Abbiamo Ospiti/Pianeta Terra – Fulmini a ciel sereno!

Articolo di Gian Carlo Ruggeri, Autore Ospite de La Lampadina
Un fulmine può essere definito come un’intensa e transitoria corrente elettrica di scarica il cui percorso in lunghezza è misurato in chilometri. Esso si verifica allorché una porzione di atmosfera raggiunge una certa carica sufficientemente ampia in modo che i campi elettrici ad essa associati causino una rottura dell’aria. La più comune produzione di fulmini avviene nelle nubi del tipo Cumulus (nelle specie Cumulonimbus, Cumulus congestus, Cumulus turritus). Purtuttavia, essi possono verificarsi durante le tempeste di neve, di sabbia e nelle nubi che si producono al di sopra dei vulcani in eruzione. Può anche accadere che un fulmine si verifichi in atmosfera serena, apparentemente dando luogo all’espressione “bolt from the blue” (fulmine a ciel sereno). I più comuni, però, sono quelli generati dalle nubi succitate. Essi possono aver luogo completamente all’interno di una nube (infranube o scarica da nube), fra due nubi (scariche nube – nube), fra una nube e la terra (nube – superficie o scariche terrestri) o fra una nube e l’aria circostante (scariche nube – aria). Fra questi ultimi, una classe molto interessante è costituita dai fulmini che si dipartono dalla sommità delle nubi temporalesche verso l’alto. La peculiarità di questi casi consiste, fra l’altro, nel fatto che il top di queste nubi, in genere, si trova circa ai limiti dell’atmosfera meteorologica (8 ÷ 10 Km). Fenomeni analoghi ai fulmini, silenziosi e quasi invisibili, si verificano anche nell’alta atmosfera, al di sopra delle nubi temporalesche. Sono denominati “sprites” (ovvero, “gli spiriti dell’aria”, da W. Shakespeare): si tratta di scariche silenziose e velocissime che interessano la porzione di atmosfera fra 15 e 100 Km di altitudine. Queste enormi e non ancora conosciute scariche luminose si manifestano non contemporaneamente ai temporali, ma anche in assenza di essi, fra le nubi e la ionosfera. La funzione dei fulmini è di mantenere costante la differenza di potenziale fra l’alta atmosfera e la superficie terrestre (il campo elettrico). In assenza dei temporali, la carica che alimenta il campo elettrico tenderebbe a decadere in pochi minuti: la funzione dei temporali, quindi, è quella di un generatore che ricarica la batteria. Le nubi temporalesche si formano in un’atmosfera contenente aria densa e fredda in quota ed aria caldo – umida a bassi livelli. Quest’ultima sale in forti correnti ascensionali, tali da formare la nube, mentre l’aria fredda scende verso il basso. Ad esempio, queste condizioni atmosferiche si verificano allorché masse d’aria polare (fredde) scorrono su regioni ove esista aria caldo – umida, oppure quando la superficie terrestre sia fortemente riscaldata dal Sole e, conseguentemente, trasferisca il suo calore all’aria presente nella bassa atmosfera. L’ampiezza delle nubi temporalesche varia da piccole – medie nubi esistenti nelle regioni semi – tropicali, nelle quali la nube stessa si trova completamente a temperature sopra lo zero termico, fino alle gigantesche nubi che possono avere un’estensione verticale maggiore di 20 Km. L’altezza di una nube tipica temporalesca si aggira fra gli 8 ÷ 12 km, sebbene, a rigor di termini, i valori tipici possano variare in funzione della località. All’interno di queste nubi vi è un tumulto di vento, acqua e ghiaccio in presenza di un campo gravitazionale e del gradiente di temperatura. Da questo subbuglio emergono, in modo non ancora completamente compreso, le regioni della nube aventi cariche elettriche. Tipicamente, la parte superiore della nube contiene una preponderanza di cariche positive, mentre la parte inferiore possiede cariche negative: in questo modo, la struttura sostanziale di una nube temporalesca è tale da costituire un dipolo elettrico. Le regioni cariche di questo dipolo hanno un diametro dell’ordine di chilometri. In più, in questa disposizione delle cariche elettriche, esiste una piccola porzione di cariche positive alla base della nube. Quello che comunemente viene chiamato lampo (flash) è, in termine tecnico, la discarica totale (la cui durata è dell’ordine di 0,2 s), ma ogni componente della discarica (la cui fase luminosa è misurata in decimi di millisecondi), viene chiamata stroke. Generalmente, esistono tre o quattro strokes per ogni flash ed ognuno di essi è separato da circa 40 ms. L’intensità media della corrente elettrica circolante nel fenomeno è 30.000 ampere, la temperatura di 20.000 gradi. Sulla superficie italiana (mare / terra), in media, cadono circa un milione e mezzo di fulmini all’anno, con una tendenza ad aumento della frequenza. Fino ad oggi (settembre 2019), sul territorio nazionale, se ne sono verificati circa un milione, con un massimo nel nord est. Questa tendenza è correlata ad un aumento dell’energia nell’atmosfera, anche per cause antropiche. Recenti ricerche hanno evidenziato che, segnatamente durante i temporali estivi, i fulmini incrementano sia l’Ozono ed altri gas (in particolare gli ossidi di Azoto) che influenzano la chimica dell’atmosfera fra 3 e 8 Km al di sopra della superficie terrestre.

Cosa fare per proteggersi? All’aperto, non sostare sotto tettoie, balconi, antenne, campanili e ponti; evitare di usare il cellulare o il tablet, togliersi di dosso chiavi, anelli, collane ed orecchini, oggetti metallici (chiavi, anelli, collane, ed orecchini), non fare attività sportive che comportino l’uso di oggetti con parti metalliche.
In montagna, scendere di quota, evitando i percorsi troppo esposti, muoversi lungo conche o aree depresse del terreno, abbandonare piccozze e sci. Se si fosse costretti a rimanere all’aperto, mettersi accovacciati con le ginocchia ed i piedi uniti e la testa fra le ginocchia, rendendo minima sia l’estensione verticale che il contatto con il terreno; se si fosse in gruppo, sparpagliarsi, tenendo una distanza di circa dieci metri fra le persone.

(NdR: Guarda questo incredibile fenomeno che si verifica costantemente in Venezuela..)

2 commenti per “Abbiamo Ospiti/Pianeta Terra – Fulmini a ciel sereno!

  1. Enrico Borghi
    9 Ottobre 2019 at 10:16

    Molto interessante ma mi piacerebbe sapere come si fa a contare i fulmini di un determinato territorio.

    • Gian Carlo Ruggeri
      12 Ottobre 2019 at 17:46

      La maggior parte dei Servizi meteorologici nazionali controlla l’attività elettrica dell’atmosfera mediante dei “contatori di scariche elettriche” disposti sul territorio nazionale. Queste rilevazioni rientrano nel quadro delle attività di osservazione e di controllo dei parametri atmosferici, in accordo alle raccomandazioni in merito, emanate dall’Organizzazione Meteorologica Mondiale. Sul web esiste un sito molto ben organizzato (http://www.blitzortung.org), regolarmente aggiornato, il quale raccoglie globalmente l’attività elettrica in parola. Rammento, di passaggio, che – come esistono temporali (con o senza fulmini e senza precipitazioni) – può esservi attività elettrica atmosferica senza necessariamente la presenza di temporali.
      Gian Carlo Ruggeri

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