7 Stau e foehn

Stau e foehn
• Lo stau e il foehn
• Alcuni esempi e record di caldo in VdA
• Cenni sui venti catabatici
STAU E FOEHN
• IL FOEHN
La stessa massa, dopo aver valicato la
montagna, riscende sul versante sottovento,
ma senza il suo carico di umidità, in gran
parte precipitato sotto forma di pioggia o
neve sul versante dello STAU. Il cielo è
generalmente sgombro da nuvole salvo
nubi lenticolari, l’aria è secca e, nelle valli,
spira un vento spesso tiepido chiamato
FOEHN.
• LO STAU
Quando una massa d’aria umida si
solleva in modo forzato sul versante
sopravento di una catena montuosa si
ha un effetto chiamato STAU. Il cielo
è coperto e vi sono precipitazioni
diffuse, anche nevose durante
l’inverno.
Al contrario di quanto spesso si crede, il foehn non è però
necessariamente un vento caldo! Più precisamente, è un vento che
attraversando una catena montuosa si scalda e diminuisce il proprio
contenuto di umidità. In pratica, a parità di quota, nel versante
sottovento l’aria si ritrova più calda e secca che nel versante
sopravento, senza alcun riferimento al valore assoluto… se in origine
l’aria è molto fredda, si potrà parlare di “foehn freddo”!
Venti di caduta caldi
• Nel caso in cui l’aria discende da un dislivello verticale notevole (≥ 1000 m), l’effetto di
riscaldamento adiabatico è notevole (γa ~ 1.0°C/100m) ∆T = 10°C/Km
• Questo avviene quando una massa d’aria è costretta a svalicare una catena montuosa: dopo lo
svalicamento, essa tende a riportarsi all’altezza iniziale
• In questo caso, le velocità del vento possono essere anche molto intense (∝ g ∆Z dove ∆Z è il
dislivello)
• Perché il fenomeno possa iniziare ci deve essere una notevole differenza di pressione (~ 10
hPa) fra i due versanti della catena
• Quando il fenomeno inizia, nelle località sottovento vi possono essere riscaldamenti improvvisi
di 5-20°C
Esempi di venti di caduta caldi:
• Foehn (Alpi, Italia e Svizzera)
• Chinook (Montagne Rocciose, USA)
• Zonda (Ande, Argentina)
• Santa Aña (California, USA)
Foehn e stau
- L'aria in ascesa lungo il versante sopravento si raffredda secondo
l'adiabatica secca fino a che non è satura.
- Raggiunto il LCL, il raffreddamento avviene secondo l'adiabatica
satura, ed il vapore acqueo in eccesso condensa formando nubi a
barriera sul versante sopravento (effetto stau); le nubi possono
raggiungere un notevole spessore e dar luogo a precipitazioni. Si
chiama “muro del foehn” il cuscinetto di nubi che appare sulle creste,
visto dal versante sud, e in generale dal versante sottovento di una
catena montuosa.
- L’aria giunta sulle creste priva dell'acqua condensata e precipitata è
quindi diventata più secca, e discende sul versante sottovento
riscaldandosi per espansione adiabatica seguendo l'adiabatica secca;
dato che è secca, generalmente non vi sono nubi sul versante
sottovento.
Il muro del foehn
Sullo spartiacque delle Alpi
(al confine con Francia,
Svizzera o Austria a seconda
delle correnti) si forma il
cosiddetto “muro del foehn”,
identificabile dall’improvvisa
scomparsa della banda
nuvolosa.
Spesso nella zona sottovento
il moto ondulatorio verticale
delle masse d’aria favorisce
la formazione di onde di
gravità identificabili dalla
presenza di nuvolosità di
tipo lenticolare a bande.
Il muro del foehn
In Valle d’Aosta, quando venti umidi da NW impattano sullo spartiacque delle Alpi (confine con Francia e
Svizzera), si forma il cosiddetto “muro del foehn”, identificabile dall’improvvisa scomparsa della banda nuvolosa
nel versante sottovento, a qualche km (o decina di km) di distanza dal crinale, in funzione del tasso di umidità e
dell’intensità delle correnti. Nella zona sottovento il moto ondulatorio verticale delle masse d’aria può favorire la
formazione d’onde di gravità identificabili dalla presenza di bande di nubi lenticolari (“altocumuli lenticolari”).
Il viceversa (nubi e precipitazioni in Valle d’Aosta e ampie schiarite con clima secco e mite sul versante estero) può
accadere con correnti meridionali, in particolare sud-orientali. Una curiosità: spesso il foehn è più caldo sul
versante nord delle Alpi, in quanto la massa d’aria, provenendo da sud, è già calda in origine…
Nota: può esistere anche il foehn senza avere effetto stau sul versante opposto della catena, vale a dire con
condizioni di bel tempo in entrambi i versanti. In tal caso l’effetto foehn è dovuto allo schiacciamento dell’aria fino
nel fondovalle dopo che nel versante sopravento era transitata al di sopra di uno strato di aria più fredda e stabile.
