Potenzialità inversionali di una vallata: da cosa dipendono?

[Ghiaccio96]

Anche questo è un argomento delicatissimo. In questi ultimi anni sto scoprendo che nel centro italia ci sono posti davvero incredibili. L'estate scorsa vi è stata una nottata incredibilmente fredda in alcune zone del centro italia, dalle nostre parti vi ricordo fabro che ha segnato 10 gradi di minima in pieno luglio, ma alcuni altipiani in appennino a 1500 metri circa sono scesi persino sotto lo zero! minime fino a -3, in pieno luglio in abruzzo. Faceva più freddo che sulla cima del gran sasso! Come possono crearsi le condizioni per un fenomeno di tale potenza?

Di solito si dice banalmente che l'aria fredda scende dalle cime dei colli che circondano una valle. Ma appunto vi sono situazioni in cui il freddo delle conche non lo trovi nemmeno 1000 metri sopra le cime dei colli circostanti, quindi questa spiegazione non funziona.
Si dice anche che la valle deve essere chiusa, in modo tale da non avere ricambio d'aria. Ma anche questo non basta, ci sono zone apertissime come le zone nord di Roma attorno al Tevere che hanno delle capacità inversionali alla pari di posti come Capranica scalo o la valle del tevere viterbese.
Ma forse su questo secondo punto mi sbaglio io, infatti c'è anche da dire che la gran parte delle valli gelide ho notato essere accomunate proprio da questa caratteristica: se ci vai dentro e ti guardi intorno, è come essere chiuso tra delle mura, non c'è visuale.
Anche a Villa c'è una valletta inversionale che facevo vedere a Burian, e la sensazione è ancora quella, un prato dentro un avvallamento tra i 5 e i 10 metri.

In qualche modo influisce anche la quota a cui è postala vallata, le vallate di alta quota sono più gelide, anche se in realtà io credo che l'escursione termica di questi posti non dipenda dalla quota, se per esempio prendo la piana di capranica scalo e la porto a 1000 metri, la località tiene la stessa escursione termica (che dunque è il parametro di interesse) e dunque fa minime più basse essendo a più alte quote (anche massime più basse, ovviamente).

C'è solo un ragionamento che mi sento di fare per ora: tutti sappiamo che il calore si trasmette per conduzione,convezione ed irraggiamento. Lasciamo stare la conduzione. Più che la convezione, in senso stretto, diciamo rimescolamento d'aria (che poi è quello che fa la convezione). La vallata per raffreddarsi deve perdere calore. Il rimescolamento d'aria anche non può essere, infatti si ritorna alla teoria fatta all'inizio, ossia aria fredda che dalle cime dei colli scende giù nella conca, ma non può essere perchè appunto capita spesso che nelle conche faccia più freddo che in libera atmosfera. Rimane solo l'irraggiamento. Allora in tal contesto l'isolamento della vallata impedisce che il raffreddamento radiativo sia disturbato dall'intrusione di aria più calda.

Ma mi chiedo se il raffreddamento radiativo sia lo stesso in tutte le valli e quindi l'unica differenza tra le varie conche è data dalla capacità dei colli circostanti di impedire rimescolamenti e quindi lasciare indisturbato il raffreddamento radiativo, oppure la conformazione delle valli fa si che alcune riescano a emettere meglio radiativamente rispetto ad altre.
Non escluderei questo secondo caso, in quanto ho notato che le zone più gelide sono le valli fluviali. Secondo me conta molto il fatto che un terreno fluviale è praticamente piano, essendo fatti di depositi alluvionali depositati a strati ovviamente perpendicolari alla gravità, e dunque perfettamente in piano o quasi (altrimenti il fiume non scorrerebbe ). Un terreno piano secondo me si raffredda radiativamente meglio di una valle a V per esempio. Infatti la radiazione viene emessa perpendicolarmente al suolo, magari le colline che circondano una valle, se troppo ravvicinate, possono assorbire la radiazione emessa dal pendio di fronte.

Sicuramente un elemento che fa la differenza è la vegetazione, una valle boschiva difficilmente è inversionale, il terreno e l'aria sono umidi di notte e di irraggiamento vi è ben poco.

Se avete qualche osservazione fatela pure... sarebbe carino un giorno fare delle simulazioni per capire da cosa dipende questo fenomeno. Per ora che io sappia ci sono solo descrizioni qualitative delle inversioni termiche

[Olim]

Interessante Claudio!
Il punto è esattamente l'irraggiamento notturno che in una piana avviene indisturbato senza interferenze: ovvero 1) senza risalite di aria più calda da zone più basse; 2) senza impedimenti costituiti da rimescolamenti d'aria. Uno di questi impedimenti è il vento, anche debole.
Le valli chiuse rappresentano il miglior caso di inversione semplicemente perché lì vi è quasi sempre in condizioni di tempo statico assenza di vento e di brezze notturne. Dunque l'irraggiamento funziona alla perfezione.

Cito una tua frase che è importante:

"Ma mi chiedo se il raffreddamento radiativo sia lo stesso in tutte le valli e quindi l'unica differenza tra le varie conche è data dalla capacità dei colli circostanti di impedire rimescolamenti e quindi lasciare indisturbato il raffreddamento radiativo, oppure la conformazione delle valli fa si che alcune riescano a emettere meglio radiativamente rispetto ad altre."

La risposta è: entrambe!!

