Ci accingiamo a studiare i cicloni tropicali, un tipo di perturbazione atmosferica che si genera lungo il margine meridionale degli anticicloni subtropicali dell’emisfero nord e lungo quello settentrionale degli anticicloni subtropicali dell’emisfero sud. I cicloni tropicali differiscono sia per forma che per intensità ed estensione dalle perturbazioni meteorologiche delle medie e alte latitudini che, come è noto, prendono il nome di cicloni extratropicali.

Questi ultimi sono caratterizzati da una depressione collegata ad un sistema frontale e possono estendersi anche per centinaia e centinaia di km.
I cicloni tropicali si distinguono da quelli extratropicali per le sotto indicate caratteristiche:

La considerazione più importante, secondo me, è che siamo in presenza di perturbazioni, molto spesso, estremamente intense, con venti capaci di provocare distruzioni rilevanti/ catastrofiche.

Che cos’è un ciclone tropicale?

Si tratta di un vortice depressionario, con isobare all’incirca circolari, che si origina nella zona di interconvergenza tropicale (ITCZ), su determinate aree e in alcuni particolari periodi dell’anno (agosto- novembre-dicembre nel nostro emisfero; febbraio-marzo nell’altro emisfero).
Sulla cintura delle basse equatoriale, come è noto, confluiscono gli alisei dei due emisferi o gli alisei dell’uno e i monsoni dell’altro. La linea di convergenza di queste correnti è il fronte equatoriale o intertropicale che separa l’aria tropicale da quella equatoriale. Queste aree sono caratterizzate da assenza di venti e da forti riscaldamenti della superficie marina dovuta alla costante azione della radiazione solare.

Il fronte equatoriale rimane stabile per lunghi periodi in quanto divide masse d’aria che si differiscono poco dal punto di vista termico. I cicloni tropicali hanno origine sugli oceani fra i 5 e i 20 di latitudine, a Nord e a Sud dell’equatore. Quelli del Pacifico occidentale sono denominati Tifoni ed in particolare quelli che interessano l’Australia occidentale sono chiamati Willy-Willies, quelli delle Filippine Baguios; quelli dell’Oceano Indiano, del Mare Arabica e del Golfo del Bengala vengono chiamati semplicemente cicloni, cordonazos nella parte meridionale del Messico e dell’ America centrale. Nella maggior parte delle altre latitudini tropicali ed in generale vengono chiamati uragani. In inglese il termine si traduce HURRICANE, che sembra derivare da 'hurican', Dio caraibico del male. A partire dal livello di tempesta tropicale è consuetudine assegnare un nome sia alle tempeste che agli uragani in modo da poterli identificarli più facilmente, in particolare quando nella stesse regioni insistono più fenomeni dello stesso tipo. In tal modo, risultano facilitati gli avvisi al pubblico da parte dei servizi addetti alla previsione e all'emergenza. Nelle regioni settentrionali dell'Oceano Pacifico non si assegnano nomi ai cicloni tropicali.

Nella stagione 2005 si è fatto ricorso anche alle lettere dell’alfabeto greco.
Il simbolo internazionale utilizzato per indicare gli uragani è : ;

le tempeste tropicali vengono indicate con il simbolo

Formazione e dissolvimento (ciclogenesi e ciclolisi)

