Gli indici temporaleschi



Gli indici temporaleschi quantificano la predisposizione dell’atmosfera all’innesco di fenomeni di temporale. Nonostante la loro presenza potrebbero non sviluppare nulla se viene a mancare la spinta iniziale. Questa spinta può essere:

  • orografica,
  • frontale
  • per forte riscaldamento dal basso.

Possiamo avere la formazione di temporali anche quando abbiamo indici sfavorevoli.

Ecco un elenco di indici termodinamici (o indici temporaleschi).

CAPE

Il CAPE è l’energia potenziale convettiva disponibile cioè  la misura dell’energia totale di galleggiamento acquisita dalla massa d’aria durante l’ascesa finché rimane più calda dell’ambiente che la circonda.

  • CAPE<400 assenza di temporali
  • CAPE 500/1000 possibilità di isolati temporali
  • CAPE 1000/2000 temporali abbastanza probabili e anche forti
  • CAPE>2000 temporali forti abbastanza probabili e possibili tornado

CIN

Il CIN è una sorta di anti CAPE, nel senso che mostra l’energia disponibile (espressa in joule) in bassa troposfera a impedire la partenza di moti convettivi verticali che potrebbero svilupparsi.

Il Cin è un valore negativo e l’ipotetica particella d’aria è più fredda dell’atmosfera circostante, per cui non riesce a salire e tende a ritornare verso il basso. Una classica situazione da inversione termica. Un valore alto del Cin potrebbe anche significare che l’attività temporalesca inizierà nel tardo pomeriggio, per dar tempo alla radiazione solare di rimuovere lo strato stabile (CAP) ammesso che però gli altri indici siano favorevoli ad attività temporalesca. In questo caso sono possibili temporali molto violenti per l’esplosiva insorgenza degli updrafts.

Quando il Cin è 0 indica invece che gli strati prossimi al suolo non si oppongono alla formazione delle nubi temporalesche, purchè ci siano anche in questo caso le condizioni di instabilità.

  • CIN POSITIVO =Nessuna inibizione
  • Da 0 a -20 =Inibizione debole, assenza o quasi di CAP
  • Da -21 a -50 = Inibizione Moderata, Convenzione ritardata per la presenza del CAP
  • Da -51 a -99 = Inibizione forte, CAP molto forte e fenomeni intensi alla sua rottura
  • Da -100 in poi = Inibizione intensa, CAP troppo forte per essere rotto. ma un 5% di possibilità di rottura rimangono.

CAP

Questo indice rappresenta e quantifica un fenomeno atmosferico detto anche cappa di inversione termica. In pratica agisce come un coperchio sulla pentola.

Il CAP è uno strato di aria più calda e secca negli strati medi della troposfera che inibisce la convezione ma favorisce notevolmente e pericolosamente la l’accumulo dell’energia in prossimità del suolo. Con l’aumento della temperatura e dell’umidità nei bassi strati se per un qualsiasi motivo la massa d’aria salirà per sollevamento forzato frontale o orografico indebolendo sufficientemente la cappa, allora i moti convettivi saranno molto probabilmente improvvisi ed esplosivi, quindi il coperchio verrà fatto saltare dal basso passando da uno stato quasi stabile ad uno estremamente instabile in poco tempo.

Se ci sono tutte le premesse per fenomeni intensi, ma la cappa è troppo forte si avrà un moderato sviluppo di cumuli nelle ore pomeridiane e notti serene. Se ci sono tutte le premesse per fenomeni intensi, ma la cappa è troppo debole i temporali saranno probabilmente meno intensi del previsto perché tenderanno a formarsi rapidamente già dal mattino/primo pomeriggio prima che il forte riscaldamento solare possa originare condizioni di elevata instabilità.

Invece una cappa media favorisce lo sviluppo di violenti temporali visto che pochi sistemi convettivi riusciranno a sfondare il CAP e si manterranno isolati senza nessuna interferenza di celle limitrofe.

