Inversione termica, nebbia e gelate. Perchè in montagna (e sulla costa ligure) fa più caldo che in pianura.

L’Alta Pressione, protagonista indiscussa dalla metà dicembre 2021, sta mostrando i suoi effetti in un contesto tipicamente invernale. 

Dopo la discesa di Aria Fredda Artica all’Immacolata e la neve accumulata al Nord-ovest, ora, con l’avvento dell’Alta Pressione e pertanto la scarsa circolazione dell'aria, nelle notti serene e con assenza di vento, si è formato un cuscinetto di aria gelida alle basse quote. 

Il cuscinetto di aria fredda che si è andato a costituire in Pianura Padana si è mantenuto abbastanza intatto al suolo, mentre aria più stabile e mite ha fornito le condizioni necessarie, di stampo invernale, per avere il fenomeno cosiddetto di “inversione termica”.

L'INVERSIONE TERMICA

In condizioni normali, la temperatura dell’aria diminuisce con la quota e quindi il gradiente termico verticale è negativo (mediamente con la perdita di circa 0.65°C ogni 100 m di quota). Questo avviene per riscaldamento da parte dei raggi solari dello strato a contatto col suolo, in media più caldo, che genera convezione e l’aria, alzandosi di quota, sottoposta ad una pressione inferiore, si espande in maniera adiabatica (ovvero senza scambio di calore con l’ambiente circostante) e si raffredda.

Avviene l’opposto in caso di inversione termica, tipicamente in inverno, con i raggi solari più inclinati rispetto al suolo, soprattutto la mattina presto, come in questi giorni: ad una certa quota la pendenza della curva di gradiente termico si inverte e questo diventa positivo (come si vede in Fig. 1), per la presenza di aria più mite della sottostante.

Figura 1: schema esemplificativo del fenomeno dell’inversione termica, tratto dal sito www.news.meteogiornale.it

I fattori in gioco sono diversi: 

• Irraggiamento terrestre notturno al suolo (raffreddamento dovuto alla dispersione di calore dalla superficie);
• Subsidenza atmosferica in quota (compressione della colonna d’aria dall’alto verso il basso);
• Valori molto elevati di umidità relativa a bassa quota in pianura (Fig. 2) e conseguente creazione di uno strato fortemente stabile rispetto alla consueta convezione limitando così di molto il rimescolamento verticale. Quest’ultimo, unito al raffreddamento, ha favorito la formazione di foschie o nebbie fitte e persistenti (Fig. 3) e smog che ristagna in alta concentrazione nello strato d’aria fredda al suolo (valori anche superiori ai 50-70 ug/m3);

Figura 2: valori di umidità relativa nel primo pomeriggio di ieri, sabato 18 dicembre 2021.

Figura 3: nebbia che avanza dalla pianura verso le vallate interne bergamasche al tramonto. Immagine del tardo pomeriggio di ieri, estrapolata dalla webcam in cima al Monte Pora (BG), sito: www.it.bergfex.com

• Copertura nevosa (Fig. 4), con il conseguente "effetto albedo", ovvero la forte riflessione dei raggi solari incidenti al suolo e minore assorbimento di calore al suolo. 

Figura 4: immagini di ieri dal satellite MODIS della NASA, in alto, scatto nel campo del visibile, con la nebbia in Pianura Padana; in basso, aggiunta della copertura nevosa, in color rosa carne.

LA PIANURA PADANA E LE ZONE MONTANE

In pianura, sotto la nebbia, le temperature si sono mantenute molto basse, a tratti anche sotto lo zero termico anche di giorno, come è accaduto diffusamente ieri (vedi Fig. 5); mentre in montagna, contro intuitivamente per chi non conosce il fenomeno di cui vi parliamo, le temperature sono maggiori, anche di notte, con valori anche di diversi gradi sopra lo zero. Questo perché l'aria a contatto con il terreno al tramonto si raffredda molto più rapidamente degli strati atmosferici sovrastanti, e quindi la temperatura risulta più bassa in pianura che in montagna.

