Open e Closed Cell: giochi geometrici con le nubi

Sarà capitato di guardare le immagini satellitari nel canale del visibile e di notare una particolarissima struttura delle nubi che accompagna alcune masse d’aria tipicamente fredde, nella maggior parte dei casi in movimento (associate tipicamente a un fronte freddo); sono nubi cumuliformi distribuite su una vasta zona che non portano precipitazioni. La particolarità ancora più interessante è che questa nuvolosità presenta molto spesso una distribuzione di forme esagonali alternativamente vuote e piene: si tratta delle Open Convective Cells e delle Closed Convective Cells.
Queste strutture sono il risultato di un processo di trasformazione di una massa d’aria fredda, secca e stabile che si sposta da una superficie fredda verso un’area con più umidità e a contatto con un bacino d’acqua caldo (oceani, mari e laghi). Dopo il passaggio di un fronte freddo le condizioni termodinamiche sono spesso “da manuale”: l’aria fredda e secca segue la linea frontale insieme a correnti discendenti che bloccano eventuali moti ascendenti; l’umidità e il calore forniti dalla superficie interagiscono con l’aria fredda e secca in transito determinando instabilità convettiva nei bassi strati (quindi formazione di cumuli), la quale però viene di fatto bloccata da un’inversione termica generata dalle correnti subsidenti (discendenti). 
La forma geometrica tendenzialmente esagonale viene spiegata con l’instabilità di Rayleigh – Bénard: essa si verifica quando un fluido riscaldato dal basso con velocità ascendente uniforme è confinato sia sotto sia sopra (un’idea del fenomeno è la pentola d’acqua che bolle con coperchio); nella cella convettiva che si forma il fluido è costretto a scendere a causa del blocco sovrastante e la compresenza di più celle ravvicinate costringe a condividere per convergenza gli updratft (correnti ascendenti), permettendo quel particolare disegno esagonale apprezzabile solo dalle immagini satellitari.

 

La differenza sostanziale tra open e closed convective cells è che le seconde presentano nubi con maggiore contenuto di acqua liquida rispetto alle prime a causa di una forte subsidenza che tende a diffondere la nuvolosità sul piano orizzontale: è fortemente possibile che le closed cell si formino nelle zone in cui le correnti in quota assumono andamento anticiclonico, con formazione di stratocumuli diffusi.
E’ proprio il caso osservato questa mattina, 18 febbraio, sul Mar Tirreno alle prime luci del giorno. Siamo in una situazione ben diversa da quella post frontale: le condizioni termodinamiche sono le stesse, ma con una struttura sinottica tipicamente anticiclonica, in cui sono evidenti l’inversione termica generata dalla subsidenza e il contenuto di umidità dello strato atmosferico inferiore. Si è generata quindi una debole convezione nello strato compreso tra la superficie marina e l’inversione termica, con quest’ultima che oltre a costituire il limite superiore delle correnti ascendenti ha favorito anche la diffusione della nuvolosità sul piano orizzontale nella forma closed convective cells.

Ten. Giancarlo Modugno

Categorie News: