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Courmayeur, 05 marzo 2010<br />
<strong>Principi</strong> <strong>di</strong> <strong>nivologia</strong><br />
Dellavedova Paola<br />
Fondazione Montagna Sicura - Ufficio Neve e Valanghe
L’ATMOSFERA<br />
ATMOSFERA<br />
L’atmosfera<br />
atmosfera è una miscela <strong>di</strong> gas<br />
invisibili, invisibili,<br />
ha uno spessore <strong>di</strong> circa<br />
200 Km ed è sud<strong>di</strong>visa in 4 strati<br />
con caratteristiche chimiche e<br />
temiche <strong>di</strong>verse.<br />
LA LA LA LA TERMOSFERA<br />
TERMOSFERA<br />
TERMOSFERA<br />
TERMOSFERA<br />
LA LA LA LA MESOSFERA<br />
MESOSFERA<br />
MESOSFERA<br />
MESOSFERA<br />
LA LA LA LA STRATOSFERA<br />
STRATOSFERA<br />
STRATOSFERA<br />
STRATOSFERA<br />
LA LA LA LA TROPOSFERA<br />
TROPOSFERA<br />
TROPOSFERA<br />
TROPOSFERA<br />
La troposfera si caratterizza per un<br />
continuo mescolamento dell’aria dell aria ed<br />
un alto contenuto <strong>di</strong> vapore acqueo
LA CLASSIFICAZIONE DELLE NUBI<br />
NUBI STRATIFORMI<br />
NUBI ALTE<br />
OLTRE I 5000 m<br />
NUBI MEDIE DA<br />
2000 m A 5000 m<br />
NUBI ALTE<br />
SOTTO I 2000 m<br />
NUBI CUMULIFORMI
NUVOLE e PIOGGIA<br />
L’aria aria contiene del vapore acqueo, acqueo,<br />
più pi l’aria aria è fredda e meno<br />
vapore acqueo contiene. contiene<br />
L’aria aria ne può contenere fino a che raggiunge il livello <strong>di</strong><br />
saturazione (100% <strong>di</strong> umi<strong>di</strong>tà umi<strong>di</strong>t relativa) relativa)<br />
formando le nuvole. nuvole.<br />
Tutta la quantità quantit in sovrappiù sovrappi condensa in minuscole goccioline<br />
attorno a miscroscopici nuclei <strong>di</strong> condensazione (Pulviscolo Pulviscolo<br />
atmosferico es. Particelle saline,residui industriali..) industriali..)<br />
e per<br />
coalescenza si forma la pioggia
E la neve ??<br />
• Come per la pioggia ma grazie a<br />
temperature negative e alla presenza <strong>di</strong><br />
nuclei <strong>di</strong> congelamento (piccole piccole particelle<br />
con la struttura simile al ghiaccio) ghiaccio<br />
• Inizio congelamento a –9°C
Trasferimento Trasferimento <strong>di</strong>retto <strong>di</strong>retto <strong>di</strong> <strong>di</strong> vapore vapore acqueo acqueo dalle dalle gocce<br />
gocce<br />
in in stato stato <strong>di</strong> <strong>di</strong> sopraffusione<br />
sopraffusione<br />
David McClung, Peter Schaerer Manuale delle valanghe
Collisione Collisione cristallo/gocce cristallo/gocce dd’acqua<br />
d acqua (brinata)<br />
(brinata)<br />
Una volta raggiunta una sufficiente <strong>di</strong>mensione i cristalli <strong>di</strong> ghiaccio<br />
cadono e aumentano la loro massa entrando in collisione con alcune<br />
gocce, che successivamente si trasformano in cristalli.<br />
David McClung, Peter Schaerer Manuale delle valanghe
Tanti… Tanti Tanti… Tanti<br />
FIOCCHI E NON UNO UGUALE ALL’ALTRO<br />
ALL ALTRO<br />
