(TEMPOITALIA.IT) Avete notato che i temporali hanno più fulmini che in passato? Ho indagato sull’argomento e ci sono svariate correlazioni. Fulmini frequentissimi anche nel Centro e Sud Italia, Sardegna e Sicilia.
Durante l’estate, l’Italia è esposta a condizioni atmosferiche che favoriscono fortemente la convezione: riscaldamento intenso del suolo, elevata umidità, instabilità termica, forte contrasto tra masse d’aria calda e correnti più fredde o masse d’aria in quota.
Quando il terreno si riscalda molto sotto il sole, l’aria vicino alla superficie diventa più calda (e meno densa) rispetto agli strati superiori. Quest’aria calda sale generando cumuli e cumulonembi, le nubi temporalesche che in fase matura ospitano gocce d’acqua e ghiaccio, particelle come cristalli o grandine, che collidono tra loro, si graffiano, si caricano elettricamente: questo è il processo che genera il potenziale elettrico, poi scaricato sotto forma di fulmini.
Un articolo recente che analizza tutta l’Italia segnala che nel periodo estivo (giugno, luglio, agosto) si verificano molti più “colpi” di fulmine rispetto alle altre stagioni: nel lavoro “A Year-Long Total Lightning Forecast over Italy with a Dynamic Lightning Scheme” le giornate con forte attività elettrica sono concentrate soprattutto nell’estate.
La presenza di instabilità atmosferica è cruciale: serve che l’aria in quota non sia troppo calda, che vi sia una diminuzione della temperatura con l’altezza sufficientemente marcata, così che l’aria umida e calda possa sollevarsi con forza (“updraft“), raffreddarsi, condensare, formare ghiaccio, generare regioni con cariche negative e positive separate. In Italia, l’orografia (le montagne, le Alpi, gli Appennini) amplifica questi effetti: sollevamento forzato dell’aria, correnti ascendenti che s’intensificano, raffreddamento, formazione di ghiaccio ad alta quota, graupel etc. Tutto ciò tende a rendere i temporali estivi particolarmente elettrici.
Il ruolo delle polveri sahariane
Negli ultimi anni, è sempre più studiato come le polveri provenienti dal Sahara (le cosiddette “dust intrusions“) possano influire sulla formazione delle nubi, sulla microfisica delle precipitazioni e potenzialmente sull’elettricità dei temporali.
Le polveri sahariane sono particelle solide (sabbia, polveri minerali) trasportate in quota da venti e correnti atmosferiche, che restano in sospensione nell’aria. Queste particelle svolgono vari ruoli:
- fungono da nuclei di condensazione (CCN, cloud condensation nuclei) o da nuclei di ghiaccio (ice nuclei) in alcune condizioni; ciò può modificare il numero e la dimensione delle gocce d’acqua e dei cristalli di ghiaccio nella nube.
- alterano la radiazione (assorbono e riflettono) influendo sul raffreddamento o riscaldamento ad alcune quote, modificando la stabilità atmosferica.
- in presenza di elevate concentrazioni di aerosol minerali, potrebbero amplificare la carica elettrica nella nube, ad esempio aumentando la quantità di cristalli di ghiaccio o di graupel che collidono, migliorando il sistema di separazione di cariche. Uno studio ha mostrato che con più aerosol aumentano i droplet più piccoli, il rilascio latente (quando vapore si trasforma in liquido/ghiaccio) diventa più intenso, gli updrafts (correnti ascendenti) possono essere più vigorosi, sostenendo nubi più alte e fredde in quota, con maggior contenuto di ghiaccio.
Di fatto, uno studio europeo recente (“Saharan dust linked to European hail events”) ha rilevato che nei giorni con carico di polveri sahariane elevato c’è correlazione con più eventi di grandine, e che giornate con grandine spesso coincidono anche con maggiore densità di fulmini nelle griglie geografiche studiate.
Come si combinano i fattori: estate + polveri = fulmini intensi
Quando i temporali estivi si verificano in presenza di aria carica di umidità, forte calore al suolo e con contributo di polveri sahariane in sospensione, si crea una “miscela” favorevole:
- le polveri aumentano il numero di nuclei su cui possono condensarsi gocce; quindi molte gocce, ma più piccole. Ciò rallenta la precipitazione da gocce liquide (poiché serve più tempo per aggregare gocce grandi), permettendo che la nube cresca maggiormente in verticale prima che scenda la pioggia.
- le correnti ascendenti più intense (stimolate dal forte calore, magari anche dal contrasto aria calda-correnti più fresche in quota) sollevano le gocce e i cristalli di ghiaccio; durante questo processo, le collisioni (droplet contro gocce, gocce contro cristalli, cristalli contro graupel etc.) generano separazioni di carica.
