Con l’avvio di una fase instabile che si protrarrà per alcuni giorni, ecco che sono tornati temporali sparsi ed intermittenti ad interessare buona parte della regione. Tuttavia essendo quello attuale un periodo che molti dedicano alle vacanze o comunque ad attività all’aperto, essi recano con sè un aspetto assai pericoloso e troppo spesso sottovalutato: il fulmine; pertanto vediamo qualche caratteristica ed alcune norme comportamentali per difenderci da una delle conseguenze più pericolose anche accompagnano le manifestazioni temporalesche.
Dobbiamo immaginare la classica nube temporalesca come un enorme generatore: La coesistenza di particelle di ghiaccio e acqua, (cloud supercooled droplets, cloud ice particles, ice crystals, drizzle, rain, snow, graupel, hail), in presenza di moti verticali porta a liberazione di cariche per “attrito” (effetti dovuti a collisione, induzione, accrescimento, deposizione, ….etc ).
Le forze che agiscono sulle idrometeore cariche sono:
-attrazione/repulsione elettrica
-gravità
-resistenza idrodinamica
-convezione
Sintetizzando all’estremo i cristalli di ghiaccio portati dall’updraft (corrente ascensionale, sempre presente nei cumulonembi) verso la parte superiore della nube acquisiscono per attrito carica positiva dagli embrioni di grandine, graupel o gocce sopraffuse che si muovono verso il basso. Le cariche si dispongono alla sommità, alla base e in sacche interne della nube, in seguito a forze elettriche, di gravità, di viscosità, e convettive.
La particolare disposizione dei centri di carica fa sì che si abbiamo diverse tipologie di fulmini (vedere figura sottostante):
-Fulmini nube.suolo
-Fulmini intranube
-Fulmini nube-nube
Le varie tipologie di scariche elettriche legate alle nubi temporalesche.
I fulmini nube-suolo rappresentano circa il 10% (fonte CESI-SIRF) del totale, tuttavia sono i assai pericolosi poiché possono colpirci. Un classico esempio di fulmine nube-suolo è riportato nella seguente figura (scarica a cosiddetto “filo di perle”).
Fulmine nube-terra
Di questo 10% circa il 90% sono fulmini discendenti (la scarica viene drenata dalla nube al suolo) ed il 10% fulmini ascendenti (flusso di cariche che dal suolo si dirige verso la base della nube, più frequenti in montagna).
Una seconda distinzione richiama la polarità del tipo di fulmine:
-Fulmini positivi
-Fulmini negativi
I termini “positivo” e “negativo” indicano la carica (si tratta di elettroni) prevalente nella zona di contatto nella nube, o altrimenti detto, il tipo di carica che viene drenata verso il suolo.
Estremamente pericolosi sono i fulmini positivi poiché molto potenti e soprattutto perché cadono lontani dal centro del temporale scoccando dalla parte superiore del cumulonembo, e colpiscono quando si pensa che oramai il pericolo sia passato (si tratta dei cosiddetti fulmini a ciel sereno, che si manifestano col temporale lontano e che spesso sono causa di incidenti anche gravi).
Nelle immagini seguenti abbiamo due esempi di fulmini positivi, con la scarica che si abbatte lontano dal temporale e con cielo praticamente sereno sulla verticale. Attenzione quindi: per non correre rischi assicuriamoci che il temporale sia sufficientemente lontano (almeno da non udire più distintamente i tuoni).
Esempi di fulmini positivi: la scarica colpisce punti lontani ed al di fuori dal centro del temporale
I fulmini nube-nube o intranube costituiscono il restante 90% dei fulmini, ma essi non rappresentano un pericolo, offrendo peraltro scenari spettacolari in quanto sovente molto estesi. In linea di massima quando il temporale è giovane prevalgono le scariche nube-suolo, mentre quando il temporale è in fase di indebolimento tendono a prevalere le scariche intranube.
Esempio di fulmine intra-nube
Ma come scocca il fulmine nube-terra, ovvero il più pericoloso?
Procediamo per gradi:
1) Lo streamer è una ionizzazione locale di forma filamentosa, sostenuto dal campo auto-prodotto. Questo riscalda l’aria e crea una zona di plasma detta “space stem”. Quando si riscalda a sufficienza e si ionizza maggiormente si trasforma in un canale conduttore, che è il primo passo del leader. La testa del leader abbassa il potenziale che era nella nube. In fronte si crea una zona di corona a streamer e il processo ricomincia.
2) Lo stepped leader o leader discendente è il canale conduttore di cariche ionizzate. Procede a passi di 50m con intervalli di 50 us, con reinneschi successivi del processo. La velocità del canale discendente è formidabile: 3 km in 20 ms (millisecondi).
3) L’upward leader o leader ascedente: ovvero il meccanismo dell’effetto punta abilita una ionizzazione abbondante dall’oggetto a terra verso l’aria. Tale ionizzazione può svilupparsi in un canale ionizzato simile al leader, ma che procede verso l’alto. La presenza delle cariche nel leader discendente aumenta l’effetto di ionizzazione.
