20/12/2021
Tra la sera del 10 e la mattina del 11 dicembre, gli Stati Uniti sud-orientali sono stati interessati da un’intensa fase di maltempo provocata dal transito di un vasto sistema frontale. All’interno di quest’ultimo si sono formate alcune supercelle temporalesche cui si sono associati violenti tornado che hanno portato devastazione soprattutto in 4 stati: Arkansas, Missouri, Tennessee e Kentucky. Ad oggi, 16 dicembre, si contano 88 vittime accertate, 109 dispersi e danni per circa 18 miliardi di dollari. Nonostante l’area interessata dall’evento sia notoriamente soggetta al transito di frequenti sistemi temporaleschi tornadici, ciò che è accaduto tra il 10 e l’11 dicembre è da definirsi evento del tutto eccezionale. Vediamo perché.
Dicembre non è generalmente un mese critico per i tornado
Sebbene le trombe d’aria negli USA possano verificarsi in qualsiasi stagione, il picco di frequenza si colloca all’incirca tra aprile e luglio: in questi 4 mesi si osservano in media 799 eventi, che rappresentano il 64% del totale annuo (1224). Il mese di dicembre è generalmente il meno soggetto a questo tipo di fenomeni, infatti ne conta in media soltanto 27 (1991-2015), la maggior parte dei quali limitati agli stati più meridionali. Il motivo risiede nel fatto che, normalmente, durante i mesi più freddi e caratterizzati da scarso soleggiamento diurno, i forti contrasti termici necessari per lo sviluppo di supercelle tornadiche risultano saltuari e legati ad anomale configurazioni meteorologiche. Le supercelle, infatti, hanno bisogno di particolari condizioni atmosferiche, che solo raramente si manifestano durante la stagione invernale. Nel caso dell’outbreak occorso tra venerdì e sabato, sono stati ufficialmente registrati 46 tornado che portano il totale preliminare relativo a dicembre 2021 a ben 82 episodi. In pratica in sole 24 ore si è osservato quasi il doppio dei tornado che dovrebbero manifestarsi, in media, nell’intero mese. L’evento del 10-11 dicembre risulta, inoltre, per il mese in oggetto, il peggiore della storia degli Stati Uniti in termini di perdite umane (88 finora quelle accertate). Il precedente primato (38 vittime) risaliva al 5 dicembre 1953 nello stato del Mississippi.
I tornado notturni sono rari, soprattutto in inverno
L’outbreak tornadico è transitato su nove Stati tra la sera di venerdì e l’alba di sabato, scaricando gran parte della sua energia in piena notte. Anche questo è un elemento inusuale, infatti la maggior parte dei tornado si forma durante le ore più calde della giornata (generalmente tra le 15:00 e le 19:00 in estate). Le statistiche contemplano ovviamente anche eventi serali e notturni, tuttavia non di tale portata e durata: all’interno del sistema principale, grazie alle immagini dei radar doppler, è stata individuata una cella temporalesca la cui velocità di rotazione media si è mantenuta stabile intorno ai 150 km/h per 4 ore e 11 minuti, tempi che si osservano soltanto nel 1,5% dei casi. La presenza di vorticità (rotazione) all’interno di una cella temporalesca identifica la probabile presenza di trombe d’aria.
Un'incredibile distanza percorsa
Grazie alle osservazioni radar si stima che il sistema temporalesco di cui sopra abbia percorso, con tornado a seguito, 400 km (pari a 250 miglia); se confermata si tratterebbe della più lunga distanza mai percorsa da una singola cella tornadica nella storia degli Stati Uniti. Il precedente record risale al 18 marzo 1925 con 352 km. Inusuale, per il periodo dell’anno, anche la latitudine raggiunta dai tornado; nel mese di dicembre le poche trombe d’aria osservate tra il 1991 e il 2015 hanno interessato l’estremo sud-est degli USA con la sola eccezione del Missouri (meno di 2 eventi/anno), in questo caso si sono spinte più a nord del normale travolgendo stati dove sono generalmente un’autentica rarità, come il Kentucky (0,2 eventi/anno).