L’ondulazione iniziale che si viene a formare lungo il fronte equatoriale, può rimanere stabile anche per molti giorni prima di svilupparsi in vortice. Ciò si spiega con il fatto che la differenza di temperatura fra le due masse d’aria coinvolte, separate dal fronte, è minima e ne consegue che la depressione nel cavo dell’onda è piccola. L’influenza della forza deviante di Coriolis è ancora debole (lat. 6 – 10° N) e la circolazione ciclonica incontra qualche difficoltà ad avviarsi. Appena inizia la circolazione ciclonica l’invorticamento dell’onda può svilupparsi alquanto rapidamente e nel breve volgere di poche ore, una debole depressione può trasformarsi in un vortice di intensità estrema. L’energia di instabilità è dovuta alla convezione, ossia il movimento verticale verso l'alto dell'aria caldo-umida sovrastante la superficie del mare; il raffreddamento di tali masse d'aria, in moto ascensionale, produce condensazione e quindi la liberazione di grandi quantità di calore latente di condensazione. Il calore latente si propaga nella massa d’aria riscaldandola . La differenza di temperatura tra la massa d’aria satura ascendente e l’atmosfera circostante aumenta, ragione per cui, l’aria satura, viene spinta a sollevarsi nuovamente. La repentina salita raffredda la massa d’aria nuovamente, a causa dell’espansione a cui è soggetta per espansione . Si ripetono così i processi di condensazione con liberazione di nuovo calore. La massa d’aria continuerà a sollevarsi sino a quando non avrà smaltito, sotto forma di precipitazione, la quasi totalità del vapore acqueo in essa contenuto. In parole povere si può affermare che: dopo la prima fase di formazione dell’onda e dopo che è iniziata la circolazione ciclonica intorno al minimo depressionario, entra in gioco, provocando un rapido approfondimento della depressione, l’enorme energia di instabilità propria di quelle regioni calde e umide. Intorno al minimo si formano intense correnti ascensionali che generano rapide e marcate depressioni nei bassi strati dell’atmosfera e si formano, quindi, elevati gradienti barici orizzontali che spingono l’aria proveniente dalle zone circostanti verso il centro della depressione. All’ intensa convergenza che si ha al suolo corrisponde una elevata divergenza in quota che ha lo scopo di smaltire, verso i margini, l’aria che rapidamente si innalza. Gli intensi movimenti verticali fanno si che le correnti orizzontali tendano sempre più a convergere verso il centro della depressione. Questo implica una riduzione del loro raggio di curvatura e un rapido aumento della forza centrifuga. Quest’ultima basta da sola ad equilibrare il gradiente (equilibrio ciclostrofico). Da questo punto in poi, le correnti nelle vicinanze immediate del “centro del ciclone”, assumono un andamento circolare antiorario capace di sbarrare ogni afflusso d’aria verso il centro della depressione. La forza di gradiente e la forza centrifuga sono dirette, rispettivamente, verso il centro e verso l'esterno. Le correnti di sbarramento danno vita ad un vero e proprio cilindro privo di venti nel pieno della tempesta. A questo cilindro di quiete viene dato il nome di occhio del ciclone.
La fase di sviluppo di un uragano può durare dalle 12 ore fino a diversi giorni, durante tale fase la pressione nel centro della depressione diminuisce gradualmente ed i venti, di solito, non raggiungono la forza tipica dei venti di uragano. Con il trascorrere delle ore la pressione scende repentinamente, i venti aumentano rapidamente di intensità, nubi e pioggia si organizzano in fasce che si avvolgono a spirale intorno al centro della depressione. Nella fase iniziale di un ciclone, la pressione al centro è di circa 1000 hPa, la caduta di pressione si aggira mediamente sui 5-7 hPa nelle 24 ore; nella fase di sviluppo si riscontra una caduta rapida della pressione, la formazione dell’occhio, l’organizzazione di una struttura spiraliforme e l’espansione della area di copertura nuvolosa. Nella fase della maturità si ha l’arresto della caduta della pressione, un allargamento dell’area interessata dalla tempesta, l’incurvamento della traiettoria. Gli uragani cominciano a indebolirsi e muoiono quando la fonte di energia, rappresentata dal calore latente di evaporazione, si esaurisce. Tale situazione si verifica quando diminuisce il rifornimento di aria calda e umida con il passaggio della tempesta sulla terraferma, oppure, con lo spostamento verso latitudini più alte, porta a passare il ciclone sopra acque oceaniche più fredde.
In molti casi l'uragano si indebolisce fino a diventare una semplice tempesta tropicale, oppure, se ha la possibilità di arrivare a latitudini più elevate, può trasformarsi in un normale ciclone extratropicale ovvero inserirsi nelle depressioni delle latitudini medie assumendone le caratteristiche.
Stadi di evoluzione
I cicloni tropicali possono essere distinti in due stadi:
1. Dopo il suo completo sviluppo – Rappresenta il periodo di massima intensità della perturbazione - Dura sino a quando il ciclone resta sulle superfici marine delle latitudini equatoriali e tropicali. (Stadio tropicale);
2. Periodo in cui l’energia del ciclone va diminuendo (via via che si allontana dai luoghi di origine portandosi a latitudini subtropicali e/o medie) (Stadio subtropicale).
Nello stadio tropicale il ciclone è costituito da un piccolo vortice molto intenso e simmetrico. L’occhio ha un diametro di 4-6 miglia.
Parti che compongono un ciclone
Comprensorio marginale
Si intende la zona del ciclone compresa tra il suo margine e il vortice.
Vortice
Il vortice dell’uragano è caratterizzato da venti estremamente violenti , nubi cumuliformi basse e precipitazioni violentissime, l’attività di fulminazione si sussegue incessantemente. Se ci si sposta dal comprensorio marginale al vortice si riscontra una rapida discesa del barogramma. Il vortice è, senza dubbio alcuno, la zona dove si hanno le manifestazioni più violente di un uragano. Al vortice segue l’occhio del ciclone .
Occhio del ciclone
L’occhio del ciclone è una zona di calma quasi completa, le precipitazioni cessano e, molto spesso, il cielo è completamente o quasi sereno. All’interno dell’occhio si riscontra un sensibile aumento della temperatura. I fenomeni osservati fanno ritenere che dentro l'occhio ci sia un moto di aria verso il basso (subsidenza) che impedisce la formazione di nubi e di piogge. Tale moto produce una compressione dell'aria sottostante e, quindi, è direttamente responsabile delle maggiori temperature osservate. Tuttavia si ritiene che l'aria non raggiunga la superficie marina e si arresti ad una quota di 1-3 Km, dove si forma un'inversione termica. Il mare all’interno dell’occhio è caotico e le onde vi convergono da tutte le direzioni. L’ energia in gioco è spaventosa, inferiore solo a quella di un terremoto o di un ordigno nucleare

