Il cambiamento climatico in atto porterà sempre di più al formarsi di eventi naturali estremi e frequenti. La scienza sta cercando di creare modelli per poterli affrontare nel miglior modo possibile, con previsioni sempre più certe.
La stampa in 3D è uno dei mezzi utilizzati per poter prevedere questi fenomeni sempre più violenti e distruttivi.
Previsioni nefaste
Sono stati i ricercatori dell’Università Johannes Gutenberg di Mainz (JGU) a creare i chicchi di grandine artificiale con una stampante 3D, presso la galleria del vento verticale unica al mondo nel suo genere. I risultati hanno fornito informazioni essenziali per gli studi meteorologici attraverso nuovi esperimenti.
I registri meteorologici mostrano che è probabile che eventi naturali estremi come la siccità, ma anche forti piogge e grandinate, si verifichino ancora più frequentemente a causa del cambiamento climatico. E le loro conseguenze potrebbero diventare ancora più devastanti. I chicchi di grandine, ad esempio, possono causare danni alle colture, ai veicoli e agli edifici, e possono essere pericolosi anche per gli esseri umani e gli animali esposti (a Sofia, nel 2014, sono morte delle persone che camminavano per strada a causa della grandine n.d.r.).
Previsioni fondamentali
È quindi importante che i modelli meteorologici siano in grado di prevedere con la massima precisione la possibilità e l’entità di tali precipitazioni. Miklós Szakáll, dell’Istituto di fisica dell’atmosfera (IPA) presso la JGU, spiega che:
“Una cosa che abbiamo imparato finora è che la forma dei chicchi di grandine determina la loro velocità prima dell’impatto. Quelli lobati, per esempio, sviluppano meno energia cinetica e quindi un potenziale meno distruttivo rispetto alla grandine con una superficie liscia”.
I ricercatori hanno, quindi, utilizzato una stampante 3D per creare palline di grandine artificiale modellate sulle loro controparti naturali. Tutto era simile al ghiaccio reale, anche la densità del materiale. Questo metodo è stato utilizzato per misurare le proprietà di caduta libera degli oggetti discendenti, fattori particolarmente rilevanti per i processi microfisici in eventi di precipitazioni estreme. I pellet di grandine sono stati sospesi liberamente in un flusso d’aria verticale prodotto artificialmente nella galleria del vento alta sei metri. Il loro comportamento è stato registrato utilizzando:
1) Telecamere ad alta velocità.
2) Infrarossi.
3) Un sistema di imaging olografico appositamente sviluppato.
Ma cos’è la grandine?
La grandine è un tipo di precipitazione composta da granelli di ghiaccio le cui dimensioni sono superiori ai cinque millimetri. Si forma all’interno del cumulonembo (la nube tipica dei temporali che si estende anche oltre i 10 chilometri di quota) nella sua parte alta. Le forti correnti calde e fredde all’interno della nube fanno in modo che i chicchi percorrano diversi moti, ascendenti e discendenti. Ogni volta che i chicchi effettuano questo percorso si ingrossano sempre di più fino ad un punto critico che li fa precipitare.
L’intensità di una grandinata viene stimata in riferimento ai danni causati. Per farlo si utilizza la cosiddetta scala Torro che va da H0 (quando non ci sono danni) a H10 (quando sono distrutte o seriamente danneggiate case e ci sono persone morte o ferite). Più contrasti ci sono all’interno delle nubi temporalesche, maggiori saranno le dimensioni della grandine. Questa può avere diverse forme: a volte sono sferiche, ellissoidi o irregolari. ll chicco di grandine, gelato, si bagna per la presenza di particelle di acqua o vapore, ma poi viene condotto di nuovo verso l’alto in un corridoio di correnti ascensionali e si congela aumentando di dimensione. Più giri compirà il chicco di grandine e più diverrà grosso.