Intensità inusuale per dicembre
In base alla scala Fujita aggiornata, dei 46 tornado ufficialmente censiti nell'evento, 10 sono stati di categoria EF0, 16 EF01, 11 EF02, 7 EF03 e 1 EF04, mentre uno risulta non determinabile. Le stime attuali indicano raffiche superiori ai 300 km/h nelle are maggiormente colpite. All’interno delle 7 trombe d’aria EF03 non è escluso che possano esserci stati anche degli EF4 e EF5, vale a dire i più potenti della scala di riferimento. Il processo di attribuzione richiede alcuni giorni e contempla sia l’analisi dei danni, sia osservazioni strumentali (soprattutto immagini radar); se dovesse essere confermata la presenza di tornado EF5, si tratterebbe, per il mese di dicembre, della terza volta dopo il 1953 e il 1957. Un altro probabile record è l’altitudine raggiunta dai detriti risucchiati dal tornado più intenso, quello di Mayfield (Kentucky), le stime indicano un’altezza di circa 9150 metri (30000 piedi), la maggiore mai osservata.
Nonostante nel Kentucky il numero medio di tornado invernali sia estremamente basso, risulta quello maggiormente colpito dall’evento. Un tornado di categoria EF04 ha percorso per 262 km la parte occidentale dello stato nella sera del 10 dicembre devastando, tra le alte, la città Mayfield. La distanza indicata risulta tra le maggiori mai percorse da una singola tromba d’aria nella storia degli Stati Uniti.
L'evento è stato determinato da una configurazione meteorologica davvero anomala
Dietro l’anomala ondata di tornado risiede un'altrettanto anomala configurazione meteorologica. Soltanto 1 sistema temporalesco su 1000 è in grado di dare vita a supercelle e di queste solo 1 su 6 o 7 si associa a un tornado. Le condizioni necessarie perché un sistema temporalesco dia luogo a un tornado sono: la presenza di una saccatura ben strutturata a tutte le quote sostenuta dalla corrente a getto polare; significative variazioni della velocità e della direzione del vento lungo tutta la colonna d’aria (wind shear), la convergenza (fronte) tra masse d’aria fredda e secca e masse d’aria molto mite e ricca di umidità e intensa convezione diurna (in estate). Queste forzanti danno spesso luogo a sistemi temporaleschi alla mesoscala (multicellulari) all’interno dei quali possono formarsi dei mesocicloni, cioè sistemi dai 10 ai 300 km di estensione che presentano rotazione ciclonica. A questo si aggiunge l’elemento morfologico, infatti la complessa struttura di una supercella tornadica, per potersi mantenere integra, necessita dell'assenza di ostacoli orografici, quindi di vaste pianure.
Nel caso del 10-11 dicembre tutte le condizioni sopra elencate sono state rispettate: infatti nella giornata di venerdì un profondo vortice extratropicale (978 hPa), inserito all’interno di una vasta saccatura, si è portato verso sud e successivamente verso est favorendo la formazione di un ampio sistema frontale. Quest’ultimo, sospinto da masse d’aria fredda di matrice artica, ha attraversato tutti gli USA centro-orientali trovando davanti a sé un ambiente eccezionalmente caldo per la stagione (massime comprese tra i 21 e i 30 °C, cioè 15-20 °C superiori alle medie del periodo) e molto umido (richiamo pre-frontale di correnti di origine subtropicale dal Golfo del Messico). Un mix di fattori che ha dato il via al più intenso outbreak tornadico mai osservato nel mese di dicembre negli USA.
Evento collegabile al cambiamento climatico?
Per quanto riguarda il possibile ruolo del cambiamento climatico, l’eventuale attribuzione sarà oggetto di studio nelle prossime settimane da parte delle agenzie e degli enti preposti, tra cui la World Meteorological Organization (WMO), NOAA, National Weather Service (NWS) e il World Weather Attribution. Mentre per altri eventi meteorologici il rapporto di causalità con il cambiamento climatico risulta più evidente (tra questi l’aumento del numero e dell’intensità delle ondate di calore, la diminuzione delle ondate di freddo, l’incremento delle piogge intense), per i tornado non esiste un consenso scientifico altrettanto robusto. La causa principale risiede nel fatto che il numero di eventi osservati negli ultimi decenni è aumentato soprattutto grazie al miglioramento dei processi di monitoraggio (tracking).
Per informazioni:
Giulio Betti
Cnr-Lamma e Cnr-Ibe
giulio.betti@ibe.cnr.it
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