicano correnti discendenti intense, quindi anche compressione con aumenti termici e cali igrometrici: solitamente capita nel versante opposto allo stau: vi è quindi presenza di venti di caduta (föhn ad esempio) in caso lo scarto barico lo consenta. Valori attorno allo zero o poco superiori, indicano velocità verticali neutre.Le velocità verticali vanno sempre accoppiate all'umidità relativaprevista alla stessa quota delle VV (in questo caso 700hPa). Infatti, la stima di nuvolosità e precipitazioni, come già indicato, è data dal rapporto VV/RH%; ad esempio, con valori di umidità relativa sotto i 50%, anche con velocità verticali fortemente negative non ci sarà abbastanza umidità da condensare ed il cielo sarà comunque sereno o poco nuvoloso. Con velocità verticali medio-basse negative e umidità tra il 60% e il 75% il cielo sarà tra il poco nuvoloso ed il nuvoloso. Con le stesse velocità verticali ed umidità sopra i 75% sarà tra il nuvoloso ed il coperto (molto nuvoloso o coperto dagli 85-90% in su). Con velocità verticali più intense, basta meno umidità per avere maggiori coperture... ; insomma: la stima della nuvolosità è basata su una giusta interpretazione delle VV e dell'RH%.

[gelosnow]

Perchè analizzare le carte a 200-300 hPa ?


La corrente a getto o Jet Stream è un fiume impetuoso di aria che scorre ad elevata altezza ai limiti superiori della troposfera; essa sorvola il nostro continente in prossimità del fronte polare alla latitudine di circa 60° Nord. La corrente a getto percorre tutta la circonferenza del globo terrestre e divide le masse d’aria fredda (polare o artica) dalle masse d’aria calda (tropicale). La corrente a getto può raggiungere qualche centinaio di chilometri di larghezza e nell’emisfero boreale (grazie alla forza di Coriolis) è sempre orientata da Ovest verso Est. Tuttavia essa non percorre una traiettoria rettilinea, ma oscilla in direzione meridiana descrivendo quel moto ondulato che delimita le Onde planetarie di Rossby.


La corrente a getto in inverno è situata ad una quota leggermente più bassa che in estate. Infatti lo spessore della troposfera alla nostre latitudini ha un andamento stagionale ed è più sottile nel semestre freddo quando i geopotenziali sono generalmente più bassi. Per questa ragione nell’analizzare la corrente a getto prendiamo in considerazione in inverno la superficie di 300 hPa ed in estate la superficie di 200 hPa.
Le carte di analisi dell’alta troposfera descrivono i vettori vento (streamlines) oppure l’altezza del geopotenziale che ovviamente coincide con la direzione del vento geostrofico. Inoltre viene riportata la velocità del vento evidenziando i punti ove il flusso è più veloce.
La velocità delle correnti è cruciale in questo tipo di analisi che ha come obiettivo primario quello di individuare le zone di accelerazione della corrente a getto note come Jet Streak.
Un jet-streak significativo è un’area in cui il vento supera i 100 nodi (circa 170 km/h)
Nelle vicinanze del Jet streak possiamo individuare le zone caratterizzate da moti ciclonici ascensionali.

In modo simile ad un’auto che accelera uscendo da una curva così anche la corrente a getto rinforza nell’entrare in un tratto rettilineo anche breve. Nel punto in cui la corrente a getto accelera consegue una rarefazione del volume d’aria che si ammassa avanti in direzione del moto della corrente medesima. In questa zona – definita divergente – si verifica una fuoriuscita d’aria che comporta un’alleggerimento della colonna sottostante. In accordo al principio di conservazione di massa tale svuotamento viene compensato dal richiamo di aria che risale convergendo nei bassi strati. Ecco quindi che al suolo la pressione inizia a calare. Nella bassa troposfera il moto rotatorio ciclonico tende a distorcere le isoterme. La deformazione del campo termico provoca un contrasto tra masse d’aria fisicamente differenti: nella depressione iniziamo ad individuare un fronte caldo ed un fronte freddo. Quando l’aria è umida ed instabile, specialmente in estate, ove il getto accelera vengono esaltati i moti convettivi. Se una massa d’aria viene risucchiata dall’alto è ulteriormente facilitata la formazione di potenti celle temporalesche.

E' importante ricordare:
- Ad una zona di divergenza del getto corrisponde al suolo una zona di convergenza
- La compensazione all'alleggerimento della colonna d'aria avviene dal basso, essendo la sovrastante stratosfera molto stabile.
- La divergenza è una grandezza espressa come massa d'aria (dell'ordine della milionesima frazione di 1 kg) che fuoriesce orizzontalmente nel tempo di un secondo.
- Individuare le zone di divergenza della corrente a getto permette di prevedere lo sviluppo di una depressione.


