Gli indici convettivi

Spesso quando si fanno previsioni per un peggioramento temporalesco si leggono parole come CAPE, DLS, SCP, STP e altre sigle o abbreviazioni che per gli esperti hanno un senso ma rischiano di mettere un po’ in confusione chi non si intende di indici termodinamici.

Si tratta degli indici convettivi, che si trovano nei modelli matematici di previsione a scala locale e sono fondamentali per capire quali potrebbero essere l’intensità e le caratteristiche dei temporali previsti in una determinata zona.

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In questa pagina cercheremo di fornirvi le basi per comprendere che cosa comporta nella pratica l’uso di questi termini e cosa significa in concreto avere valori alti o bassi per ciascuno di questi indici. Possiamo limitarci a quelli principali, che potrete trovare più facilmente in un bollettino di previsione, e tralasciare per il momento i parametri troppo tecnici.

CAPE

Il primo di cui parliamo è il CAPE, in inglese convective available potential energy. È l’energia potenziale disponibile per la convezione, cioè il carburante di cui dispone l’atmosfera per la genesi di temporali, sotto forma di calore e umidità.

In genere è il primo indice che un cacciatore di temporali guarda sui modelli, perché è la condizione necessaria per avere lo sviluppo dei temporali: se non c’è cape, non ci saranno nemmeno loro.

Il CAPE si misura in J/kg ed è una quantificazione dell’instabilità atmosferica. Più è grande il suo valore, più una particella d’aria avrà energia per salire verso l’alto con il meccanismo della convezione. Ne consegue che più è alto il cape, più intense saranno le correnti di updraft dei temporali.

Con valori sotto i 500 difficilmente avremo temporali organizzati, se non al massimo qualche colpo di tuono. Sopra i 1000 i temporali, se si formeranno, saranno invece più intensi con presenza anche di grandine. Valori di cape sopra i 2000 sono un campanello d’allarme per la possibilità di grandine di grosse dimensioni, forti venti e, se le condizioni generali sono favorevoli, anche tornado.

CIN

Il CIN, o convective inhibition, è il contario del CAPE. È cioè l’energia presente nell’aria dei bassi strati che contrasta i moti convettivi. Valori elevati, sopra i 150-200 J, indicano la presenza di un forte strato di inversione termica, cioè di una zona in cui la temperatura dell’aria è superiore a quella sottostante, e impedisce quindi a questa di salire, facendo da tappo per la convezione. Al contrario, valori di CIN vicini allo zero significano assenza di tappo e quindi nessun impedimento alla convezione.

Spesso però i temporali più intensi si formano non in assenza di CIN, ma con valori medi, perché? La spiegazione è data dal fatto che altri fattori come il riscaldamento dell’aria vicino al suolo da parte del sole o l’ingresso di aria più fredda in quota sono in grado di erodere progressivamente il tappo fino a farlo saltare, con l’energia che a questo punto si libera di colpo e violentemente facendo esplodere la convezione.

LCL

L’LCL, o lifting condensation level, è la quota alla quale una particella d’aria che viene sollevata dalla convezione condensa, cioè in pratica l’altezza a cui si formeranno le basi delle nubi temporalesche. Più è alta l’umidità dell’aria nei bassi strati, più l’LCL è vicino al suolo. Questo parametro è importante per capire che aspetto avranno i temporali.

Con LCL sotto gli 800-500 m avremo quindi temporali con basi molto vicine al suolo, con una maggiore possibilità di sviluppo di nubi accessorie come shelf cloud e wall cloud.

Con un LCL sopra i 1000 m invece si formeranno temporali a base alta, spesso con carenza di nubi accessorie.

DLS

DLS significa “deep layer shear”. Qui entriamo nel campo degli indici legati alla dinamica dei venti. Il DLS si misura in m/s o in nodi ed esprime la differenza nella velocità e nella direzione del vento tra le quote di 500 m e 6 km. Come abbiamo già detto altre volte, dal wind shear dipende la tipologia di celle temporalesche che si formeranno, ad asse verticale o ad asse obliquo.

Valori di DLS superiori a 20-25 m/s sono quelli che servono per avere temporali con asse inclinato, e avere quindi la possibilità di sviluppo di supercelle.

Allo stesso modo i modelli forniscono il valore dello shear di basso livello, cioè nel primo km di quota, che viene utilizzato soprattutto per stimare la possibilità che i temporali possano formare un tornado.

SREH

Se il DLS è un parametro piuttosto grezzo, l’SREH (storm relative environmental helicity) integra lo shear con il cape e ci fornisce un valore di elicità verticale del vento tra 0 e 3 km di quota. Che cosa vuol dire? Molto semplicemente, la tendenza del flusso d’aria a salire verso l’alto con moto rotatorio. Ne consegue che più è alto questo valore, più aumenterà il rischio di tornado.

Con valori di SREH superiori a 150 m2/s2 sarà probabile lo sviluppo di supercelle, mentre con SREH sopra 300 sono possibili anche tornado di forte intensità.

SWEAT

Lo SWEAT index significa severe weather therat index, e integra diversi parametri termodinamici e ci fornisce un valore che indica la probabilità di tornado. Con SWEAT sopra 250-270 i tornado iniziano a essere possibili, mentre sopra 400 la probabilità di eventi vorticosi è molto alta.

SCP/STP

Infine, SCP e STP, rispettivamente supercell composite parameter e significant tornado parameter, sono due indici compositi, spesso inseriti insieme nelle mappe dei modelli matematici, che attraverso l’analisi di diversi indici ci restituiscono le aree con maggiore probabilità di sviluppo di supercelle e di tornado.

La probabilità di supercelle viene visualizzata come colori secondo una scala progressiva, mentre quella di formazione dei tornado usa solo 3 valori ed è rappresentata dalle zone racchiuse nei contorni azzurri e viola.