Il leader ascendente viene percepito come il punto più vicino di contatto a terra da parte del leader discendente, che tende ad incontrarlo. All’incontro dei due leader (o del leader discendente con il suolo) nasce il colpo di ritorno.
Una sintesi dei passaggi sopra descritti è riportata nella figura seguente:
Evoluzione dei leaders e colpo di ritorno. Fonte: CESI-SIRF
4) Leader oscuro: dopo il primo colpo di ritorno, nella nube si formano streamers tra l’arrivo del canale e la parte superiore della nuvola; da questi altre cariche sono drenate attraverso il canale ionizzato. La deposzione di cariche lungo il canale è minore che nel leader primario, tuttavia si generano altri colpi di ritorno detti colpi successivi, e visivamente si ha la sensazione che la stessa scarica si abbatta più volte (rapidissimamente) nello stesso punto.
Un altro esempio di ciò che accade tra nube e suolo è riportato nella seguente figura:
Di seguito una immagine molto celebre (e reale) che ben descrive il concetto di leader ascendente: sulla sinistra si vede un leader ascendente lanciato da un parafulmine, tuttavia la scarica raccoglie “l’invito” proveniente dall’albero (un altro leader ascendente) il quale viene centrato in pieno dal colpo di ritorno.
Ma veniamo al dunque e ad informazioni più pratiche:
Come difendersi?
In primo luogo occorre distinguere tra scarica diretta e scarica indiretta: nel primo caso purtroppo non abbiamo scampo. In caso di scarica indiretta possiamo riportare danni più o meno gravi, ma con po’ di fortuna possiamo cavarcela.
Nella forma indiretta possiamo avere:
–Scarica laterale (esempio: uomo vicino ad un albero centrato dal fulmine)
–Scarica per contatto (esempio: uomo appoggiato ad un albero centrato dal fulmine)
–Scarica per “tensione di passo” (esempio: uomo che cammina vicino ad un albero centrato dal fulmine)
Per evitare spiacevoli conseguenze, sia legate alle scariche dirette che indirette, occorre tenere ben presente alcune semplici nozioni:
1) Ogni oggetto con una elevazione predominante rispetto all’area circostante ha maggiori probabilità di essere colpito dal fulmine (albero, torre, traliccio, campanile). Quindi: lontano dalle punte! Lontano dagli alberi (specie se isolati e terminanti a punta, es. cipressi, abeti, etc.), In aree aperte (prati, pascoli, spiagge, etc.) siamo noi stessi una “punta”, per cui cercare rapidamente un riparo e se non è possibile in tempi brevi accucciarsi!
2) La corrente del fulmine dopo aver colpito il bersaglio si disperde nel terreno, per cui se siamo nelle vicinanze e siamo a contatto col suolo rischiamo di venire percorsi dalla corrente di dispersione e subire danni. Quindi tenere i piedi uniti e non sdraiarsi!
La “corrente di passo”: se si toccano contemporaneamente punti più distanti aumenta il rischio (es. piedi non uniti , camminare, tenersi mano nella mano, quadrupedi ad alto rischio). Fonte: CESI-SIRF
3) Il fulmine raggiunge anche l’interno degli edifici se essi sono collegati a strutture esterne (classico esempio l’antenna televisiva), percorrendo i cavi elettrici o altre strutture metalliche. Quindi: non fare la doccia, non usare acqua da condutture, non stare al telefono fisso, non toccare cavi elettrici, prese, tubazioni. etc.
4) Un luogo chiuso, specie se metallico, rappresenta una “gabbia” sicura, purchè non si siano condizioni atte a condurre il fulmine dall’esterno all’interno. Un’auto con finestrini ben chiusi è un’ottima “gabbia di Faraday”, pertanto sicura. Quindi: ripararsi in auto (ben chiusa), ripararsi in casa lontano da tubazioni, apparecchi elettrici, cavi.
5) La corrente del fulmine si disperde nel materiale colpito; se questo è un buon conduttore, essa può arrivare lontano. Quindi: uscire dall’acqua, sia essa di mare, lago o piscina che sia.
Ricordiamo che un temporale può scoppiare in tempi molto rapidi (specie se siamo in montagna) ed estendere molto rapidamente l’area interessata da scariche elettriche, per cui mai aspettare troppo tempo dai primi tuoni uditi anche se sommessi, cercare sempre il più rapidamente possibile un riparo. Se siamo in montagna può essere una buona pratica cercare un anfratto, una piccola grotta, avendo però l’accortezza di non sostare in prossimità dell’esterno, dando la priorità a rimanere ben “chiusi”. Teniamo presente queste semplici indicazioni e non facciamoci fuorviare dalla sindrome del gregge (ci sono altre persone che agiscono in quel modo e quindi imitiamole, non è affatto detto che il “gregge” sappia esattamente cosa fare).
Bibliografia: “I fulmini”, Dr.ssa Marina Bernardi CESI-SIRF, corso di formazione “Thunderstorms 2007”.
P. Randi