Analisi del Jet Streak
-In un tratto abbastanza rettilineo una volta individuato il Jet Streak si consideri l'asse del getto, detto core della corrente.
Seguendo l'immagine qui a fianco si suddivida il core in quattro quadranti perpendicolari passanti per l’asse del getto.
Ebbene in corrispondenza dei quadranti anteriore sinistro e posteriore destro avremo una fuoriuscita d’aria (divergenza). Nei rimanenti due quadranti avremo invece un riempimento d’aria (convergenza) con moti discendenti.
L’ orientamento dei vettori divergenza e convergenza è influenzato dalla componente della forza di Coriolis che si assomma al moto della corrente.

- In presenza di una curvatura del getto è invece necessario valutare l’esatta posizione del Jet Streak



La posizione del Jet Streak in una saccatura

- Se il getto si trova prima (ad Est) dell’asse di saccatura la medesima colmerà spostandosi verso NordEst.

- Se il getto si trova dopo (ad Ovest) dell’asse di saccatura la medesima si approfondirà spostandosi verso SudEst

- Se il getto si trova sul gomito in corrispondenza dell’asse di saccatura avremo il massimo approfondimento della medesima. In questo caso avremo divergenza e moti ascensionali a Nord del Jet Stream e convergenza a Sud.

Un esempio pratico: il treno di onde perturbate

Spesso le zone di divergenza del getto si possono individuare sul braccio ascendente di una saccatura. Quando la corrente a getto risale il bordo occidentale di un’Onda di Rossby in corrispondenza delle aree di divergenza si forma un treno di ondulazioni più corte note come Onde di Bjerknes. Questo tipo di moto armonico si genera quindi lungo il tratto ascendente di un onda più ampia a scala continentale. Come possiamo notare nell'immagine accanto: lungo le Onde di Bjerknes si genera una famiglia di cicloni extratropicali che si spostano rapidamente da SudOvest verso NordEst in seno alla corrente a getto. Le depressioni più "vecchie" in fase di colmamento le troviamo poco prima della cresta dell'Onda di Rossby; le depressioni più "giovani" nascono e si sviluppano poco prima del cavo d'onda. E' proprio laddove il getto esce dalla curva a gomito che inizia l'accelerazione e quindi aumenta la divergenza. Contrariamente dopo il transito dell'asse di saccatura prevalgono i moti discendenti con aumento dei geopotenziali. A questo punto l'espansione verso oriente di un promontorio anticiclonico "chiude" il treno perturbato. L'ondulazione di Bjerknes trasla verso oriente seguendo il pulsare della corrente a getto. Il treno perturbato avanza lentamente in coincidenza con la traslazione dell'Onda di Rossby che essendo molto ampia ha anche un periodo piuttosto lungo. Per questa ragione un osservatore che si trova sotto il braccio sudoccidentale di una corrente a getto può assistere ad una fase di maltempo insistente.


La corrente a getto vista dal satellite

La presenza della corrente a getto in questa immagine è evidenziata da quella banda biancastra e sfilacciata che ho indicato con la freccia. Si tratta di un lungo sentiero di cirri densi e fibrosi con traiettoria sudoccidentale. Probabilmente lungo quel breve tratto rettilineo evidenziato dalle nubi il getto è in accelerazione (Jet Streak). A NordEst della traccia della corrente a getto sono favoriti i moti ascendenti e convettivi. L'asse della saccatura è disposto dal Canale della Manica verso il Golfo di Guascogna, pertanto il getto si trova sul suo braccio ascendente. La presenza della scia di cirri evidenzia quei vortici turbolenti che si formano in prossimità del getto. I piloti di linea riconoscono queste nubi che indicano la cosiddetta turbolenza in aria chiara (CAT), pericolosa per la condotta del volo.

[gelosnow]

segue il post precedente


Questa "immagine da manuale" mostra la formazione di un treno di onde di Bjerknes che percorre il lungo braccio ascendente della corrente a getto. Le pulsazioni di intensità della corrente (Jet Streak) favoriscono la formazione di una famiglia di cicloni extrtropicali. Si notano addirittura 5 vortici depressionari: sulle Canarie c'è l'elemento più giovane, mentre sul Mare del Nord si nota l'occlusione dell'elemento più vecchio. Il getto contorna il bordo occidentale dell'onda di Rossby costituita da un'alta pressione di stampo subtropicale con elevati geopotenziali sull'Italia.