- la temperatura in quota diventa sufficientemente fredda da favorire la formazione di ghiaccio e acqua sopraffusa (acqua liquida sotto lo zero °C), elementi essenziali per la carica elettrica nelle nubi.
- il contributo radiativo delle polveri può modificare il riscaldamento o il raffreddamento in strati atmosferici, migliorando l’instabilità (caldo al suolo, aria fredda sopra) o alterando l’evoluzione della nube.
Tutto ciò può spiegare perché in alcuni giorni d’estate, specialmente quando le correnti sahariane trasportano polveri, i temporali sono più elettrici: più scariche, fulmini più frequenti, forse anche fulmini più potenti o con caratteristiche particolari (tipo più scariche intranuvola, più attività interna alle nuvole rispetto al cloud-to-ground, etc.).
Quasi mai i temporale sono uguali tra loro
Non tutti i temporali sono uguali: dipende dalla configurazione sinottica (come è distribuita la pressione atmosferica su larga scala), dall’umidità nei vari strati, dalla presenza di correnti in quota, dal vento al suolo, dalla distribuzione termica.
Gli studi sull’effetto delle polveri non danno risultati uniformi: in alcuni scenari l’eccesso di aerosol può inibire certi processi se le particelle diventano molte e troppo piccole, o se modificano troppo la radiazione, provocando raffreddamento netto del suolo, riducendo l’energia disponibile. C’è una relazione non lineare: fino a un certo punto più aerosol favoriscono l’attività elettrica, oltre quel limite l’effetto può attenuarsi.
Inoltre, non sempre le polveri sahariane sono ben mescolate con l’aria che alimenta il temporale, o non raggiungono le quote dove operano i processi di ghiaccio. Se restano troppo vicine al suolo o in uno strato stabile, l’impatto può risultare modesto.
Esempi specifici recenti
L’analisi del 2020-2021 in Italia ha mostrato che le giornate con oltre 3000 scariche elettriche sono molto più frequenti in estate rispetto a primavera o autunno.
Un altro studio ha evidenziato che negli ultimi decenni, nella zona delle Alpi orientali, le precipitazioni estreme su tempi brevissimi (15 minuti, etc.) sono aumentate, e che ciò è in gran parte dovuto all’aumento della proporzione di temporali convettivi estivi.
Credits:
- National Center for Atmospheric Research (NCAR) – Lightning research and atmospheric physics
- European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) – Atmospheric modeling and forecasting
- Journal of Geophysical Research: Atmospheres – Lightning and thunderstorm electrification studies
- Atmospheric Research – Aerosol-cloud interactions and lightning activity
- Nature Climate Change – Climate impacts on thunderstorm frequency and intensity
- World Meteorological Organization (WMO) – Meteorological standards and research
- American Meteorological Society – Journals on atmospheric sciences and lightning physics
- Max Planck Institute for Meteorology – Climate and atmospheric research
FAQ
Perché d’estate ci sono più fulmini in Italia?
Perché l’aria calda e umida, combinata con forti contrasti termici in quota, favorisce la formazione di cumulonembi molto elettrici.
Che ruolo hanno le Alpi e gli Appennini nei temporali estivi?
L’orografia costringe l’aria a salire, raffreddarsi e condensare, aumentando la probabilità di temporali intensi.
Come si formano le cariche elettriche dentro le nubi?
Attraverso collisioni tra gocce, cristalli di ghiaccio e graupel, che separano cariche positive e negative.
Le polveri sahariane aumentano i fulmini?
In alcuni casi sì, perché fungono da nuclei di condensazione e ghiaccio, stimolando processi microfisici ed elettrici nelle nubi.
Gli aerosol hanno sempre un effetto positivo sui temporali?
No, se troppo abbondanti possono invece ridurre l’energia disponibile e inibire l’attività convettiva.
Che cos’è l’acqua sopraffusa?
È acqua allo stato liquido a temperature sotto lo zero, fondamentale per i processi elettrici dei temporali.
Cosa accade quando i temporali coincidono con polveri sahariane?
Si possono generare nubi più alte e fredde, con più ghiaccio e maggiore attività elettrica.
In quali stagioni si registrano più scariche elettriche in Italia?
Soprattutto in estate, come dimostrano i dati che segnalano oltre 3000 fulmini giornalieri.
I fulmini sono sempre diretti verso terra?
No, esistono anche scariche intranuvola che restano all’interno delle nubi.
C’è correlazione tra polveri sahariane e grandine?
Sì, studi recenti hanno mostrato che in giornate con molte polveri aumenta la frequenza di grandinate e fulmini.