Questa biblioteca della grandine potrebbe rivoluzionare le previsioni meteo, aiutando a prevedere le violente grandinate

Ricercatori negli Stati Uniti e in Australia hanno compilato una biblioteca di grandine con l’obiettivo di migliorare l’accuratezza della simulazione delle forti grandinate, che potrebbe portare a previsioni meteorologiche più accurate e dettagliate.

Prima premessa: cosa sono i temporali di grandine?

I temporali di grandine, un fenomeno raro, si formano in condizioni meteorologiche molto specifiche. Perché si formino, l'aria deve essere molto calda e umida, il che permette a grandi masse di vapore acqueo di salire ad altitudini elevate, tra i 15 ed i 25 km, dove la temperatura può raggiungere i -80ºC.

All'interno di queste nubi, chiamate cumulonembi, forti correnti d'aria ascendenti e discendenti, con velocità comprese tra 50 e 100 km/h, fanno scontrare le goccioline d'acqua e si trasformano in pietre di ghiaccio. Questo processo è influenzato dall'intensità dell'aria calda, che può spingere ripetutamente le pietre di ghiaccio verso l'alto, aumentando le loro dimensioni finché alla fine il peso della grandine vince le correnti ascensionali e cadono a terra, provocando spesso notevoli danni.

Lo studio delle tempeste di grandine ha una lunga storia, che risale ad Aristotele, che nel IV secolo a.C., nella sua opera "Meteorologia", scrisse sugli effetti devastanti di questo fenomeno.

Da Aristotele alla creazione delle biblioteche per la grandine

Nonostante i rilevanti contributi di Aristotele allo studio delle tempeste di grandine, c’è ancora molta strada da fare. In questo senso, sebbene nella modellizzazione scientifica convenzionale delle grandinate si di solito si presuppone che tutti i chicchi di grandine abbiano forma sferica, il che semplifica qualsiasi calcolo, ciò può portare a previsioni meno accurate, poiché, in realtà, i chicchi di grandine hanno forme molto diverse.

In una nuova ricerca pubblicata sul Journal of the Atmospheric Sciences, Soderholm e i suoi collaboratori hanno analizzato l’importanza di creare una libreria di riferimento con forme di grandine naturali e non sferiche, che potrebbero alterare i risultati della modellazione delle tempeste di grandine.

Secondo il ricercatore responsabile dello studio, Yuzhu Lin, dottorando presso la Pennsylvania State University negli Stati Uniti, le differenze osservate erano significative.

"I modelli con grandine più naturale hanno mostrato che questa ha seguito percorsi diversi attraverso la tempesta, con diversi livelli di crescita, e che è caduta in luoghi diversi", dice Lin.

Progressi nella modellazione della grandine: vantaggi e applicazioni pratiche

Questo nuovo approccio di modellazione ha rivelato anche differenze nella velocità e nell’impatto della grandine quando colpisce il suolo, caratteristiche che non erano mai state incorporate nelle simulazioni precedenti, rendendo questa ricerca un’innovazione in meteorologia. Attualmente questo tipo di modellizzazione viene utilizzata esclusivamente dagli scienziati che studiano le tempeste.

Tuttavia, Soderholm sottolinea che l'obiettivo finale è quello di poter prevedere in tempo reale la dimensione della grandine e dove cadrà. "Naturalmente, previsioni più accurate potrebbero avvisare il pubblico di mettersi al riparo durante le grandinate e mitigare i potenziali danni", afferma Soderholm.

Inoltre, previsioni più accurate potrebbero portare vantaggi significativi a diversi settori, come quello assicurativo, agricolo e dell’esplorazione dell’energia solare, tutti sensibili agli impatti della grandine. Gli assicuratori, ad esempio, potrebbero utilizzare queste informazioni per valutare meglio i rischi e fissare premi assicurativi più adeguati, mentre gli agricoltori e i gestori dei parchi solari potrebbero adottare misure preventive per proteggere i raccolti, le attrezzature e le infrastrutture.

Il processo di creazione di questa libreria di grandine è iniziato raccogliendo campioni durante diversi temporali, che sono stati poi attentamente digitalizzati e analizzati. Includere segni di vernice nera sulla grandine ha aiutato a valutare le forme tridimensionali. Una volta digitalizzati, i chicchi di grandine sono stati tagliati a metà per rivelare le strutture interne dalla loro formazione tra le nuvole. In definitiva, questa ricerca rappresenta un passo importante nella comprensione e nella previsione delle tempeste di grandine, con potenziali benefici per la sicurezza pubblica.

Riferimenti allo studio:

Lin, Y., Kumjian, M. R., Soderholm, J., & Giammanco, I. (2024). Modeling non-spherical hailstones. Journal of the Atmospheric Sciences (no prelo). https://doi.org/10.1175/JAS-D-23-0231.1