Quest'ultima immagine in dettaglio dal satellite polare mostra una serie di violenti temporali ad asse obliquo che si sono generati tra la Sicilia e la Calabria. I lunghi pennacchi bianchi protesi verso Est sono le incudini trascinate dall'intensità delle correnti al limite della troposfera. I cumulonembi ad asse obliquo evidenziano una accelerazione del getto che amplifica la violenza dei moti convettivi. Anche in questo caso la presenza di una veloce corrente a getto sopra una colonna d'aria instabile può contribuire alla formazione di temporali a supercella.

[TornadoNevoso]

Originariamente inviata da gelosnow

Splendida questa foto, che botti che deve aver fatto quel giorno!

[Fra881]

grande snow

manca un'unica cosa, visto che per le carte prp dici che sono poco affidabili e soprattutto vista l'orografia dell'italia sballano parecchio, come si fa a capire dalle 500hpa che vengono postate a ogni run, se arrivano delle prp e dove?
ho tentato di correlare le carte prp e le carte a 500 guardando le disposizioni bariche e le precipitazioni calcolate ma non ho trovato un nesso costante...

spesso leggo "vien freddo ma è sterile" (o "è freddo secco"), come lo si capisce (a parte essere esattamente al centro di un hp al suolo ma è raro con una colata fredda a 500)?

e soprattutto, dato per assodato un minimo, come si capisce dove scaricherà le precipitazioni?

[Borche]

Raga correggete subito la storia dei Dam perchè non corrisponde alla verità. Dam ovviamente sta per decametro. In pratica quei valori indicano a che quota in metri si trova il valore isobarico dei 500 Hpa. Ad esempio se leggo 552 dam vorrà dire che ho 500 Hpa a 5520 metri d'altezza.

[Snow88]

Originariamente inviata da Borche

Raga correggete subito la storia dei Dam perchè non corrisponde alla verità. Dam ovviamente sta per decametro. In pratica quei valori indicano a che quota in metri si trova il valore isobarico dei 500 Hpa. Ad esempio se leggo 552 dam vorrà dire che ho 500 Hpa a 5520 metri d'altezza.

[magnum]

chiedo scusa, perchè spesso si prende come riferimento la 552 dam???

[zorro]

Grazie per la didattica raga.



Dani

[edotsneve]

Wind shear

a cura di Gobbi Alberto

-Il wind shear è una particolare circolazione atmosferica, favorita da infiltrazioni fresche in quota, che dà l'impressione di vedere le nubi convergere da direzioni diverse. E' la variazione della velocità e della direzione del vento su una breve distanza (verticale od orizzontale); il wind shear di gran lunga più importante ai fini dello studio sui temporali è quello verticale, essendo le nubi temporalesche a sviluppo verticale.

-Il windshear favorevole allo sviluppo di intensa attività temporalesca è uno solo: se il vento salendo di quota proviene da direzioni che ruotano gradualmente in senso orario es. SE al suolo, SSW a 850 hPa (1500 m circa) e W a 500 hPa (5500 m circa) avremo una rotazione all'interno della cella temporalesca in senso antiorario; oppure si può dire che il vento in quota deve provenire dalla sinistra rispetto alla direzione del vento che si trova nello strato inferiore: questo è chiamato windshear positivo (in pratica, è la vorticità ciclonica) poichè conferisce moto antiorario alla cella temporalesca in grado di "stimolare" la salita dell'aria. Se il profilo verticale del vento è contrario a quello sopra (vento in quota che proviene dalla destra rispetto a quello negli strati inferiori) avremo windshear negativo (in pratica, è la vorticità anticiclonica) che scoraggia i moti verticali a meno che non ci sia un gradiente termico verticale notevole.

Ricordiamoci che la genesi di supercelle necessita di numerosi fattori concomitanti; limitandoci a considerare il campo del vento non è importante la direzione in sè e per sè, ma lo shear verticale della direzione e della velocità. Il windshear verticale favorevole allo sviluppo di intensi sistemi temporaleschi, anche a supercella, vede quasi sempre la direzione ruotare in senso orario con la quota e la velocità aumentare sensibilmente, specie tra i piani isobarici di 500 e 300 hPa (per la velocità) e tra 850 e 500 hPa (per la direzione). Naturalmente l'aspetto anemologico è soltanto uno degli elementi in grado di portare allo sviluppo di tempeste a supercella ed a volte esse si possono sviluppare lo stesso con windshear non del tutto favorevole.

