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1. INTRODUZIONE
L’acronimo ASES, letteralmente Adriatic Sea-Effect Snow, è stato
coniato negli ambienti della meteorologia operativa italiani per indicare una
precisa fenomenologia analoga al più noto LES (Lake-Effect Snow),
quest’ultimo ampiamente conosciuto nella regione dei Grandi Laghi
americani ed in altre regioni.
Il fenomeno fisico si presenta difatti in numerose aree geografiche, e
generalmente laddove una massa d’aria molto fredda scorre al di sopra di
una superficie liquida più calda.
Ciò può quindi accadere su una superficie marina od oceanica, su un bacino
lacustre, in una baia o addirittura in uno stretto, purché la superficie liquida
disponibile sia sufficientemente estesa e relativamente calda da provocare
una significativa mitigazione e umidificazione degli strati più bassi
dell’atmosfera, con conseguenti moti convettivi, formazione di nubi e
infine precipitazioni a prevalente carattere nevoso.
Il termine ASES va quindi a collocare e caratterizzare il generico fenomeno
atmosferico in una ben determinata area geografica: il Mare Adriatico.
In figura 1 si mostra una foto del litorale Adriatico dopo una nevicata
effetto di un episodio di ASES.
Questo studio si prefigge di descrivere non solo le caratteristiche generali
del fenomeno ma anche le sue specificità, legate al background geografico,
il bacino del mare adriatico, sia esso contraddistinto da una determinata
climatologia, morfologia, orografia, e da mutevoli condizioni
meteorologiche stabilite da configurazioni sinottiche e conseguenti stati
termodinamici dei vari livelli troposferici.
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Figura 1 - Costa abruzzese innevata dall'effetto ASES (14 dicembre 2010)
Fonte: www.morino.eu
Si tratta del primo studio metodico e ordinato volto alla caratterizzazione
del fenomeno e, una volta identificato, alla sua esatta denominazione al
posto della generica definizione di “instabilità” che spesso ci capita di
ascoltare dai meteorologi nazionali che descrivono questa fenomenologia.
Dalle osservazioni personalmente effettuate negli ultimi dieci anni, la
frequenza con cui si manifesta l’ASES è collocabile in un’ordine di
grandezza di 5-10 episodi nel periodo che va dal mese di novembre a
quello di aprile. Esso è talvolta responsabile di fasi di maltempo
caratterizzate da freddo intenso e nevicate sino a quote molto basse, se non
addirittura sino ai litorali del versante adriatico.
Si tratta di un obiettivo all’apparenza ambizioso ma in realtà giustificato
dalla semplice richiesta di dare una caratterizzazione quantitativa ad una
manifestazione atmosferica che in altre parti del mondo viene ufficialmente
riconosciuta e “chiamata per nome”.
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2.LAKE-EFFECT SNOW
2.1 Il fenomeno del “Lake-Effect Snow”
Le nevicate da effetto-lago generate dai Grandi Laghi americani
(LES) sono un fenomeno già da tempo conosciuto e oggetto di studio da
parte dei meteorologi e dei ricercatori statunitensi e canadesi.
La regione dei Grandi Laghi è caratterizzata da un complesso di cinque
bacini lacustri di acqua dolce, fra i più grandi al mondo (L.Superiore,
L.Michigan, L.Huron, L.Erie, L.Ontario), con estensioni comprese tra 20-
80.000 Km
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. Il sistema è infine collegato al mare dal fiume S.Lorenzo.
Il LES si verifica a ridosso dei Grandi Laghi durante la stagione fredda, ma
le prime manifestazioni possono avvenire già dalla metà di agosto a
ottobre, in concomitanza delle prime discese di aria fredda dal Canada.
Date le temperature ancora elevate dei bacini, in questa prima fase possono
generarsi trombe d’aria e le precipitazioni sono a prevalente carattere di
pioggia.
Le nevicate da LES sono più intense tra la fine dell’autunno e l’inizio
dell’inverno quando la differenza tra la temperatura superficiale dei laghi e
l’aria fredda sovrastante è massima.
Il LES può generarsi dopo il passaggio di un fronte freddo collegato ad
un’area ciclonica sopra la regione. Tipicamente si possono raggiungere
temperature anche sino a -10/-20°C alla quota isobarica di 850 hPa.
Le superfici delle acque dei Grandi Laghi, relativamente più calde anche
rispetto alla terraferma, divengono sede d’instabilità convettiva.
In figura 2 è mostrata la fotografia di un episodio di LES in questa regione.
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Figura 2- Una bufera di neve provocata dal LES avanza verso la città di Buffalo (febbraio 2007)
Fonte: www.wunderground.com/blog
La massa d’aria continentale di origine artica o polare, in principio stabile,
durante il sovrascorrimento sulle estese superfici lacustri raccoglie calore e
umidità mediante processi di rimescolamento turbolento
1
.
Il vapore acqueo si solleva all’interno della massa d’aria, modificandola,
sino al livello d’inversione
2
. Nel percorso di ascesa si raffredda (sia per
conduzione che per effetto dell’espansione adiabatica) e condensa,
formando nuvole e precipitazioni nevose. Il vento prevalente alla quota
delle nubi determina le aree che verranno investite dalle nevicate.
