I tornado sono circolazioni compatte e violente, ma non esiste una sequenza unica che trasformi ogni temporale rotante in un tornado. Vediamo che cosa si sa sulla loro formazione, che cosa può davvero confermare il radar e come comportarsi quando arriva un’allerta.
Che cos’è un tornado?
Un tornado è una colonna d’aria in violenta rotazione che si estende da un temporale fino al suolo. L’aria che ruota è invisibile. Di solito vediamo le goccioline d’acqua condensate nell’imbuto, oppure polvere, terra e detriti catturati dalla circolazione.
La distinzione è importante. Un imbuto di condensazione non deve arrivare visibilmente fino a terra. Se la circolazione è già a contatto con la superficie, si tratta di un tornado anche quando la parte inferiore dell’imbuto resta invisibile. Se invece la circolazione di un imbuto rotante non raggiunge il suolo, si parla di nube a imbuto.
I tornado possono svilupparsi da diversi tipi di tempesta convettiva. Molti dei più intensi nascono dalle supercelle, che contengono correnti ascendenti persistenti e rotanti. Questo articolo si concentra su tale processo, ma non è l’unica via alla tornadogenesi.
Gli ingredienti di un temporale rotante
Una supercella tornadica richiede una combinazione favorevole di umidità, instabilità, sollevamento e variazione verticale del vento.
L’aria calda e umida vicino al suolo può diventare instabile e tendere a salire quando sopra di essa si trova aria più fredda. Un fronte, una saccatura o un altro confine atmosferico può sollevarla fino a innescare un temporale con forte sviluppo verticale. I meteorologi descrivono l’energia disponibile per una particella d’aria ascendente con grandezze come l’energia potenziale convettiva disponibile, nota come CAPE.
La CAPE da sola non prevede un tornado. Una forte instabilità può sostenere correnti ascendenti vigorose, ma servono anche un profilo del vento e una struttura temporalesca adatti. Uno strato caldo sopra la superficie può inibire temporaneamente la convezione. Questo tappo non è indispensabile e il suo cedimento non rende automaticamente più violento il temporale.
La variazione verticale del vento, detta anche wind shear, indica che velocità, direzione o entrambe cambiano con la quota. Può generare vorticità orizzontale, cioè la tendenza dell’aria a ruotare attorno a un asse orizzontale. Una corrente ascendente in crescita può inclinare parte di questa rotazione verso la verticale e allungarla. Quando la corrente rotante diventa persistente e organizzata, il temporale è una supercella e la sua rotazione più ampia prende il nome di mesociclone.
Il processo reale è tridimensionale. Il vento relativo al temporale, la galleggiabilità e le forze di pressione modellano la corrente ascendente. Non esiste quindi un profilo del vento universale, né basta immaginare un tubo d’aria semplicemente raddrizzato.
Perché un mesociclone non è ancora un tornado
Il mesociclone è molto più largo di un tornado e si trova soprattutto sopra il suolo. Il radar Doppler può rilevare questa rotazione nella tempesta, ma la maggior parte dei mesocicloni non genera tornado. Il passaggio più difficile consiste nello sviluppare e concentrare una forte rotazione vicino alla superficie, sotto la corrente ascendente.
L’aria in uscita dal temporale crea forti variazioni di temperatura e vento vicino al suolo. I gradienti di densità e l’attrito possono generare vorticità orizzontale in questa zona. Correnti discendenti, afflusso e corrente ascendente possono poi riorientare, trasportare, far convergere e allungare la rotazione. Simulazioni e osservazioni sostengono più percorsi possibili. In alcuni temporali comprendono il trasporto del momento angolare verso il basso e verso l’interno. Non dimostrano però una sequenza fissa nella quale una corrente discendente spinge semplicemente a terra un mesociclone già esistente.
La ricerca cerca ancora di capire perché una supercella produca un tornado e una cella vicina dall’aspetto radar simile non lo faccia. Gli ingredienti generali sono ben noti. I loro tempi, la loro posizione e la loro interazione vicino al suolo restano un problema aperto.
Il ruolo della corrente discendente posteriore
La corrente discendente sul fianco posteriore, in inglese rear-flank downdraft o più spesso RFD, scende dietro la corrente ascendente rotante della supercella. Sul radar, le precipitazioni che si avvolgono attorno a questa circolazione possono contribuire a formare un’eco a uncino.
L’RFD partecipa a molti tornado da supercella, ma non funziona come un pistone che comprime un mesociclone fino a trasformarlo in tornado. Può riorganizzare la vorticità nei bassi strati e la convergenza attorno alla corrente ascendente. Contano temperatura, umidità, velocità e posizione.
Un RFD relativamente caldo e con galleggiabilità positiva può consentire all’aria di continuare a salire nella corrente ascendente. Un flusso in uscita più freddo e denso può invece espandersi sotto il temporale e separare la circolazione dall’afflusso di aria calda. La corrente discendente può quindi favorire, indebolire o impedire la tornadogenesi. Le ricerche VORTEX della NOAA studiano queste sottili differenze tra supercelle tornadiche e non tornadiche.
Possono contribuire anche altre correnti discendenti e altri confini interni alla tempesta. L’RFD è parte di un flusso complesso, non un innesco garantito.
Perché la rotazione accelera
Quando l’aria converge verso una circolazione rotante e sale, il vortice può diventare più stretto e più alto. L’allungamento aumenta la vorticità verticale e rafforza la rotazione. La conservazione del momento angolare aiuta a spiegare perché l’aria possa girare più velocemente avvicinandosi all’asse, come una pattinatrice che accelera la piroetta raccogliendo le braccia.