Dipende dalla temperatura <strong>di</strong> formazione
DA –10 10 A –12 12 °C<br />
CRESCITA SUI LATI
DA –12 12 A –18 18 °C<br />
CRESCITA SUGLI ANGOLI
DA –6 6 A –10 10 °C<br />
CRESCITA SULLE SUPERFICI
www.its.caltech.edu/˜atomic/snowcrystals
Classificazione Classificazione internazionale internazionale internazionale dei dei cristalli cristalli <strong>di</strong><br />
<strong>di</strong><br />
neve neve fresca<br />
fresca<br />
David McClung, Peter Schaerer Manuale delle valanghe
Dimensione Dimensione dei dei cristalli cristalli <strong>di</strong> <strong>di</strong> neve<br />
neve<br />
mm mm<br />
Molto Molto Molto piccola piccola<br />
< 0.2<br />
Piccola Piccola<br />
0.2 – 0.5<br />
Me<strong>di</strong>a Me<strong>di</strong>a<br />
0.5 – 1.0<br />
Grande Grande<br />
1.0 – 2.0<br />
Molto Molto grande grande<br />
2.0 – 5.0<br />
Estrema Estrema<br />
> 5.0
La neve al suolo<br />
• I cambiamenti che subiscono i cristalli <strong>di</strong> neve al suolo<br />
sono detti metamorfismi.<br />
METAMORFISMI:<br />
DISTRUTTIVO<br />
COSTRUTTIVO<br />
DA FUSIONE E RIGELO
DISTRUTTIVO<br />
DA FUSIONE E RIGELO<br />
COSTRUTTIVO
I metamorfismi <strong>di</strong>pendono dalla variazione della<br />
temperatura della neve per unità <strong>di</strong> lunghezza<br />
(gra<strong>di</strong>ente termico)<br />
Il gra<strong>di</strong>ente termico verticale del manto nevoso è dato<br />
dalla <strong>di</strong>fferenza <strong>di</strong> temperatura fra la superficie del<br />
manto e la neve a contatto con il suolo.<br />
Si esprime in gra<strong>di</strong> centigra<strong>di</strong>/cm<br />
Gra<strong>di</strong>ente: GT= (T1-T0)/e
Esempio 1<br />
H manto nevoso 100 cm<br />
T superficie neve (T1) = -12°C<br />
T interfaccia suolo/neve (T0) = -0°C<br />
GT = 0.12 °C/cm<br />
Esempio 2<br />
H manto nevoso 50 cm<br />
T superficie neve (T1) = -12°C<br />
T interfaccia suolo/neve (T0) = -0°C<br />
GT = 0.24 °C/cm<br />
Esempio 3<br />
Gra<strong>di</strong>ente termico GT= (T1-T0)/e<br />
H manto nevoso 200 cm<br />
T superficie neve (T1) = -12°C<br />
T interfaccia suolo/neve (T0) = -0°C<br />
GT = 0.06 °C/cm<br />
GRADIENTE TERMICO<br />
DEBOLE GT< 0,05°C/cm<br />
MEDIO GT tra 0,05 e 0,2°C/cm<br />
FORTE GT>0,2°C/cm
T
• Gra<strong>di</strong>ente <strong>di</strong> temperatura elevato (>0,1°C/cm),<br />
dovuto ad esempio alla presenza <strong>di</strong> strati più<br />
cal<strong>di</strong> in profon<strong>di</strong>tà e più fred<strong>di</strong> in superficie,<br />
si crea un flusso <strong>di</strong> vapore dal basso verso<br />
l’alto formando dei cristalli <strong>di</strong> crescita.<br />
Questo processo determina una <strong>di</strong>minuzione<br />
della densità degli strati e la forma<br />
geometrica dei cristalli determina una<br />
<strong>di</strong>minuzione della resistenza .<br />
• Quin<strong>di</strong> debolezza del manto nevoso. Questa<br />
situazione è prevalente con basse<br />
temperature dell’aria poca neve e basse<br />
densità.
