Analisi radiosondaggi

 Convective Available Potential Energy (CAPE)  

CAPE sta per “Convective Available Potential Energy”, ovvero energia potenziale disponibile per la convezione. Tale indice misura l’energia totale di galleggiamento acquisita da una massa d’aria fintantochè rimane più calda dell’ambiente circostante, ovvero una misura del lavoro svolto dalla spinta di galleggiamento.
L’unità di misura è il J/kg, che esprime quindi l’energia totale ricevuta in joule da ogni kg d’aria.

Nel diagramma aerologico corrisponde all’area compresa tra la curva di stato e l’adiabatica satura, quando questa si trova a destra della curva di stato.
Quanto sarà più grande questa area, tanto maggiore sarà il rischio di temporali intensi, in quanto maggiore sarà il tasso di instabilità atmosferica.

Il CAPE è correlato direttamente alla velocità massima potenziale ascendente dell’updraft secondo la seguente relazione, semplificata al massimo al netto di altre variabili:
Questo valore sovrastima di un fattore 2 la reale velocità verticale dell’updraft, che quindi si ottiene dimezzando il valore ottenuto.

Nello studio dell’area del CAPE, oltre al valore derivante dalla misura dell’area in se, uno studio del 1998 di Blanchard evidenzia l’importanza di valutare anche la relativa distribuzione verticale.
In pratica, un’area di CAPE concentrata in una sezione verticale relativamente piccola, quindi più “panciuta” e grossa, denota maggiore instabilità ed intensità di eventuali fenomeni, rispetto ad un’area che ha lo stesso valore ma maggiormente distribuita in verticale, quindi più “alta e magra”.

Analizzando gli intevalli di valori di questo parametro:

• CAPE < 500 denota assenza di attività temporalesca;
• CAPE tra 500 e 1000 denota lieve instabilità, eventuali temporali deboli o isolati;
• CAPE tra 1000 e 2500 denota moderata instabilità con temporali moderati abbastanza probabili;
• CAPE tra 2500 e 3500 denota molta instabilità con temporali forti e possibili tornado;
• CAPE > 3500 denota estrema instabilità con temporali molto intensi e tornado abbastanza probabili.

Nel grafico troviamo anche il CAPV calcolato secondo la temperatura virtuale.

 Convective Inhibition (CINS) 

CINS sta per “Convective Inhibition”, ovvero inibizione alla convezione. È una specie di opposto del CAPE, in quanto misura l’energia disponibile (J/Kg) in bassa troposfera ad impedire l’innesco di ipotetici moti convettivi.

Nel diagramma è l’area delimitata dalla curva di stato e l’adiabatica satura quando quest’ultima si trova a sinistra della prima, ovvero quando l’ipotetica particella d’aria è più fredda dell’atmosfera circostante e non riesce a salire.
Il limite superiore di quest’area, ovvero quando la curva di stato interseca da destra l’adiabatica satura, rappresenta il CAP, che sta per “Capping inversion”, ovvero il limite superiore dello strato inversionale, limite oltre il quale inizierà la convezione (e l’area del CAPE).

Questo discorso vale per la libera convezione, ma se per qualunque motivo dinamico la particella d’aria sarà costretta comunque a salire come ad esempio l’arrivo di un fronte freddo al suolo, potrà essere spinta comunque oltre il CAP e da lì iniziare la convezione.

Intervallo valori:

• CINS tra 0 e 50 → CAP basso → altà probabilità di convezione spontanea; 0 indica totale non-opposizione ad eventuali moti convettivi;
• CINS tra 51 e 199 → CAP medio → convezione probabile in caso di passaggio frontale o profilo termodinamico verticale favorevole;
• CINS > 200 → CAP alto → bassa probabilità convettiva anche in caso di CAPE favorevole.

Per quest’ultimo caso c’è un però: a patto che gli altri indici termodinamici siano favorevoli all’insorgenza di temporali, il CAP alto, anche se di norma rappresenta una situazione stabile, non esclude l’insorgenza di episodi temporaleschi a fine giornata (tardo pomeriggio-sera) quando la radiazione solare avrà avuto tempo sufficiente a rimuovere lo strato stabile preesistente: questa situazione può portare a temporali particolarmente violenti con updrafts piuttosto pronunciati.

Nel grafico troviamo anche il CINV calcolato secondo la temperatura virtuale.