E’ comunque sempre necessario un notevole divario di pressione fra i due versanti!
Questo non è foehn…
25/10/2007: due “tipi di tempo” molto diversi a nord (sereno in montagna, nubi basse e nebbie nel plateau) e a sud
(nubi e precipitazioni deboli diffuse) delle Alpi… Non sempre si tratta di stau / foehn , in questo caso sono due masse
d’aria diverse separate dalla catena montuosa senza che si inneschi il meccanismo del foehn. Locali episodi di foehn si
sono verificati alcune ore più tardi nella Tarantaise, nei dintorni di Bourg Saint Maurice.
La situazione tipica del foehn sul versante
meridionale delle Alpi
• Presenza di un’estesa
area di alte pressioni
sull’oceano Atlantico e di
una depressione
localizzata tra il Mar
Ligure, l’Italia del Nord ed
il Mare Adriatico
• Formazione di un profilo
“a naso” lungo le Alpi
(naso del foehn) con forte
gradiente barico
• Disposizione delle
isobare lungo la montagna
LE ALPI - BARRIERA METEOROLOGICA
ILLUSRTRAZIONE DI EPISODI DI FOEHN
DEL 20 FEBBRAIO 1999
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL FOEHN
FORTI CORRENTI DA NORD-OVEST IN QUOTA TRANSITANO SULLE ALPI CON
NUBI CHE SI ADDOSSANO SUL VERSANTE SOPRAVENTO
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL FOEHN
FORTI CORRENTI DA NORD-OVEST IN QUOTA TRANSITANO SULLE ALPI CON
PRECIPITAZIONI SUL VERSANTE SOPRAVENTO ED ASSENZA DELLE STESSE
SUL VERSANTE SUD
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL FOEHN
CROSS SECTION CON INFORMAZIONI PARAMETRICHE
RELATIVE AL VERSANTE SOPRAVENTO
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DEL FOEHN
CROSS SECTION CON INFORMAZIONI PARAMETRICHE
RELATIVE AL VERSANTE SOTTOVENTO
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
PARTICELLA D’ARIA
A 200 m DI QUOTA
A + 5°C E 65% DI
UMIDITA’ RELATIVA
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA INIZIALE SI
HANNO 8°C IN MENO PER 800 m DI
ASCENDENZA; VALE A DIRE UN
RAFFREDDAMENTO DI 1°C/100 m
LA PARTICELLA
D’ARIA A 1000 m DI
QUOTA A - 3°C E
100% DI UMIDITA’
RELATIVA
CONDENSAZIONE
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI
I FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI
FASI DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 1000 m SI
HANNO 5°C IN MENO PER 1000 m DI
ASCENDENZA; VALE A DIRE UN
LA PARTICELLA D’ARIA
A 2000 m DI QUOTA A
- 8°C E 100% DI UMIDITA’
RELATIVA
NUBI E
PRECIPITAZIONI
RAFFREDDAMENTO DI 0.5°C/100 m
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 2000 m, SI HANNO
5°C IN MENO DOPO ALTRI 1000 m DI ASCENDENZA;
VALE A DIRE UN RAFFREDDAMENTO PARI A
0.5°C/100 m (DETTO PSEUDO ADIABATICO)
LA PARTICELLA D’ARIA A
3000 m DI QUOTA A - 13°C
CON 100% DI UMIDITA’
RELATIVA
NUBI E PRECIPITAZIONI
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 3000 m SI
HANNO 4°C IN MENO PER 800 m DI
ASCENDENZA; VALE A DIRE UN
RAFFREDDAMENTO DI 0.5°C/100 m
LA PARTICELLA D’ARIA A
3800 m DI QUOTA A - 17°C
CON 100% DI UMIDITA’
RELATIVA, MA ORMAI
L’ASCENDENZA È FINITA,
LE PRECIPITAZIONI
CESSANO ED IL
DISSOLVIMENTO DELLE
NUBI DA’ LUOGO AL
MURO DEL FOEHN
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 3800 m SI HANNO 8°C
IN PIÙ PER 800 m DI DISCESA; VALE A DIRE UN
RISCALDAMENTO PIÙ INTENSO RISPETTO
ALLA FASE DI ASCESA
LA PARTICELLA D’ARIA A
3000 m DI QUOTA A - 9°C
CON 75% DI UMIDITA’
RELATIVA, LE NUBI SONO
DEL TUTTO DISSOLTE E
L’ATMOSFERA ASSUME
UNA CERTA NITIDEZZA A
CAUSA DELLA RIDUZIONE
DEL TASSO DI UMIDITÀ
NUVOLA
LENTICOLARE
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 3000 m SI HANNO 10°C IN
PIÙ PER 1000 m DI DISCESA; VALE A DIRE UN
RISCALDAMENTO DI 1°C/100 m
(DETTO RISCALDAMENTO ADIABATICO SECCO)
LA PARTICELLA D’ARIA A
2000 m DI QUOTA A 1°C CON
< 40% DI UMIDITA’ RELATIVA,
LE NUBI SONO DEL TUTTO
DISSOLTE E L’ATMOSFERA
ASSUME UNA GRANDE
NITIDEZZA A CAUSA
DELL’ULTERIORE RIDUZIONE
DEL TASSO DI UMIDITÀ
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I
FENOMENI ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI
DELL’INTERO PROCESSO
RISPETTO ALLA PARTICELLA A 3000 m SI HANNO 28°C IN PIÙ
PER 2800 m DI DISCESA; MENTRE NELLA FASE ASCENDENTE
ERANO SOLO 9°C IN MENO. ALLA FINE I PROCESSI DIVERS I DI
RAFFREDAMENTO E DI RISCALDAMENTO FANNO SI
CHE SI ABBIA UNA DIFFERENZA DI 14°C A PARIT À DI QUOTA.
