Come si forma la grandine?
In Svizzera, la grandine si verifica soprattutto in estate, durante i cosiddétti “temporali di calore”. La formazione della grandine è causata dalle forti correnti ascensionali, all’interno delle nubi temporalesche, che possono trasportare goccioline d'acqua negli strati d'aria fredda, in quota. Le goccioline d'acqua così (super) raffreddate congelano, e, scontrandosi con altri grani di ghiaccio o goccioline d'acqua, crescono in dimensione (si veda Fig. 1, numeri 1 e 2).
Figura 1: Rappresentazione schematica della formazione della grandine (da Lohmann et al., 2016). I numeri sono spiegati nel testo.
Nella fase successiva, i chicchi di ghiaccio cadono, raccogliendo altre gocce d’acqua e chicchi di ghiaccio all’interno della nube di tuono (si veda Fig. 1, numeri 2 a 3). Durante la caduta, a quote minori, i chicchi di ghiaccio possono essere intercettati dalle correnti ascensionali che li riportano nuovamente a quote maggiori, alimentando quindi il processo di accrescimento dei chicci. Un chicco di grandine può cadere più volte all'interno di una nube temporalesca, ed essere nuovamente catturato e trasportato in alto dalle correnti ascensionali (si veda Fig. 1, numeri da 3 a 6). In Svizzera, sappiamo che le correnti ascensionali possono raggiungere i 150 km/h, e, più forti sono le correnti ascensionali, più grandi sono i chicchi di grandine che possono trasportare nell'aria. La fase di accrescimento dei chicchi volge al termine quando le correnti ascensionali non riescono piu a sostenere il peso dei chicchi di grandine, che così cadono a terra (Fig. 1, numeri da 6 a 7). È curioso notare che i chicchi di grandine nella nube possono raggiungere le dimensioni di un pallone da calcio. Tuttavia, durante la caduta verso il suolo i chicchi di ghiaccio attraversano masse d’aria più calde, sciogliendosi, e raggiungendo il suolo con dimensioni molto più ridotte. Infine, per parlare di grandine, i chicchi devono avere una dimensione minima di 5 m, mentre i chicchi di ghiaccio più piccoli vengono chiamati nevischio.
Figura 2: Struttura a strati di un chicco di grandine. © Christiane Heuser / pixelio.de
Struttura a cipolla dei chicchi di grandine
All’interno della nube, i continui movimenti di ascesa e discesa dei chicchi favoriscono la formazione di una struttura, nel chicco di grandine, così detta “a cipolla”, con strati diversi e ben riconoscibili (si veda Fig. 2). Gli strati si formano grazie a due diversi processi di crescita. Il primo avviene a quote minori, dov’è più caldo, e i chicchi di grandine si scontrano con le gocce d'acqua, formando un sottile involucro liquido, tutto intorno al chicco. Questo involucro quindi si congela formando uno strato di ghiaccio chiaro e trasparente. Il secondo processo di crescita, avviene invece nelle zone superiori della nube, dove la temperatura è di circa -40 °C. A quelle quote, l'acqua (super) raffreddata si congela in cristalli di ghiaccio che si legano direttamente al chicco di grandine, in caso di collisione con quest’ultimo. In questo modo, si creano sacche o bolle d'aria sul chicco, che conferiscono una aspetto opaco e torbido al nuovo strato di ghiaccio così formato.
Ulteriori informazioni sulla grandine si trovano anche nei moduli didattici sulla grandine del Laboratorio Mobiliare per la ricerca sui rischi naturali. I moduli didattici contengono informazioni sui seguenti argomenti (in tedesco e in francese):
Modulo 1 – Osservazione e misurazione della grandine
Modulo 2 – La grandine in Svizzera
Modulo 3 – Rischio grandine e protezione dalla grandine
Modulo 4 – Grandine, cambiamento climatico e evoluzione dei rischi