Il Cap strength è un indice che descrive quanto è forte questa cappa:

  • Se LSI > 2 = inibizione della convezione e cappa troppo forte.
  • Se 1 < LSI < 2 = ottimo per forti temporali
  • Se LSI < 1 = cappa troppo debole 

indici temporaleschi

LI (LIFTED INDEX)

Il LIFTED INDEX misura la stabilità dell’aria e può essere d’aiuto nel predire l’intensità dei temporali. Più il valore risulterà negativo più l’atmosfera risulterà instabile.

  • LI > 2 = assenza di temporali
  • LI 0 ÷ 2 = possibilità di isolati temporali
  • LI -2 ÷ 0 = temporali abbastanza probabili
  • LI -4 ÷ -2 = possibilità di temporali forti
  • LI < -6 = temporali forti abbastanza probabili e possibili tornado

SI (Showalter index)

L’indice di Showalter uguale o minore a +3 può essere indicativo di rovesci e di possibile attività temporalesca. Mentre se uguale o minore a -3 è spesso associato forte attività convettiva. Il Si è molto simile al LI, infatti i due indici vengono analizzati insieme per stabilire le potenzialità convettive dell’atmosfera.

  • LI < e SI > = Cappa presente, quindi la convenzione potrà innescarsi solo dopo la rottura del CAP.
  • LI > e SI < = La convenzione si innescherà se ci saranno significativi sollevamenti forzati.
  • LI < e SI < = Convenzione molto probabile
  • LI > e SI > =  Convenzione molto difficoltosa
  • K (K index – Indice di Whiting)

L’indice di Whiting valuta l’instabilità di una massa d’aria esaminandonei parametri termici e igrometrici nella media-bassa troposfera, cioè nello strato compreso tra i piani isobaricidi 850 hpa e 500 hpa.

  • K < 15 = 0 % (probabilità di temporali)
  • K 15/20 = 20%
  • K 21/25 = 20 ÷ 40%
  • K 26/30 = 40 ÷ 60%
  • K 31/35 = 60 ÷ 80%
  • K 36/40 = 80 ÷ 90%
  • K > 40 = + del 90%

TT (Total totals index)

  • TT < 44 = assenza di temporali
  • TT 44 ÷ 45 = possibilità di temporali isolati e moderati
  • TT 46 ÷ 47 =  temporali moderati sparsi/possibili temporali forti
  • TT 48 ÷ 49 = temporali moderati sparsi/isolati temporali forti
  • TT 50 ÷ 51 = temporali forti sparsi/possibili tornado
  • TT 52 ÷ 55 = numerosi temporali forti/tornado abbastanza probabili
  • TT > 55 = numerosi temporali forti/tornado molto probabili

Precipitable water

E’ il contenuto totale di vapor acqueo della colonna d’aria, espresso in mm di acqua, importante per avere un’idea di quanto sia umida l’aria che grava sulla verticale del luogo. Valori superiori a 20 mm denotano una sufficiente quantità di vapor acqueo per lo sviluppo di temporali.

Indice di umidità U

Questo indice non compare nei radiosondaggi ma è di facile calcolo:

U = (1/3 (UR 850 hPa + UR 700 hPa + UR 500 hPa)) 

  • UR = umidità relativa
  • UR 850 hPa = UR a 1500 m di quota circa
  • UR 700 hPa = UR a 3000 m di quota circa
  • UR 500 hPa = UR a 5000 m di quota circa

con possibilità crescente di temporali per valori di U da 65 in su.

Dew point (temperatura di rugiada)

È la temperatura fino alla quale occorre raffreddare a pressione costante una massa d’aria a temperatura T per portarla alla saturazione e quindi alla condensazione.

In estate valori di dew point al suolo superiori a 22-23°C indicano che l’aria contiene una quantità notevole di vapore che, in determinate condizioni può fornire la materia prima necessaria per lo sviluppo di temporali di forte intensità.

