Ecco il meccanismo atmosferico che alimenta le grandi ondate di calore sull'Italia attraverso i moti discendenti

Il trasporto di queste masse d'aria calde verso il Mediterraneo è guidato dalla circolazione atmosferica su larga scala, attraverso complessi meccanismi atmosferici che favoriscono l'accumulo di calore nei bassi strati.

Onda di calore sulle regioni meridionali.
Il trasporto di questa massa d'aria calda verso il Mediterraneo è guidato dalla circolazione atmosferica su larga scala, spesso associata a configurazioni sinottiche specifiche.

Le ondate di calore che colpiscono il Mediterraneo spesso hanno origine nelle regioni desertiche del Nord Africa, in particolare il Sahara. In questi luoghi l'intensa radiazione solare di questo periodo scalda il suolo desertico, che a sua volta riscalda l'aria sovrastante attraverso processi di convezione.

Questo crea una massa d'aria molto calda e secca, fino in libera atmosfera, a circa 5000 metri di quota. Questa massa d'aria è caratterizzata da alte temperature potenziali (ossia temperature che l'aria avrebbe se riportata adiabaticamente fino al suolo) e da una bassa umidità relativa.

Trasporto verso il Mediterraneo

Il trasporto di questa massa d'aria calda verso il Mediterraneo è guidato dalla circolazione atmosferica su larga scala, spesso associata a configurazioni sinottiche specifiche.

Di solito in Italia le tipiche ondate di calore provenienti dal Sahara si verificano durante un richiamo di aria più calda da Sud, indotto da un “upper level low”, o più propriamente di una goccia fredda o un Cut-Off, che si isola tra l’Atlantico portoghese o sulla penisola Iberica.

Nel settore orientale di questa circolazione ciclonica in quota si viene a costruire il richiamo caldo e secco di masse d’aria d’estrazione sub-tropicale che molto spesso si muove lungo il margine occidentale di un promontorio anticiclonico sub-tropicale che si colloca poco più ad est.

Sahara.
L'area di origine delle grandi ondate di calore che colpiscono l'Italia e il Mediterraneo è proprio il deserto del Sahara.

Nella maggior parte dei casi il promontorio sub-tropicale si può trasformare in un vero e proprio anticiclone di blocco che può progredire fino a latitudini piuttosto elevate, oltre il 50-55° Nord.

La presenza di un anticiclone dinamico, come l'anticiclone africano, trasporta le masse d’aria molto calde, in quota, verso latitudini più settentrionali. Questo anticiclone si forma o si intensifica a causa della divergenza in alta troposfera associata alla cella di Hadley o al ramo discendente della corrente a getto subtropicale.

I meccanismi di subsidenza, l’origine del gran caldo

Oltre alla forte radiazione solare un ruolo chiave viene giocato pure dalle cosiddette “subsidenze atmosferiche”. Difatti, all’interno di un promontorio anticiclonico, l'aria in alta e media troposfera tende a scendere verso il basso, per subsidenza. Questo movimento discendente è causato dalla convergenza in quota e dalla divergenza al suolo, tipica degli anticicloni.

Durante la discesa, l'aria si comprime a causa dell'aumento della pressione atmosferica man mano che si avvicina al suolo. Quando l'aria secca (come quella di origine sahariana) scende, subisce un riscaldamento adiabatico dovuto alla compressione.

Secondo il principio della compressione adiabatica, la temperatura dell'aria aumenta di circa +1°C ogni 100 metri di discesa (adiabatica secco). A ciò si unisce il suolo riscaldato dall'insolazione, giorno dopo giorno, che contribuisce a mantenere o amplificare la massa d'aria calda attraverso il rilascio di calore sensibile.

Onda di calore.
Oltre alla forte radiazione solare un ruolo chiave viene giocato pure dalle cosiddette “subsidenze atmosferiche”. Difatti, all’interno di un promontorio anticiclonico, l'aria in alta e media troposfera tende a scendere verso il basso, scaldandosi sensibilmente.

La subsidenza inibisce la formazione di nubi e precipitazioni, poiché l'aria discendente diventa più stabile e secca. Questo contribuisce a cieli sereni, che permettono un ulteriore riscaldamento del suolo per irraggiamento solare, amplificando l'ondata di calore.

In pratica il meccanismo delle ondate di calore sull'Italia coinvolge il trasporto di masse d'aria calda sahariana in libera atmosfera, la loro discesa tramite subsidenza anticiclonica e il riscaldamento adiabatico secco. Tali elementi concomitanti insieme causano un'impennata delle temperature al suolo.

Gli effetti dell’ondata di calore che raggiunge l’Italia

Il riscaldamento adiabatico secco, combinato con l'intensa insolazione estiva, porta a temperature molto elevate, spesso superiori ai +35°C +40°C, specialmente nelle pianure interne e nelle regioni meridionali e centrali dell'Italia.

Ondata di calore.
Quando l'aria calda e secca di origine sahariana si mescola con aria umida proveniente dal Mediterraneo, il disagio termico può aumentare a causa dell'elevato indice di calore

In alcune situazioni, l'aria calda può scavalcare i Monti di Sardegna, Sicilia o gli Appennini, subendo un ulteriore riscaldamento adiabatico durante la discesa sottovento (effetto favonico), che può esacerbare le temperature in regioni come la Pianura Padana, o lungo le aree costiere delle regioni adriatiche, tirreniche, ioniche e fra Sicilia e Sardegna.

Quando si attivano questi venti discendenti sulle aree sottovento si possono raggiungere valori, anche estremi per la climatologia del luogo, come i +48,8°C, registrato l'11 agosto 2021 a Floridia, vicino Siracusa.

Inoltre se l'aria calda e secca di origine sahariana si mescola con aria umida proveniente dal Mediterraneo, il disagio termico può aumentare a causa dell'elevato indice di calore (heat index), anche se il riscaldamento adiabatico secco tende a mantenere l'umidità relativa bassa.

Questo avviene soprattutto quando le acque superficiali dei mari iniziano a scaldarsi, favorendo un incremento dell’evaporazione, e quindi un maggior accumulo di umidità nei bassi strati.