IN PARTENZA 5°C,
ALL’ARRIVO 19°C CON
UMIDITÀ RELATIVA
INFERIORE A 20%. ECCO
PERCHÉ SI DICE CHE IL
FOEHN È UN VENTO
CALDO E SECCO
STAU E FOEHN
LE CARATTERISTICHE FISICHE DI ENTRAMBI I FENOMENI
ATTRAVERSO LE DIFFERENTI FASI DELL’INTERO PROCESSO
RAFFREDAMENTO PSEUDO
ADIABATICO O ADIABATICO
SATURO. IL SUO VALORE TIENE
CONTO DELLA PRODUZIONE DI
CALORE LATENTE GENERATO
DALLA CONDENSAZIONE
RISCALDAMENTO ADIABATICO SECCO
CORISPONDENTE A 1°C/100 m, CIO È IL
DOPPIO RISPETTO AL GRADIENTE
ASCENZIONALE DELL’ADIABATICA
SATURA CHE È DI 0.5°C/100 m
IL FOEHN
VENTO CALDO E SECCO CHE PROVOCA UN NETTO RIALZO TERMICO ED UN CALO
CALO IGROMETRICO
NELLE FASCE ALTIMETRICHE PIU BASSE
UN CASO INVERNALE
IL FOEHN
VENTO CALDO E SECCO CHE PROVOCA UN NETTO RIALZO TERMICO ED UN CALO
CALO IGROMETRICO
NELLE FASCE ALTIMETRICHE PIU BASSE
UN CASO ESTIVO
Il Foehn
Gradiente adiabatico secco
IL CALDO RECORD DOVUTO AL FOEHN
In VdA, almeno nel fondovalle, i valori di caldo record sia estivo che invernale non
li porta lo scirocco o comunque il vento meridionale, bensì il foehn, vento del
nord…
Evento del 19-20 gennaio 2007: record di caldo in gennaio a St-Christophe dal 1974
ad oggi:
T min 19/1: + 14° C
T max 20/1: + 23.1° C
A Verres il 19/1 T max: + 25.3° C (misurazioni dal 2002)
A Morgex il 20/1 T max: + 19.2° C (misurazioni dal 1994)
A Courmayeur il 19/1 T max: + 17.7 ° C
Sono i valori record per il mese di gennaio da quando esistono le misurazioni nelle
nostre stazioni automatiche, e si tratta di valori decisamente estivi.
UN CASO DI FOEHN FREDDO
T min del mattino del 29/12/2005
–4°C a St-Christophe
–8°C a Morgex
–27°C a Punta Helbronner
La sera, cessato l’effetto foehn…
-11°C a St-Christophe
-11°C a Morgex
-25°C a Punta Helbronner
Venti catabatici
•Aria fredda pesante tende a scendere lungo i versanti montuosi (rimane fredda
nonostante la compressione adiabatica)
•Normalmente si tratta di venti deboli (≤ 5 m/s) ma in alcuni casi si incanalano in valli
strette ove, per il teorema di Bernoulli, acquistano velocità considerevoli
Esempi di venti catabatici
•Mistral: dalla Valle del
Rodano, in Francia, verso il
Mar Ligure
•Tramontana: in Liguria porta
il freddo dalla pianura padana
•Bora: dalla Jugoslavia e
Dalmazia verso il Mare
Adriatico
•Venti catabatici in Antartide
e Groenlandia: dai freddi
altopiani verso gli oceani