Oltre all'assenza di vento gioca un forte ruolo la tipologia di terreno. I terreni vulcanici ad esempio o le valli fluviali godono di un'inversione più potente. Alcuni tipi di terreni rilasciano infatti calore più intesamente. Altri ancora rilasciano calore rapidamente ma per poco tempo (esempio perfetto di questo Vierbo Strada Bagni che ha fortissima inversione serale che poi cessa sempre verso le 2 di notte).
Purtroppo su questo non posso esprimere un parere qualificato ma sono certo che la tipologia del terreno incide fortemente sulla quantità e sui ritmi del calore rilasciato così come del resto avviene per il calore accumulato durante il giorno.

Ultimo fenomeno da rimarcare molto interessante è l'inversione parziale da mezza collina che a volte si può verificarsi. Sappaimo infatti che le colline a pendio in genere sono aree non inversionali verso cui risale dalle valli il calore durante la notte. Tuttavia a volte si verificano delle eccezioni che in ogni luogo assumono le proprie peculiarità. Ma questo meriterebbe davvero una discussione a parte e forse persino un articolo

[Ghiaccio96]

Interessante il fenomeno di viterbo bagni, non lo avevo notato. Purtroppo le nostre stazioni ogni tanto hanno qualche problema, quindi a farsi un'idea sbagliata su come funziona questo fenomeno, è un attimo!

Secondo me non è solo una questione di tipo di terreno, ma anche di forma della valle, perchè in teoria uno potrebbe dire che un terreno roccioso si raffredda moltissimo, mentre uno fluviale non dovrebbe perchè saturo d'acqua. Ma a me pare che funzioni esattamente il contrario, le valli fluviali si raffreddano di più proprio perchè appunto sono quasi perfettamente piane. Per esempio già un corso d'acqua come il mignone, incastrato tra le pareti di tufo, non mi sembra inversionale. Le vallate interne alle catene montuose le vedo difficilmente inversionali, le vallate a V in fondo alle quali scorrono torrenti. Se il percorso è più di tipo fluviale le inversioni invece possono essere toste, ma le valli a V non le vedo per niente inversionali... E secondo me dipende dunque dalla conformazione della valle

[Burian]

Interessante il discorso, interverrò anch'io ma in maniera più schematica e sintetica, purtroppo non ho più tempo di scrivere lunghi messaggi da qualche anno a questa parte, una volta mi divertivo a rispondere con lunghi interventi a tutto. Le cose cambiano

[Burian]

Le potenzialità inversionali di una vallata dipendono da molti fattori a mio avviso e molti li avete citati e trattati bene. Forse non sapremo mai quali sono tutti i fattori che intervengono in questo fenomeno però credo che molti li scopriremo/abbiamo scoperti ora e già in passato.
Come avete già detto voi su questo fenomeno incide l'altezza della vallata, la forma della valle che deve essere chiusa, pronta a "raccogliere il freddo" e a non farlo traboccare fuori, ma aggiungo anche la presenza di monti intorno e di eventuali ghiacciai da dove il freddo precipita e va ad accumularsi nella vallata il quale accumulandosi gradualmente crea temperature molto più basse delle cime montane intorno.
Dipende anche dall'irraggiamento come avete già citato da voi, ma non solo, esistono terreni che perdono calore molto più facilmente di altri, ma anche questo è stato detto.
Altri fattori sono ad esempio la continentalità, a parità di condizioni una valle interna è più fredda di una valle costiera perchè risente meno degli influssi marini. La forma della valle anche incide, se a V ad U o ampia e come ha detto bene Ghiaccio, la presenza o meno di vegetazione e aggiungerei la presenza o meno di laghi stagni o paludi. Una valle senza vegetazione è più fredda (e più calda di giorno) e una valle asciutta è più fredda (e più calda di giorno) di una con laghi palude etc.
Anche l'urbanizzazione incide, va da sè che se la valle è occupata da una città è meno fredda di una valle con solo prati e roccia.
Sicuramente, come dicevamo, esistono altri piccoli fattori che incidono sul fenomeno ma scovarli tutti non è proprio semplice.
Su strada Bagni in particolare non saprei dirvi il perchè ad un certo punto della notte si ferma l'inversione, potrebbero esserci dei fenomeni meteo che intervengono e che non prendiamo in considerazione (brezze secondarie che si attivano?) oltre al fatto che l'ipotesi di Olim non è per niente da escludere.

[Ghiaccio96]

Ho scoperto qualcos' altro sul tema, ho scoperto che non c'è una visione unanime della comunità scientifica

non si riesce ancora a trovare delle leggi almeno empiriche che possano esprimere delle caratteristiche tipiche della situazione notturna fortemente stabile. In alto mare proprio! La turbolenza che si registra infatti è molto intermittente sia nello spazio che nel corso delle ore. Secondo me semplicemente non hanno ancora trovato le variabili giuste che determinano le inversioni, per quello che vedo infatti, come ho già espresso, le zone ad inversione maggiore sono le vallate fluviali, quindi qualche variabile determinante c'è e penso riguardi la conformazione della valle. Se hanno fatto già studi su questo però non mi è dato sapere e in caso se le conclusioni sono risultate soddisfacenti. Ma secondo me non sono mai state studiate abbastanza, basti pensare che le stazioni in questi posti esistono solo di meteoappassionati (meteolazio a leonessa vallunga, dove scorre un fiume che viene giù dal terminillo, ma anche meteofabro a colonnetta di fabro, altri enti abruzzesi e le nostre storiche acquapendente la fornace e capranica scalo), e le stiamo scoprendo in larga parte in tempi recenti.

[Burian]

Credo che tale incertezza dipenda dal fatto che sono stati fatti pochi studi al riguardo.
I fattori che abbiamo enunciato noi secondo me contribuiscono alla potenzialità inversionale di una valle conca o piana però certo potrebbero essercene altri ed inoltre con pesi differenti al fenomeno senza contare il fatto che certi fattori messi insieme possono o amplificare o frenare l'inversione...