-L'ambiente (vento, umidità, instabilità) in cui si sviluppa un sistema temporalesco è variabile, quindi il tipo di tempesta (multicella, supercella ecc) più "candidata" a svilupparsi è altrettanto variabile. Grande importanza assume l'ammontare del wind shear: come anticipato, si parlerà solo di wind shear verticale positivo. Se il wind shear è minimo, ovvero se ci sono piccoli cambiamenti nella direzione e velocità del vento su una breve distanza riferita all'altezza, saranno favoriti i sistemi multicellulari e in genere tutti i comuni temporali ad asse verticale con updrafts di breve durata. Bassi valori di wind shear si riscontrano con debole inflow alla base dei Cb: poichè l'inflow è debole, l'outflow sarà eccessivamente intenso e spingerà il gust front fuori dall'area del downdraft per parecchi km avanti rispetto al Cb. Questo isolerà la sorgente di aria calda e umida perchè l'aria si è ormai raffreddata su una zona molto estesa intorno al temporale: l'updraft non durerà a lungo, anche perchè le precipitazioni cadranno attraverso lo stesso updraft. dal modello si nota infatti come updraft e downdraft sono molto vicini tra di loro e quindi si "disturbano" a vicenda.



Modello semplificato: temporale ad asse verticale


-Se invece il wind shear è maggiore il temporale avrà updraft decisamente più longevi. Elevati valori di wind shear si riscontrano con forti inflow alla base della nube i quali "manterranno" il gust front vicino al nucleo centrale del temporale, quindi il Cb disporrà della sorgente di aria caldo umida per più tempo e l'updraft non sarà "invaso" dalla precipitazioni, in quanto esse cadranno dall'updraft e non attraverso esso: si veda il seguente modello in cui si nota come l'updraft si tenga distante dalle precipitazioni e quindi dal downdraft. In questa situazione sono di gran lunga favorite le supercelle e in generale tutti i temporali ad asse obliquo (più rari dei temporali ad asse verticale) in cui l'asse dell'updraft principale è inclinato da sinistra (parte bassa della cella) verso destra (parte alta della cella) sotto l'azione di forti venti in quota che soffiano da sinistra (in genere W) verso destra (in genere E). Le correnti ascensionali quindi persisteranno per più tempo e il Cb salirà sempre più di quota.



Modello semplificato: temporale ad asse obliquo


Infatti le celle temporalesche presentano asse obliquo quando le correnti in quota, in genere tra 500 e 300 hPa, sono molto intense, per esempio in una corrente a getto o Jet Stream (forte corrente, di almeno 60 nodi, stretta e ad asse quasi orizzontale). La parte superiore delle celle viene portata, a causa di tali forti venti, a notevole distanza rispetto alla base, assumendo struttura molto inclinata. Se in quota i venti sono molto forti è intuitivo che a quell'altezza sfugge molta più aria rispetto al flusso presente nei bassi strati e la corrente ascensionale spesso non è in grado di colmare il deficit di flusso che si viene a creare: a questo punto l'unico sistema possibile per ricreare l'equilibrio è una intensificazione del richiamo di aria dal basso, che si traduce in una corrente ascensionale più forte proporzionalmente al divario di flusso esistente tra quota e bassi strati. In tal modo le correnti ascendenti possono divenire fortissime e condurre a grandi altezze le sommità dei cumulonembi, che in virtù dei forti venti a quelle quote si distenderanno molto andando relativamente lontane rispetto alle basi. Si originano così forti temporali; inoltre quando arrivano i downdrafts al suolo essi conserveranno una certa quantità di moto che avevano quando l'aria che li costituisce era ad alta quota: si possono così originare raffiche violentissime ben oltre i 100 km/h a causa della gravità + quantità di moto con danni notevoli.

-Tutte le supercelle alle nostre latitudini hanno asse verticale obliquo, sebbene non sia indispensabile la presenza del getto per la costituzione di supercelle; basta che il flusso aereo in quota sia sensibilmente più forte che nei bassi strati: ciò può avvenire anche in assenza del getto. Molti dei più potenti temporali si sviluppano al di sotto di una corrente a getto, o comunque in regioni in cui i venti in quota sono molto forti (di solito in situazioni frontali): si possono vedere anche a occhio nudo con un po' di fortuna se non ci sono nubi basse in ostacolo e si presentano con le incudini visibili molto prima che sopraggiunga il corpo centrale della cella (da non confondere col temporale in dissolvimento). Si notano ancor meglio al radar dove si vede come tra la zona di massima precipitazione e l'inizio della cella (incudine soffiata dai forti venti) ci siano molti chilometri di distanza: nel radar il temporale appare come una "strisciata" con in coda il nocciolo di massima precipitazione. Un'altra buona indicazione è il vedere correre molto velocemente i cirri o i falsi cirri (incudine in dissolvimento) prima dell'arrivo del temporale. Va da sè comunque che temporali molto forti possono anche non avere asse obliquo, ma tale aspetto aiuta non poco ed ha fondamentale importanza nella genesi di forti grandinate.