Movimento

Potendo ritenere sugli oceani l’attrito quasi nullo ne consegue che la differenza tra venti di gradiente e venti al suolo è del tutto trascurabile. Alla luce di ciò si può affermare che il ciclone si muove seguendo le correnti dei bassi strati. I cicloni seguono, approssimativamente, le seguenti traiettorie: alle basse latitudini vanno da E verso W , via via che si elevano in latitudine deviano verso NW e, successivamente, verso N, allorquando raggiungono le latitudini subtropicali e/o medie deviano ancora verso E (come se volessero descrivere una parabola). La velocità con cui si muovono alle basse latitudini è compresa tra 5 e 15 nodi rimanendo in pratica quasi costante sino a quando si incurvano verso N, poi, aumenta sino a raggiungere mediamente i 20-30 nodi . Resta inteso che la traiettoria parabolica a cui abbiamo fatto riferimento è da ritenersi “ideale”. Da questa, spesso e volentieri, se ne discostano sia come direzione che come intensità. Nell’emisfero meridionale si muovono in senso antiorario dirigendo da E verso W , poi dirottano verso Sud e, successivamente, verso SE . I cicloni tropicali dell’Oceano Indiano settentrionale, i tifoni del mare Arabico e del Golfo di Bengala non seguono le modalità sopra riferite.

Struttura

Un ciclone tropicale, nella fase di pieno sviluppo, si presenta come una bassa pressione non proprio simmetrica, che si sposta verso Ovest-NordOvest. Nella struttura del ciclone possiamo evidenziare che:
1. Il vento diminuisce di intensità con la quota.;
2. Sulla verticale del centro si hanno le massime anomalie di temperature (+16°C rispetto all’andamento medio annuo della zona alla quota di 300 millibar, +4°C al suolo);
3. Il valore minimo della pressione si ha al centro;

4. i massimi gradienti barici si hanno ai margini dell’occhio del ciclone.

R.D. Fletcher, del U.S. Weather Service, fornisce la seguente formula per il calcolo del vento massimo in un tifone:
Vmax = 16 √ Pn – Po
In cui Pn è la pressione alla periferia del tifone, Po al centro, espresse in millibar.V è espressa in nodi

