Nubi a Sviluppo Verticale: Cumuli e Cumulonembi
Lezione 25 – Meteorologia | Corso PPL NIBBIO IV
Cumuli (Cu)
I Cumuli (Cu) sono nubi a sviluppo verticale con base piatta e sommità arrotondata, a forma di cavolfiore. Si formano per convezione termica in atmosfera instabile.
Specie di cumuli
| Specie | Descrizione | Significato |
|---|---|---|
| Cumulus humilis | Cumuli piatti, sviluppo verticale limitato | Fair weather cumulus – bel tempo, nessun pericolo |
| Cumulus mediocris | Sviluppo verticale moderato | Convezione attiva, possibile turbolenza leggera |
| Cumulus congestus (TCU) | Grande sviluppo verticale, sommità a cavolfiore | Towering Cumulus – convezione intensa, possibile evoluzione in Cb |
Per il pilota: I cumuli humilis sono indicatori di bel tempo e di termica utile per il volo a vela. I cumuli congestus (TCU) segnalano invece convezione intensa e possono evolvere rapidamente in cumulonembi: vanno evitati.
Cumulonembi (Cb)
Il Cumulonembo (Cb) è la nube più imponente dell'atmosfera, con enorme sviluppo verticale dalla base (spesso sotto i 2000 m) fino alla tropopausa (10.000–15.000 m). È la nube del temporale.
Specie di cumulonembi
- Cumulonembo calvus: sommità ancora arrotondata, senza incudine – stadio di sviluppo
- Cumulonembo capillatus: sommità fibrosa con la tipica incudine (anvil) – stadio maturo
L'incudine (anvil): Si forma quando la sommità del Cb raggiunge la tropopausa, dove l'inversione termica blocca la salita dell'aria. La nube si espande orizzontalmente assumendo la caratteristica forma a incudine, composta da cristalli di ghiaccio.
Composizione del Cumulonembo
Il Cb contiene una grande varietà di particelle distribuite su diversi livelli termici:
| Zona | Temperatura | Contenuto |
|---|---|---|
| Parte bassa | Sopra 0 °C | Goccioline d'acqua, gocce di pioggia |
| Parte media | 0 °C / −20 °C | Goccioline sopraffuse, cristalli di ghiaccio, graupel |
| Parte alta | Sotto −20 °C | Cristalli di ghiaccio, neve, grandine |
Grandine: Si forma quando le correnti ascensionali (updraft) trasportano ripetutamente le particelle di ghiaccio su e giù attraverso la zona di sopraffusione, facendole crescere strato dopo strato. Chicchi di grandine grandi indicano updraft molto intensi (fino a 30+ m/s).
Ciclo di Vita del Temporale
Il temporale attraversa tre stadi ben definiti, con una durata complessiva tipica di 30–60 minuti per una singola cella.
Stadio 1: Cumulo (Developing Stage)
- Dominano le correnti ascensionali (updraft)
- La nube cresce rapidamente in verticale
- Nessuna precipitazione al suolo
- Durata: circa 10–15 minuti
Stadio 2: Maturo (Mature Stage)
- Coesistono updraft e downdraft
- Precipitazioni intense al suolo (pioggia, grandine)
- Massima intensità dei fenomeni: fulmini, raffiche, turbolenza
- Si forma l'incudine
- È lo stadio più pericoloso
Stadio 3: Dissolvimento (Dissipating Stage)
- Dominano le correnti discendenti (downdraft)
- Le precipitazioni diminuiscono progressivamente
- La nube si “sfrangia” e si dissolve, restano cirri residui
- Durata: circa 15–30 minuti
Attenzione: Anche nella fase di dissolvimento il temporale può essere ancora pericoloso: turbolenza residua, wind shear e fulmini possono persistere.
Anatomia del Cumulonembo
Correnti interne
- Updraft: corrente ascensionale calda e umida – alimenta la nube, velocità fino a 30 m/s e oltre
- Downdraft: corrente discendente fredda trascinata dalle precipitazioni
- FFD (Forward Flank Downdraft): downdraft sul fianco avanzante del temporale
- RFD (Rear Flank Downdraft): downdraft sul fianco posteriore
Strutture associate
| Struttura | Descrizione |
|---|---|
| Gust front | Fronte di raffica al suolo: bordo avanzante dell'aria fredda del downdraft. Causa wind shear improvviso e variazioni di vento. |
| Mammatus | Protuberanze arrotondate pendenti dalla base dell'incudine, indicano forte turbolenza e instabilità. |
| Wall cloud | Abbassamento localizzato della base della nube nella zona di updraft, può precedere la formazione di un tornado. |
Pericoli per il Volo
Il Cumulonembo è la nube più pericolosa per l'aviazione. Tutti i piloti, VFR e IFR, devono evitare i Cb con ampi margini di separazione.
Elenco dei pericoli
| Pericolo | Descrizione |
|---|---|
| Turbolenza severa | Updraft e downdraft violenti causano accelerazioni verticali estreme, possibile perdita di controllo |
| Grandine | Chicchi di ghiaccio possono danneggiare strutture, parabrezza, motore; presente anche fuori dalla nube |
| Fulmini | Scariche elettriche; possono danneggiare strumenti e avionica, accecare temporaneamente il pilota |
| Wind shear | Variazione improvvisa di direzione/intensità del vento, particolarmente pericolosa in decollo/atterraggio |
| Microburst | Downdraft concentrato che, colpendo il suolo, genera venti divergenti violentissimi – estremo pericolo in fase di avvicinamento |
| Icing severo | Formazione rapida di ghiaccio per goccioline sopraffuse nella zona tra 0 °C e −20 °C |
| Precipitazioni intense | Visibilità ridotta a zero, possibile ingestione acqua nel motore |
Regola aurea: Mantenere una separazione di almeno 20 NM da un Cb noto. Non tentare mai di volare sotto un Cb (gust front, microburst). Non volare tra due Cb ravvicinati. Nel dubbio: tornare indietro o deviare.
Microburst: Un downdraft concentrato può generare al suolo venti superiori a 100 kt con variazione istantanea. Un aeromobile in avvicinamento finale che incontra un microburst sperimenta prima un aumento di headwind (falsa sensazione di portanza), poi un downdraft e infine un tailwind devastante. Numerosi incidenti aerei sono stati causati da questo fenomeno.