Come si forma la grandine: cosa succede dentro un temporale

La grandine si forma dentro i temporali: gocce d’acqua trasportate verso l’alto da forti correnti ascensionali arrivano in zone della nube dove la temperatura è molto sotto lo zero, congelano e poi crescono a strati, catturando altra acqua. Quando il chicco di ghiaccio diventa troppo pesante per essere sostenuto dalla corrente, cade al suolo. Vediamo il processo passo dopo passo, perché i chicchi hanno gli strati, quanto possono diventare grandi e che cosa dice la scienza su alcuni luoghi comuni.

Che cos’è la grandine

Secondo la definizione dell’Enciclopedia Treccani, la grandine è una precipitazione di acqua congelata in masse per lo più sferiche o sferoidali, di dimensioni variabili. Cade quasi esclusivamente durante i temporali, da nubi del tipo cumulonembo, e colpisce di solito strisce sottili di terreno disposte lungo la direzione in cui si muove il temporale.

I chicchi misurano in genere qualche millimetro e, in casi eccezionali, qualche centimetro. Il National Severe Storms Laboratory (NSSL), il laboratorio statunitense della NOAA dedicato ai temporali violenti, usa un criterio preciso: per parlare di grandine il ghiaccio deve misurare almeno 0,2 pollici, cioè circa 5 millimetri.

Come si forma la grandine, passo dopo passo

1. Una nube temporalesca con forti correnti ascensionali

Gli ingredienti di base, secondo i meteorologi dell’NSSL, sono tre: una corrente ascensionale abbastanza forte da tenere il chicco in quota per il tempo necessario, abbondante acqua “sopraffusa” (liquida anche sotto lo zero) vicino al chicco, e un granello di ghiaccio, neve o polvere su cui il chicco possa crescere.

2. Le gocce salgono e congelano

Come spiega la scheda base sulla grandine, le gocce di pioggia vengono portate verso l’alto dalle correnti del temporale fino a zone estremamente fredde dell’atmosfera, dove congelano. Si formano così i piccoli “embrioni” di grandine, che possono essere granuli di graupel o di ghiaccio.

3. Il chicco cresce a strati

Il chicco continua a crescere scontrandosi con gocce d’acqua liquida, che gli congelano addosso. Se l’acqua congela all’istante, intrappola bollicine d’aria e produce ghiaccio opaco e biancastro; se congela lentamente, le bollicine possono sfuggire e il ghiaccio resta limpido e trasparente. Per questo, tagliando un chicco, si vedono strati alternati più chiari e più scuri.

4. Il chicco cade

La grandine cade quando la corrente ascensionale non riesce più a sostenerne il peso: perché il chicco è diventato abbastanza grande oppure perché la corrente si è indebolita. Più la corrente è forte, più grande può diventare il chicco.

Un luogo comune da correggere: i chicchi non “salgono e scendono” all’infinito

Spesso si pensa che gli strati nascano perché il chicco sale e scende più volte dentro la nube, come in un ascensore. Treccani precisa che non sono indispensabili molte salite e ricadute: può bastare una caduta rallentata dalle correnti attraverso zone della nube con diverse concentrazioni di goccioline.

L’NSSL va oltre: gli strati, spiega, non si formano semplicemente perché il chicco compie cicli su e giù. Nei temporali i venti non sono solo verticali, ma hanno anche componenti orizzontali, per esempio nelle supercelle, e il chicco attraversa condizioni diverse di temperatura e di acqua liquida. Inoltre i chicchi non crescono portati fino alla sommità della nube: lassù l’aria è così fredda (sotto i −40 °C) che tutta l’acqua liquida è già ghiaccio, e senza acqua liquida il chicco non può crescere in modo apprezzabile.

Grandine, graupel, nevischio e neve: che differenza c’è

Non tutto il ghiaccio che cade dal cielo è grandine. Secondo l’NSSL, ciò che cambia è il modo in cui le particelle crescono e la dimensione massima che raggiungono.

I chicchi possono avere rigonfiamenti e perfino piccole punte.

Quanto può essere grande un chicco di grandine

La dimensione dipende da quanto a lungo il chicco riesce a restare in quota e da quanta acqua trova lungo il cammino. L’NSSL spiega che i temporali multicellulari producono molti chicchi, ma di solito non molto grandi, perché la fase matura è breve. Le supercelle, invece, hanno correnti ascensionali durature che sostengono la crescita di grandine grande: in generale, grandine di 2 pollici (5 cm) o più è associata alle supercelle.