T=0 COMPARSA D’ACQUA D ACQUA NEL<br />
MANTO NEVOSO<br />
Dal 3 all’ all 8% l’acqua si <strong>di</strong>spone come una pellicola attorno ai<br />
grani i quali si aggregano a grappoli creando coesione. E se T<br />
dell’aria durante la notte scende al <strong>di</strong> sotto <strong>di</strong> 0°C, si<br />
innescano i cicli <strong>di</strong> fusione e rigelo che portano alla<br />
formazione <strong>di</strong> policristalli.<br />
Oltre l’8%,<br />
percolazione dell’acqua porta alla lubrificazione.<br />
FUSIONE PRIMAVERILE O PIOGGIA<br />
8%, i grani si separano (neve fusa) e il processo <strong>di</strong>
LA NEVE ED IL VENTO<br />
Il trasporto eolico della neve è un importante caratteristica del<br />
manto nevoso in quanto la ri<strong>di</strong>strubuzione della neve trasportata<br />
dal vento può essere causa <strong>di</strong> <strong>di</strong>stacco <strong>di</strong> valanghe (LASTRONI<br />
DA VENTO)<br />
Con velocità 4 m/sec entra in gioco il<br />
trasporto <strong>di</strong> neve.<br />
Incremento dello spessore del manto nevoso in<br />
24/h in funzione della velocità del vento<br />
Velocità m/sec<br />
4 - 10<br />
10 – 15<br />
15 – 20<br />
20 – 25<br />
Incremento cm<br />
5 – 10<br />
10 – 35<br />
35 – 75<br />
75 - 200
IL Vento gran lavoratore !!<br />
CORNICI e LASTRONI<br />
CORNICI LASTRONI
ACCUMULO<br />
ZONA<br />
SOPRAVENTO<br />
ZONA<br />
SOTTOVENTO
Meccanismi <strong>di</strong> deformazione della neve – quali<br />
forze agiscono<br />
compressione<br />
taglio<br />
trazione
sollecitazione alla<br />
compressione<br />
al piede <strong>di</strong> un versante<br />
o al centro<br />
<strong>di</strong> un canalone
sollecitazione<br />
alla trazione<br />
ad ogni<br />
aumento<br />
<strong>di</strong> pendenza<br />
o a monte <strong>di</strong><br />
una falesia
sollecitazione<br />
al taglio<br />
quando esistono<br />
con<strong>di</strong>zioni<br />
<strong>di</strong> <strong>di</strong>scontinuità<br />
tra gli strati<br />
(ghiaccio,<br />
brina <strong>di</strong> superficie,<br />
brina <strong>di</strong> fondo)
Componenti <strong>di</strong> resistenza al taglio<br />
Coesione e Attrito<br />
Coesione: è la capacità dei cristalli o dei grani<br />
<strong>di</strong> legare tra loro (forza <strong>di</strong> legame) in<br />
modo più o meno forte, da questa<br />
capacità <strong>di</strong>pende il grado <strong>di</strong> coesione<br />
della neve.<br />
Attrito: è la resistenza al movimento dei grani<br />
<strong>di</strong> uno strato rispetto a quelli <strong>di</strong> un<br />
altro strato
Coesione<br />
Per feltratura: Tipica della neve fresca, le<br />
ramificazioni si intersecano<br />
formando dei legami <strong>di</strong><br />
resistenza.<br />
fase iniziale inizio della coesione
Coesione<br />
per sinterizzazione: situazione <strong>di</strong> gra<strong>di</strong>ente debole, i<br />
legami <strong>di</strong> resistenza si formano per<br />
cristallizzazione <strong>di</strong> vapore acqueo<br />
nelle concavità
Coesione<br />
per capillarità: Trattasi <strong>di</strong> velo d’acqua che<br />
avvolge i grani. Ci troviamo in<br />
regime <strong>di</strong> basso tenore d’acqua<br />
Particelle <strong>di</strong> acqua<br />
presenti tra i grani,<br />
(acqua libera)
• Valanghe <strong>di</strong><br />
Le Valanghe<br />
neve a lastroni<br />
• Valanghe a<br />
debole<br />
coesione
VALANGHE DI NEVE A<br />
LASTRONI<br />
Con<strong>di</strong>zioni necessarie:<br />
• Coesione sufficiente per trasmettere le forze<br />
a gran<strong>di</strong> <strong>di</strong>stanze<br />
• Esistenza <strong>di</strong> uno strato debole sul quale<br />
scorre il lastrone<br />
• Pendenza variabile fra 30° e 50°, ma in certe<br />
con<strong>di</strong>zioni possono avvenire anche con<br />
inclinazioni <strong>di</strong> 25°.
Valanga a lastroni <strong>di</strong>stacco<br />
Woomm!!!<br />
1<br />
Rottura da taglio nel<br />
piano <strong>di</strong> slittamento<br />
4<br />
Frattura per trazione<br />
nei punti <strong>di</strong> minore<br />
resistenza<br />
3<br />
Trasmissione delle<br />
onde d’urto<br />
2<br />
Collasso del substrato<br />
debole
VALANGHE DI NEVE<br />
A DEBOLE COESIONE<br />
• Neve poco compatta<br />
• Preferibilmente su pen<strong>di</strong>i con pendenza<br />
variabile fra 40° e 60°<br />
• Sufficiente energia potenziale<br />
• Il movimento <strong>di</strong> una piccola porzione <strong>di</strong> neve,<br />
viene innescato a seguito <strong>di</strong> una per<strong>di</strong>ta locale<br />
<strong>di</strong> coesione.<br />
• La propagazione del movimento viene<br />
trasmesso ad altri grani i quali a loro volta si<br />
mettono in movimento mettendone in<br />
movimento altri in quanto sollecitati.
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