Moto ondoso

I venti fortissimi che caratterizzano un uragano generano onde enormi che si propagano verso tutte le direzioni. Le onde generate si propagano a grandi distanze dal vortice sotto forma di onde lunghe.Le onde che si vengono a formare nel quadrante posteriore destro sono le più violente tra quelle create da un ciclone e possono avere una velocità di propagazione di 1.500 Km al giorno. Allorquando gli uragani arrivano in vicinanze delle coste, l'azione prolungata dei venti può provocare un rapido aumento del livello del mare, anche di diversi metri sopra la marea normale (Storm Surge). Le onde, propagandosi sopra il nuovo livello della superficie marina, producono ulteriori innalzamenti del livello delle acque e conseguentemente si possono propagare, verso l’interno, sino a distanze rilevanti dalla costa.
Danni prodotti
Gli uragani, per le perdite umane e per gli effetti distruttivi che possono produrre, sono paragonabili solo ai terremoti. Per es. nel 1970 nel Blangadesh si ebbero almeno 250.000 morti per un ciclone che provocò un forte maremoto ed estesissime alluvioni. La più alta percentuale di incidenti mortali e di danni si verifica nelle aree costiere; infatti, quando gli uragani passano sopra la costa possono avere la massima intensità. I venti possono soffiare a velocità tanto alte da abbattere le case, strappare le linee dell'alta tensione e trascinare via barche, automobili ecc.. Il pericolo maggiore spesso non è rappresentato dai forti venti, ma dalle inondazioni causate dall'innalzamento del livello del mare a causa del moto ondoso. Un altro pericolo, nelle regioni montuose, è rappresentato dalle piogge torrenziali (anche oltre 500 mm in poche ore) che possono produrre improvvise piene di fiumi con conseguenti inondazioni e straripamenti.
Pericoli per la navigazione
Considerando una tipica traiettoria di un ciclone tropicale possiamo distinguerne due parti: quella destra rispetto alla traiettoria, nell’emisfero Nord, viene denominata semicerchio pericoloso; l’altra, quella sulla sinistra, viene denominata semicerchio maneggevole. Nel semicerchio pericoloso i venti sono concordi con il flusso generale e appaiono aumentati della componente velocità del ciclone e, pertanto, risultano più violenti (i venti dovuti al moto rotatorio antiorario si sovrappongono al moto dell'uragano), nel semicerchio maneggevole avviene il contrario .

Gli uragani sono molto pericolosi per la navigazione marittima ed aerea. Una nave allertata del loro approssimarsi deve mantenersi lontana dall’occhio e dal vortice. Tenendo conto del verso della circolazione ciclonica a Nord e a Sud dell’equatore, ne consegue che, una nave per uscire fuori dal semicerchio pericoloso di un ciclone dell’emisfero settentrionale deve prendere il vento sul mascone di dritta; per uscire dell’analogo semicerchio di un ciclone dell’emisfero meridionale deve prendere il vento sul mascone di sinistra.
Al fine di poter classificare gli uragani sono state create delle scale, fra cui quella denominata di Saffir-Simpson riportata di seguito. Tra le altre cose indica i probabili effetti che può produrre un ciclone in funzione dei valori della pressione minima e della velocità media del vento.

Previsione della nascita di un ciclone

Prevedere la nascita di un uragano è, praticamente, quasi impossibile. Individuata una depressione o una tempesta tropicale, è possibile seguirne il percorso e l'evoluzione, in particolare per verificare se essa può evolvere in un uragano e quali possono essere i suoi successivi spostamenti.
Non è possibile individuare l’esatta posizione di un uragano con sole misure di pressione atmosferica e di velocità del vento. Un ruolo fondamentale ed insostituibile in questo campo viene svolto dai satelliti artificiali, dalle loro radiofoto è possibile individuare l’esatta posizione del ciclone, la sua traiettoria (passata) e, mediante l’applicazione di idonee metodologie di analisi, è possibile stimarne la reale l'intensità.
Un ruolo insostituibile viene svolto anche da aerei, all’uopo attrezzati, per eseguire misure sulle tempeste tropicali. Gli aerei localizzano l'uragano, gli girano intorno e, se le condizioni generali lo consentono, si introducono nell'occhio eseguendo tutta una serie di misure. Anche l’utilizzo dei radar Doppler fornisce un contributo insostituibile. Le probabilità che un uragano colpisca di sorpresa sono oggi nulle, ma, rimane sempre problema connesso con la previsione dei suoi futuri spostamenti. Questo dato è più che mai prezioso al fine di individuare con certezza le aree interessate dalla minaccia.

Antonio A. Lubello

Bibliografia:

Rossi Biagi

Meteorologia Nautica – Generale e Sinottica

Sannino Silvestro

Meteorologia nautica