Questo non significa che il tornado conservi tutta la propria energia meccanica. La velocità del vento non aumenta neppure in modo esponenziale quando diminuisce il raggio. Un tornado è un flusso aperto e turbolento che scambia continuamente calore, umidità, massa e quantità di moto con il temporale circostante. Gradienti di pressione, attrito, afflusso, moto verticale e distribuzione del momento angolare modellano insieme il campo del vento.
Un tornado non è un vuoto. La pressione diminuisce verso il centro, ma i pericoli principali sono il vento estremo e i detriti trasportati dall’aria, non il risucchio in un nucleo vuoto. Alcuni tornado contengono inoltre vortici di risucchio più piccoli che orbitano nella circolazione principale e possono lasciare strette fasce di danni particolarmente intensi.
Dalla circolazione invisibile alla nube a imbuto
La pressione diminuisce verso il centro di un vortice intenso. Mentre l’aria converge e sale, si espande e si raffredda. Se raggiunge il punto di rugiada, il vapore acqueo condensa in goccioline e rende visibile una parte della circolazione sotto forma di imbuto.
L’imbuto visibile non delimita in modo affidabile il campo dei venti dannosi. L’aria secca può lasciare invisibile buona parte del tornado, mentre la pioggia può nasconderlo. Polvere o detriti in rotazione al suolo possono rivelare un tornado prima che l’imbuto di condensazione sembri toccare terra.
Anche la wall cloud, o nube a muro, richiede cautela. È un abbassamento localizzato sotto la base del temporale priva di precipitazioni e può ruotare sotto la corrente ascendente di una supercella. Indica un’area da osservare con attenzione, ma molte nubi a muro non producono mai tornado.
Che cosa può confermare il radar
I previsori uniscono le condizioni atmosferiche all’evoluzione radar, alle segnalazioni di osservatori addestrati e agli indizi visivi disponibili.
Il radar Doppler misura il moto verso il radar e in direzione opposta. Forti velocità in entrata e in uscita molto vicine possono rivelare una rotazione compatta. Un’eco a uncino mostra precipitazioni avvolte attorno a una corrente ascendente e può indicare una struttura favorevole. Né l’uncino né una coppia di velocità dimostrano però che un tornado sia al suolo.
Il radar a doppia polarizzazione può talvolta riconoscere detriti non meteorologici sollevati nella circolazione. Una firma di detriti tornadici sovrapposta a una forte rotazione dà ai previsori un’elevata certezza che sia in corso un tornado capace di causare danni. La sua assenza non esclude un tornado. Un vortice debole può sollevare pochi detriti, mentre distanza, altezza del fascio radar, rilievi o intervallo tra le scansioni possono nascondere la firma.
Il radar meteorologico di solito campiona la circolazione sopra il suolo e smussa le strutture più piccole del proprio fascio. Non può stabilire in modo affidabile né la velocità del vento alla superficie né la successiva classe di danno. La guida NOAA al radar spiega queste firme più in dettaglio.
Allerte e rifugi sicuri
Termini e sistemi di allerta cambiano da un Paese all’altro, quindi segui sempre il servizio meteorologico ufficiale della zona in cui ti trovi. Negli Stati Uniti, un Tornado Watch significa che i tornado sono possibili all’interno o vicino a un’ampia area di sorveglianza. È il momento di verificare il piano di emergenza e prepararsi ad agire. Un Tornado Warning significa che un tornado è stato avvistato o indicato dal radar e occorre ripararsi subito. Un’allerta basata sul radar non implica che il tornado sia già stato confermato a vista. La guida alle allerte del servizio meteorologico statunitense spiega questi termini.
In un edificio solido, raggiungi un seminterrato, un rifugio dedicato o una piccola stanza interna al piano più basso. Stai lontano da finestre e grandi sale aperte, e proteggi testa e collo. Non aspettare di vedere l’imbuto.
Una casa mobile o prefabbricata non è sicura durante un tornado. Se minaccia maltempo, pianifica di raggiungere un edificio robusto o un rifugio prima dell’allerta urgente. In auto, la scelta migliore è il riparo solido più vicino. Se non è raggiungibile, il servizio meteorologico statunitense consiglia di abbassarsi nel veicolo proteggendo la testa oppure, solo se è possibile farlo in sicurezza, di lasciarlo per una zona nettamente più bassa come un fossato. La scelta dipende dalla situazione. Non fermarti mai sotto un cavalcavia autostradale e non cercare di sfuggire nel traffico a un tornado vicino.
Che cosa significa una classe EF
Negli Stati Uniti, dopo un tornado il National Weather Service assegna una classe da EF0 a EF5 sulla scala Enhanced Fujita. Gli esperti confrontano indicatori e gradi di danno, compresa la qualità delle costruzioni, per stimare quale vento avrebbe potuto produrre gli effetti osservati. I valori associati sono raffiche stimate su tre secondi, non misure dirette.
La classe EF è quindi una valutazione dei danni successiva all’evento. Non è un dato radar in tempo reale, una categoria di previsione o una misura dell’urgenza dell’allerta. Un tornado che attraversa una zona aperta può inoltre lasciare troppo pochi danni adatti a una classificazione certa. Altri Paesi possono usare scale o procedure diverse. La guida alla scala EF del servizio meteorologico statunitense descrive il metodo americano.
Segui il maltempo con Airpult
Airpult Esplora mostra condizioni generali di previsione come pioggia in arrivo, nuvolosità e vento. La pagina pubblica delle previsioni non mostra attualmente il flusso di allerte NWS o WMO. Inoltre, una previsione generale non può localizzare con largo anticipo un tornado piccolo e di breve durata. Quando sono possibili forti temporali, tieni quindi attiva la fonte ufficiale locale delle allerte.
Per approfondire, leggi come si prevedono i venti e come funzionano le previsioni meteorologiche.