La formazione delle nubi è amplificata dalla convergenza termica e
frizionale (attrito) della terraferma e dalla presenza di rilievi sulle coste
sottovento che esaltano l’azione convettiva della massa d’aria.
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Rimescolamento turbolento: moto di un fluido caratterizzato da elementi di casualità
nella diffusione e distribuzione spaziale e temporale delle proprietà macroscopiche
(densità, temperatura, concentrazioni di vapore acqueo, etc.).
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Livello d’inversione: altitudine nella troposfera oltre la quale la temperatura dell’aria
tende ad aumentare con la quota o rimane pressoché stabile.
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Figura 3 - Immagine radar del LES sulla regione dei Grandi Laghi (17 novembre 2008 - ore 03 GMT)
Fonte: www.wsi.com
Il sollevamento e la condensazione della massa d’aria umida produce
tipiche bande di nubi, nelle quali si generano le precipitazioni (figura 3),
dalla forma stretta e allungata, denominate street clouds.
Osservazioni fatte con radar doppler hanno evidenziato la presenza di una
circolazione a rullo orizzontale (horizontal-roll) nello strato limite e di
come le precipitazioni si organizzino all’interno di questo campo con una
serie di aree alternativamente soggette a convergenza, associati a moti
ascendenti, e divergenza (Kelly 1982).
Una caratteristica importante è la presenza di una stretta fascia di venti
convergenti al di sotto delle bande nuvolose, inoltre la posizione ed il
movimento delle stesse è controllato non solo dai venti in quota ma anche
dalle condizioni in superficie (Peace, Sikes 1966).
Tuttavia, l’evoluzione delle nubi e delle nevicate all’interno di uno strato
interessato dal LES potrebbe non avvenire in maniera uniforme come
sovente raffigurato in modelli concettuali (Barthold, Kristovich 2011)
Le precipitazioni possono divenire talmente intense da scaricare numerosi
centimetri di neve l’ora sulle aree colpite (snowbelts) e fino a ben 5 metri di
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neve in un anno. Ciò avviene principalmente sulle sponde orientali e
meridionali dei bacini lacustri (figura 4).
Figura 4 - Media annuale dello spessore di neve che cade nella regione dei Grandi Laghi
Fonte: www.islandmet.com
Il Lake-Effect si distingue dal Lake-Enhanced. Il secondo termine denota il
fatto che una struttura ciclonica riceva un contributo addizionale di energia
attraverso il prelievo di calore e umidità dallo strato limite soprastante un
lago, incrementandone le precipitazioni.
Tornando al LES “puro”, elenchiamo di seguito i principali ingredienti che
favoriscono a vario peso la sua genesi e ne determinano le sue
caratteristiche. Questi fattori come vedremo, in quasi completa analogia
con quelli generanti l’ASES, verranno più ampiamente trattati nel terzo
capitolo, dedicato alla dinamica del fenomeno.
INSTABILITA’
Un indice della condizione d’instabilità è dato dalla differenza tra la
temperatura delle acque superficiali del lago e la temperatura
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all’altezza isobarica di 850hPa. Valori superiori a 13°C danno
instabilità assoluta favorendo un vigoroso trasporto di calore e
umidità.
La temperatura assoluta della superficie lacustre costituisce di per sé
un potenziale convettivo; avere valori elevati (10-15°C) significa
maggiore possibilità di evaporazione, ovvero maggiore energia a
disposizione del sistema.
Lo spessore dello strato instabile è legato alla profondità dello strato
rimescolato. Se tale strato non eccede i 1000/1500m la probabilità di
avere precipitazioni nevose di forte intensità è piuttosto scarsa.
Osservazioni fatte attraverso sondaggi in atmosfera (palloni sonda) e
rilevamenti svolti da aeromobili mostrano un incremento dello
spessore instabile, e quindi di quello in cui avvengono i moti
convettivi, nell’attraversamento della superficie del lago dalle coste
sopravento a quelle sottovento (Kristovich et al. 2003).
FETCH
Il prelievo in mare: più esattamente definito come la distanza
percorsa dalla massa d’aria sopra la superficie liquida, strettamente
correlata con la direzione del vento nei bassi strati (925-850 hPa).
Piccole variazioni di direzione possono modificare drasticamente la
lunghezza del fetch.
Ad esempio sul Lake Erie con vento da 250° si ha un fetch di 360
Km; con vento da 230° il prelievo scende a 130 Km circa.
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Figura 5 - Esempi di fetches per diverse direttrici di vento sulla regione dei Grandi Laghi
Fonte: www.comet.ucar.edu
VELOCITA’ DEL VENTO
Velocità elevate possono trasportare precocemente le bande nuvolose
nell’entroterra prima che si formino le precipitazioni; venti ancora
più forti possono frammentare la nuvolosità
WIND SHEAR DIREZIONALE
La rotazione del vento con la quota, in particolare tra la superficie
terrestre e la quota isobarica di 700hPa, produce un impatto
significativo sulla formazione delle bande.
La condizione ottimale si ha con una rotazione inferiore ai 30°.
TASSO DI UMIDITA’ DEL FLUSSO A MONTE
Sebbene le masse d’aria implicate abbiano un’origine continentale, e
quindi igrometricamente secche, valori di umidità relativa in origine
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