SWEAT (Sweat index)

Questo indice che tiene in considerazione lo shear del vento e alcuni parametri termodinamici è usato più che altro per la previsione di possibili tornado e non necessariamente di supercelle.

  • SWEAT < 270 = sfavorevole
  • SWEAT 270/300 = bassa possibilità di tornado
  • SWEAT 300/400 = moderata possibilità di tornado
  • SWEAT 400/600 = elevata possibilità di tornado
  • SWEAT 601/800 = altissimo rischio di tornado

Negli States il numero percentuale massimo di tornado si ha nella forbice SWEAT 300-600 poiché andare oltre 600 è fenomeno molto raro. 

Da ricerche statistiche USA è stato calcolato che il valore 300 dell’indice di SWEAT è la soglia per intensi temporali e 400 è la soglia per avere i tornado.

In Italia tale valore è molto meno attendibile essendo la maggior parte dei tornado non associati a supercelle. Infatti di solito i tornado italiani si osservano nella forbice SWEAT 250-350 con qualche caso intorno 400.

SREH (Storm Relative Environmental Helicity)

Questo indice tiene conto dell’elicità verticale del vento: l’elicità è la tendenza del flusso d’aria in salita in atmosfera molto instabile ad assumere componente di moto rotatoria ed è indotta quasi sempre dal wind shear verticale (maggiore angolo di wind shear stimola maggiore elicità del flusso), dalla divergenza in quota e dalla convergenza al suolo (eventuale mesociclone).

Il valore è un buon indicatore della possibilità di sviluppo di funnel o tornado. SREH determina quindi la componente di moto elicoidale (vorticosa) all’interno degli eventuali updraft temporaleschi tra due livelli definiti (in generetra 0 e 3 km di quota). Valori elevati di SREH (da 150 m2/s2 in su) denotano la possibilità di formazioni mesocicloniche (supercelle), mentre oltre 300 m2/s2 è molto probabile lo sviluppo di tornado mesociclonici anche violenti (F3-F5).

  • SREH 150 = Possibile sviluppo di Supercelle
  • SREH 150/299 = Discrete probabilità di deboli Tornado
  • SREH 330/449 = Elevate probabilità di Tornado forti (F2/F3)
  • SREH >450 = Elevate probabilità di Tornado violenti

BRN (Bulk Richardson Number)

Questo indice misura il rapporto tra la spinta convettiva (CAPE) e lo shear verticale in velocità tra 500 m e 6 km, ed è molto utile per la previsione delle Supercelle.

  • BRN < 10 = scarsa possibilità di forti temporali
  • BRN 11/49 = moderata possibilità di temporali a supercella
  • BRN 50/100 = elevata possibilità di temporali a multicella e MCC (possibili anche le supercelle)

0-6 KM SHEAR VECTOR

La differenza vettoriale nella velocità del vento tra 500 m e 6 km è espressa dal parametro americano dello 0-6 km shear vector: valori pari o superiori a 40  nodi(75 km/h) favoriscono lo sviluppo di updraft inclinati e rotanti.

EHI (Energy Helicity Index)

L’indice EHI trova applicazione tramite i radiosondaggi nella prognosi di condizioni favorevoli allo sviluppo di supercelle tornadiche. Introdotto da R. Davies nel 1993 dà la misura del potenziale di rotazione di una eventuale supercella (tornadica o non). Nasce da una correlazione tra CAPE e SREH. La funzione è data da:
(CAPExSREH)/160.000 e soddisfa le seguenti possibilità: 

  • EHI < 1 = Supercelle e Tornado poco probabili
  • EHI 1/2 = Supercelle e tornado probabili, ma non violenti e duraturi
  • EHI 2/2,4 = Supercelle più probabili, possibili tornado mesociclonici
  • EHI 2,5/2,9 = Tornado mesociclonici ancora più probabili
  • EHI 3/3,9 = Possibili F2/F3
  • EHI >4 = Possibili F4/F5

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