Gli esperti statunitensi stimano le dimensioni confrontando i chicchi con oggetti noti. Ecco alcuni confronti dell’NSSL, con le misure convertite in centimetri:

Il chicco più grande mai recuperato negli Stati Uniti è caduto a Vivian, nel Sud Dakota, il 23 giugno 2010: misurava 8 pollici (circa 20 cm) di diametro e pesava 1 libbra e 15 once, cioè poco meno di 900 grammi.

Quanto velocemente cade la grandine

Dipende da dimensioni, attrito con l’aria, venti e grado di fusione del chicco. Ricerche recenti, con riproduzioni stampate in 3D di chicchi veri in galleria del vento, hanno mostrato che i chicchi naturali cadono più lentamente delle sfere di ghiaccio pieno ipotizzate in passato. Le stime dell’NSSL, che gli stessi ricercatori definiscono incerte, sono queste:

• chicchi sotto 1 pollice (2,5 cm): tra 9 e 25 miglia orarie, circa 15–40 km/h;
• chicchi da 1 a 1,75 pollici: tra 25 e 40 miglia orarie, circa 40–65 km/h;
• chicchi da 2 a 4 pollici (5–10 cm): tra 44 e 72 miglia orarie, circa 70–115 km/h;
• chicchi oltre 4 pollici: anche più di 100 miglia orarie, oltre 160 km/h.

Se i venti vicino al suolo sono forti, la grandine può cadere inclinata o quasi in orizzontale, e questo moltiplica i danni a finestre, facciate e auto.

Dove e come cade la grandine

Poiché il temporale si muove mentre la grandine cade, il suolo colpito forma una striscia, detta “swath”: può andare da pochi acri a un’area larga 16 chilometri e lunga 160. L’NSSL cita anche l’Italia settentrionale tra le zone del mondo che subiscono grandinate dannose, insieme a Cina, Russia e India.

Non sempre la grandine in quota arriva a terra: quasi tutti i temporali violenti ne producono probabilmente in alto, ma può sciogliersi prima di toccare il suolo.

Come si riconosce la grandine: il ruolo dei radar

I radar meteorologici a doppia polarizzazione, sviluppati con un importante contributo dell’NSSL, riescono a distinguere dentro le nubi pioggia, grandine, neve o pallini di ghiaccio, e forniscono informazioni sulla dimensione dei chicchi.

Consiglio: se durante un temporale con grandine sei all’aperto, entra subito in un edificio solido: secondo il National Weather Service statunitense capanni e depositi non sono sicuri, e ripararsi sotto un albero può essere mortale, perché l’albero può cadere e aumenta il rischio di essere colpiti da un fulmine. In auto si è più al sicuro che all’aperto, ma se c’è tempo è meglio raggiungere un riparo sicuro. In casa o al lavoro, stai lontano dalle finestre.

I “grandinifughi”: si può fermare la grandine?

Treccani ricorda che si chiamano grandinifughi i mezzi usati contro la grandine. Da molto tempo gli agricoltori sapevano che a volte si riusciva a evitarla sparando con grosse armi da fuoco o suonando a distesa le campane dei borghi, e a tali mezzi si sostituirono poi i razzi grandinifughi, fatti esplodere nelle nubi.

Domande frequenti

Come si forma la grandine in parole semplici?

Dentro un temporale, correnti d’aria che salgono portano gocce d’acqua in zone molto fredde, dove congelano. I chicchi crescono raccogliendo altra acqua che gela sulla superficie e cadono quando diventano troppo pesanti per essere sostenuti dalla corrente.

Perché i chicchi di grandine hanno gli strati?

Perché attraversano zone della nube con temperature e quantità di acqua diverse. L’acqua che congela all’istante dà ghiaccio opaco con bollicine d’aria; quella che congela lentamente dà ghiaccio limpido.

Che differenza c’è tra grandine e graupel?

Il graupel è fatto di pallini fragili, più piccoli di circa 5 millimetri, che si sbriciolano al tatto. La grandine misura almeno 5 millimetri e può diventare molto più grande. Spesso un chicco di grandine parte proprio da un granello di graupel o di ghiaccio.

Quanto può essere grande la grandine?

I chicchi misurano in genere qualche millimetro, in casi eccezionali qualche centimetro. Il più grande recuperato negli Stati Uniti, a Vivian nel 2010, aveva 8 pollici (circa 20 cm) di diametro.

La grandine cade solo durante i temporali?

Treccani spiega che la grandine cade quasi esclusivamente durante i temporali, da nubi di tipo cumulonembo.