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Il mistero del super tornado: come l'RFD è diventato l'arma segreta dei tornado?
Nelle supertempeste, il flusso d'aria discendente proveniente da dietro, noto anche come raffreddamento delle precipitazioni posteriori (RFD), svolge un ruolo fondamentale. Queste aree di aria secca circondano la parte posteriore di un mesociclone, avvolgendosi come l'occhio di una tempesta nell'oscurità. L'RFD è considerato uno dei fattori più importanti nella formazione di molti supertornado. Quando il radar meteorologico rileva grandine di grandi dimensioni in un RFD, spesso mostra un caratteristico eco a gancio, che spesso indica la presenza di un tornado.
Molti studi hanno dimostrato che le precipitazioni e il raffreddamento sul lato posteriore sono strettamente correlati alla formazione dei tornado.
Meccanismo di formazione
La formazione di precipitazioni e raffreddamento sul lato posteriore è dovuta principalmente alla spinta negativa. Questo fenomeno può essere dovuto all'anomalia fredda generata dietro il super temporale. Questa aria fredda proviene dal raffreddamento evaporativo delle precipitazioni o dallo scioglimento della grandine Allo stesso tempo, aria secca e fredda si inietta nella nuvola. Le differenze di pressione di disturbo verticale possono essere causate anche da fattori quali gradienti verticali di vorticità verticale, flusso ambientale stazionario nell'area di corrente ascensionale e disturbi di pressione dovuti a variazioni di galleggiamento verticale. Man mano che l'aria scende, quest'aria secca si riscalda in modo adiabatico, formando delle fessure nello strato di nubi note come depressioni trasparenti. Questa depressione trasparente può circondare il tornado o apparire a forma di ferro di cavallo sotto o di lato al tornado.
Proprietà termiche
Le precipitazioni e il raffreddamento sul lato posteriore possono apparire come una chiara depressione attorno al tornado, ma questa chiara depressione non è sempre chiaramente visibile. Alcuni studi hanno dimostrato che l'eccesso di pressione superficiale nell'RFD può raggiungere diversi millibar. Inoltre, la temperatura potenziale equivalente (θe) nell'RFD è solitamente più fredda rispetto al flusso d'aria e i valori più bassi della temperatura potenziale del bulbo umido (θw) osservati in superficie sono solitamente anch'essi all'interno dell'RFD. Sebbene all'interno dell'RFD sia stata osservata anche aria calda e con θe elevato.
Differenze tra precipitazioni frontali e raffreddamento
Rispetto al raffreddamento per precipitazione frontale (FFD), il raffreddamento per precipitazione posteriore (RFD) è composto principalmente da aria secca e calda. Ciò avviene perché l'RFD viene spinto verso il basso dall'atmosfera centrale, provocando un riscaldamento per compressione della particella d'aria in discesa. L'FFD si forma a causa del carico di precipitazioni e del raffreddamento evaporativo sul nucleo di precipitazioni del super temporale. Rispetto all'RFD, l'FFD è freddo e umido. In ogni caso, entrambi sono considerati importanti nella formazione dei tornado.
Ruolo nella generazione dei tornado
L'associazione tra raffreddamento dovuto a precipitazioni sul lato posteriore ed echi a gancio è ben consolidata. Il raffreddamento iniziale dovuto alle precipitazioni retrostanti si verifica quando l'aria proveniente dall'alto entra in collisione e si mescola con il suolo. Un'eco a gancio si forma grazie al movimento delle precipitazioni lungo la parte posteriore dell'eco principale. Pertanto, il carico di precipitazione e il raffreddamento evaporativo indotti dall'eco del gancio possono aumentare ulteriormente l'intensità delle precipitazioni. Le osservazioni mostrano che l'aumento delle precipitazioni in prossimità del vortice più forte a bassa quota contribuisce alla formazione dell'eco del gancio e che anche l'aria ambiente secca viene introdotta nella precipitazione, rafforzando ulteriormente la galleggiabilità negativa.
La presenza di RFD può determinare un forte aumento delle precipitazioni, favorendo così la formazione di tornado.
Connessione Tornado
Molti ricercatori hanno riconosciuto che il raffreddamento delle precipitazioni residue, in particolare quelle associate all'eco a gancio, è fondamentale per la formazione dei tornado. Già nel 1975, Ted Fujita pubblicò l'ipotesi del riciclaggio della formazione del tornado. Innanzitutto, l'aria introdotta dalle precipitazioni viene riciclata nel tornado in via di sviluppo, quindi il momento angolare portato dalle precipitazioni viene trasferito verso il basso, formando infine una forte circolazione. È l'ipotesi positiva ciclo di feedback necessario per intensificare un tornado. Le osservazioni mostrano associazioni di vorticità di basso livello all'interno dell'RFD, indicando che l'RFD è fondamentale per la formazione dei tornado. Questi dati osservativi relativi alle precipitazioni e al raffreddamento sul lato posteriore supportano l'ipotesi del riciclaggio di Fujita.
ConclusioneSecondo le ricerche attuali, il raffreddamento delle precipitazioni sul lato posteriore svolge in realtà un ruolo guida nei forti temporali, contribuendo a favorire la formazione di tornado. Mentre la scienza continua a progredire, l'esplorazione dei suoi meccanismi precisi è ancora in corso. Tuttavia, ciò che sappiamo oggi è solo la punta dell'iceberg: quali altri elementi sconosciuti pensi possano influenzare la formazione dei tornado?
