Gli Uragani Mediterranei sono cicloni extratropicali. Sono in genere di dimensioni inferiori e intensità più debole rispetto ad altri cicloni che si sviluppano sulle principali tracce delle tempeste oceaniche aperte. Tuttavia, i cicloni mediterranei possono raggiungere intensità elevate, anche paragonabili a quelle dei cicloni tropicali. Le conseguenze possono essere grandi impatti socioeconomici nelle coste densamente popolate. E in questo grande influenza è data dalla potenziale vorticità del ciclone stesso, favorita dall’interno oppure dall’ambiente circostante. Ma quanto i cicloni mediterranei sono influenzati dall’ambiente?
Uragani Mediterranei e potenziale vorticità
Dopo che la ciclogenesi ha avuto luogo, una grande varietà di processi è coinvolta nello sviluppo del ciclone. Questo contribuisce con cambiamenti di potenziale vorticità (PV) positivi e negativi alle anomalie PV della troposfera inferiore nel centro del ciclone. Ciò che non è ancora noto è se questi processi che producono anomalie si verifichino localmente all’interno del ciclone stesso o in remoto nell’ambiente, con successivo trasporto di aria ad alto potenziale vorticità nel centro del ciclone.
In uno studio recente i ricercatori hanno scoperto che la parte principale dell’anomalia PV della troposfera inferiore viene prodotta all’interno del ciclone, poco prima dello stadio maturo dei cicloni. Tuttavia, nel 19,5 % dei cicloni la produzione di vorticità potenziale ambientale vicino alle montagne che circondano il bacino del Mediterraneo gioca un ruolo significativo, anche nel determinare l’intensità di questi cicloni.
L’analisi delle tendenze della vorticità potenziale dalle simulazioni IFS rivela che la maggiore produzione di vorticità all’interno del ciclone è tipicamente dovuta alla convezione e alla microfisica.
La regione del Mediterraneo
Il Mediterraneo è una delle regioni più ciclogenetiche del mondo. I cicloni mediterranei sono importanti sistemi meteorologici ad alto impatto che sono sempre più analizzati negli ultimi anni. I processi guida di genesi e intensificazione dei cicloni mediterranei sono abbastanza noti. Tipicamente si formano in risposta a sistemi troposferici superiori, come potenziali tagli di vorticità (PV) o avvallamenti stretti e meridionali estesi. Questi sistemi innescano l’instabilità baroclina, che può provocare la ciclogenesi, ovvero il processo di nascita e sviluppo o rafforzamento della circolazione ciclonica nell’atmosfera.
La circolazione ciclonica nella bassa troposfera nello stadio maturo dei cicloni extratropicali e mediterranei può essere attribuita ad un allineamento, ovvero torre di vorticità potenziale, osservata anche in intensi cicloni mediterranei. Usando le osservazioni dei fulmini, è stato recentemente dimostrato che in circa un terzo dei cicloni mediterranei intensi il PV della troposferia inferiore ha origine dalla convezione profonda. Questa è situata vicino al centro del ciclone. Ma si origina anche dal riscaldamento circostante associato per condensazione. Tuttavia, attualmente manca una valutazione sistematica dei processi che producono vorticità potenziale nei cicloni mediterranei, anche mediante altri processi, come la turbolenza. Anche i processi turbolenti e radiativi possono contribuire alla produzione di vorticità potenziale al centro e lungo i fronti del ciclone.
Il caso del ciclone Zorbas
Per fornire un esempio, i ricercatori hanno quantificato le modifiche della potenziale vorticità ambientale e ciclonica del ciclone Zorbas. Zorbas ha raggiunto la sua minima pressione a livello del mare (SLP), ovvero la fase matura dei cicloni mediterranei, alle 04:00 UTC del 28 settembre 2018. La figura in altro mostra anche il tracciato di Zorbas (linea nera), insieme alla 48 traiettorie all’indietro inizializzate dall’anomalia PV della troposfera inferiore di Zorbas al momento del minimo SLP. I segmenti della traiettoria oraria sono colorati in base alla modifica del potenziale vorticità. E’ evidente una grande corrente d’aria dal Mar Nero attraverso il Mar Egeo verso Zorbas.
La maggior parte delle traiettorie mostra un forte aumento di PV vicino alla posizione di Zorbas e sporadiche variazioni in entrambi i segni più a monte. In estrema sintesi Zorbas si è comportato come un ciclone di tipo tropicale guidato prevalentemente da convezione (profonda) e da un’intensa vorticità potenziale di basso livello vicino al suo nucleo.
L’influsso delle Alpi
In alcuni casi studio di cicloni mediterranei vicino alle Alpi, è stato scoperto che la turbolenza produce potenziale vorticità nella troposfera inferiore. Il fenomeno si origina da filamenti di vorticità positivi, che si estendono orizzontalmente dalle montagne al Mar Mediterraneo. Come dimostrato da molti studi, la complessa topografia che circonda il Mediterraneo può portare, ad esempio, alla ciclogenesi del sottovento alpino. Il lato sottovento delle montagne è una regione favorevole per la formazione di cicloni. Non si sa però quanti cicloni mediterranei siano direttamente interessati dal potenziale vorticità formatisi lungo le Alpi o altre catene montuose.
Per la maggior parte dei cicloni buona parte dell’anomalia della vorticità potenziale è prodotta all’interno del ciclone. Questo evidenzia l’importanza dei processi diabatici (scambio di calore con l’esterno), ad esempio il rilascio di calore dall”ambiente circostante per condensazione. “Abbiamo trovato un numero significativo di cicloni – spiegano i ricercatori – per i quali l’ambiente produce più del 50 % dell’anomalia PV nel centro del ciclone”. Secondo gli esperti questo evidenzia l’importanza dei processi ambientali per lo sviluppo del ciclone. Basti pensare che per ben 580 cicloni la maggior parte dell’anomalia è stata ricondotta alla produzione della vorticità potenziale ambientale in prossimità di un’orografia superiore a 800 m.