Figura 5: valori di temperatura al suolo nel primo pomeriggio di ieri, sabato 18 dicembre 2021. Immagine tratta dalle carte del sito www.meteonetwork.eu

Per ragioni analoghe, dovute anche alla densità maggiore dell’aria più fredda sui pendii innevati che scende a valle prendendo il posto dell’aria calda, che a sua volta sale di quota, si determina l’inversione anche nei fondovalle.

Oltre alla nebbia fitta, che in alcuni casi è rimasta intatta per molto tempo (come alcune aree della Val Padana che non riescono a scorgere il sole da alcuni giorni), ci possono essere altri modi con cui questa aria fredda interagisce con l’ambiente circostante, come laghi, fiumi e canali. Difatti, in alcune circostanze, pur non essendoci nebbia fitta ma solo un po’ di foschia, l’aria fredda mattutina può generare “nebbia da umidificazione o da evaporazione” , come è successo nel basso Veneto, per esempio, a contatto con corsi d’acqua o canali caratterizzati da una temperatura più alta (vedi foto di repertorio, in Fig. 6).

Figura 6: esempio di “nebbia da umidificazione”. Immagine di repertorio tratta dal sito www.ilgustodellanatura-blog.blogspot.com

BRINA, GELO E NEVE... CHIMICA

Inoltre, l’inversione ha determinato anche la formazione di brina e gelate al suolo in pianura e nelle valli, e in alcuni casi di “neve chimica”, come è successo a Pavia recentemente, non dovuta a una vera e propria precipitazione, ma all’elevato contenuto di umidità dello strato nebbioso che si unisce al pulviscolo atmosferico e cade al suolo, in sembianza di rovescio nevoso (foto di repertorio, in Fig. 7).

Figura 7: nebbia chimica. Immagine di repertorio tratta dal sito www.meteogiornale.it

... E LA LIGURIA CHE RUOLO GIOCA IN QUESTO CONTESTO METEOROLOGICO?

La Liguria non parte avvantaggiata con un bel cuscinetto d’aria fredda e inversione termica assicurata. Con il mare ancora mediamente mite (temperatura superficiale del Mar Ligure tra 13 e 16°C, a confronto con l’Adriatico Settentrionale caratterizzato da una temperatura dell’acqua < 12-13°C e addirittura punte di 8-9°C nella Laguna di Venezia e alla foce del Po, come si può notare in Fig. 8), non aiuta il raffreddamento dei settori costieri che risentono del riscaldamento da parte della luce solare in un contesto mite dettato da un’Alta Pressione stabile.

I valori diurni pertanto sulla costa, sono saliti anche sopra i 16-17°C (da primavera inoltrata in alcune zone, con un picco di quasi +19°C a Loano !), ma di notte le minime raggiungono anche 5-7°C, che non sono valori rigidi ma comunque più o meno in media con il periodo.

Figura 8: temperatura del mare negli ultimi giorni.

Altra questione riguarda l’entroterra ligure e l’Appennino ligure fino a quello tosco-emiliano.

La notte tra venerdì 17 e sabato 18 dicembre si sono raggiunte punte di +17°C nel basso Piemonte a 1000 m s.l.m. e +5°C di massima venerdì sera sul Monte Cimone ad oltre 2000 m s.l.m. , stante la condizione di inversione termica.

Anche di giorno, comunque, valori molto miti in quota, fino a 13-14°C sui monti tra Toscana ed Emilia e 10-12°C sulle creste liguri.

QUALI SONO LE PROIEZIONI PER IL PROSSIMO FUTURO?

A parte qualche infiltrazione di aria fredda sulle regioni adriatiche, soprattutto centro-meridionali, per ora i modelli sono molto altalenanti e, se a volte azzardano qualcosa di più dinamico, altre volte tornano sull’ipotesi alta pressione a tratti più debole, a tratti più forte, ma sempre presente sul meridione del continente europeo.

Per il momento, per vedere qualcosa di più interessante, ci si deve spingere sempre oltre e posticipare le sorprese.

Seguiteci, quindi, per rimanere aggiornati, sui prossimi passi di questo inverno che ufficialmente (da un punto di vista astronomico) inizierà tra una settimana.