Depressioni fredde

Articolo approfondimento doline (B.Renon)

Il monitoraggio delle depressioni fredde (doline) in Veneto

Descrizione di una dolina e aspetti caratteristici del suo microclima

I siti monitorati

Temperature delle doline venete: alcuni risultati dell'analisi

Il monitoraggio delle depressioni fredde (doline) in Veneto

L’interesse per il microclima delle doline sul territorio italiano si è sviluppato, fin dagli anni ’60, nell'area del Carso triestino e goriziano.

Nel 1999 ARPAV ha avviato il monitoraggio del microclima delle depressioni fredde attraverso l'installazione di una stazione meteorologica automatica nella depressione di Valmenera (Cansiglio-BL), seguita da una seconda installazione presso il Lago di Fosses (BL) nel 2005. Questi primi monitoraggi hanno evidenziato che anche le doline montane del versante sud delle Alpi presentano un microclima specifico, caratterizzato da temperature minime a volte estreme (anche inferiori a -40°C), marcate inversioni termiche, rapide oscillazioni di temperatura specie di notte e marcate escursioni termiche giornaliere. 
A seguito di questi risultati, dall’autunno 2007 sono stati installati strumenti per la rilevazione di temperatura ed umidità sul fondo di numerose altre doline, sia sulle Prealpi che sulle Dolomiti.

Descrizione di una dolina e aspetti caratteristici del suo microclima

Fra le terre emerse la morfologia concava della superficie terrestre, intesa come vera e propria conca chiusa, costituisce una minoranza rispetto alle prevalenti morfologie convesse e pianeggianti. Tipiche concavità naturali del terreno si riscontrano nelle aree soggette al carsismo, ove si incontrano doline, polje e uvale, termini che stanno ad indicare conche chiuse e morfologie che si prestano molto bene ad intrappolare l’aria raffreddata di notte dal terreno. 

 Tali concavità presentano diametri variabili da alcune decine di metri a qualche chilometro, profondità comprese fra 1-5 m e 100-200 m, forme generalmente a ciotola, imbuto o piatto.

All'interno delle concavità carsiche, le doline o depressioni fredde, tendono a generarsi condizioni termiche molto diverse da quelle dell’ambito geografico in cui si trovano.

Nelle doline, come in tutte le altre conformazioni del suolo (pianura, fondovalle, pendio montano)  il raffreddamento notturno ed i riscaldamenti diurni vengono modulati dallo scambio energetico che si instaura fra l’aria e lo strato più superficiale del terreno, principalmente tramite irraggiamento. Di giorno l’energia in arrivo dal sole (radiazione ad onda corta), e in parte dalle nubi, è maggiore di quella in uscita (radiazione ad onda lunga) ed il bilancio risulta positivo, con conseguente riscaldamento del suolo. Durante la notte il bilancio radiativo è invece negativo, soprattutto in caso di cielo sereno, con la perdita di calore del suolo che al più viene contrastata dalla radiazione proveniente dalle nubi in caso di cielo coperto; il suolo pertanto si raffredda, raffreddando anche l’aria a suo contatto.

L’aspetto peculiare delle doline è la loro capacità di raffreddarsi in maniera rapida ed intensa, più di ogni altro luogo sulla superficie terrestre. La spiegazione va ricercata nel limitato volume di aria (contenuto dalla depressione, di solito ampia e poco profonda) che il suolo riesce a raffreddare e alla ventilazione scarsa o nulla che caratterizza spesso queste forme concave del terreno. Nelle valli e in pianura la massa d’aria che il suolo tende a raffreddare è enorme e le brezze, per quanto deboli, rimescolano gli strati d’aria prossimi al suolo, limitando e rallentando il loro raffreddamento.

Questi processi sono all'origine degli aspetti principali caratterizzanti il microclima di una dolina:

• formazione di un lago di aria fredda con marcata inversione termica
• forti oscillazioni termiche in caso di ventilazione
• marcate escursioni termiche giornaliere
• temperature minime estreme

 La cause del particolare comportamento termico delle doline sono da ascriversi alla formazione e al ristagno, al suo interno, di uno strato di aria molto fredda nelle ore serali e notturne, soprattutto nel periodo invernale, in concomitanza con cielo sereno e vento molto debole o assente, quando cioè vi sono condizioni favorevoli a marcate inversioni termiche. Tali inversioni infatti intrappolano all'interno della conca lo strato d'aria, che si raffredda sempre più, aumentando di spessore e assumendo il carattere di un vero e proprio “lago di aria fredda”. L'inversione termica nelle doline può risultare notevolissima, con gradienti termici negativi che possono raggiungere o superare 1°C/m.

Quando, al calar del sole, tutta la dolina perde calore in maniera rapida e massiccia, nel giro di qualche ora si riempie di aria fredda. Alla formazione di questo “lago di aria fredda” non concorre solo l’aria raffreddata dal terreno del fondo della dolina, ma anche quella raffreddata dai pendii, se non completamente boscosi. Nelle piccole doline a forma di imbuto sono solo i pendii a “fabbricare” l’aria fredda, che man mano scorre verso il fondo e riempie, appunto, la dolina.

E’ sufficiente una moderata ventilazione per rimescolare tale “lago d'aria fredda”, far scomparire l’inversione e provocare bruschi rialzi termici, soprattutto sul fondo. L'intrusione del vento in una dolina durante una notte invernale serena e calma può far aumentare la temperatura di 20°C in 15 minuti o 30°C in un'ora.

Qualora, invece, il vento resti debole o assente ed il cielo si mantenga sereno o poco nuvoloso per l'intera giornata, lo strato di inversione viene eroso e distrutto e la massa d’aria contenuta dalla depressione si scalda sensibilmente durante la mattinata, grazie al prolungato soleggiamento che caratterizza di solito questi siti, favorendo quindi escursioni termiche giornaliere molto ampie. Talvolta capita che la differenza fra la minima e la massima giornaliera raggiunga o superi i 40°C.

 Le temperature minime estreme si registrano sul fondo della dolina, dove ristagna l’aria più fredda. In presenza di neve al suolo i minimi possono risultare anche 25-35°C inferiori rispetto a quelli rilevati in “libera atmosfera” o su una cima nelle vicinanze, a parità di altitudine. Il calo termico più significativo si verifica poco dopo il tramonto locale (scomparsa del sole dalla conca), in corrispondenza alla massima cessione di calore dal terreno. Per gran parte di una notte serena e poco ventilata, lo strato d’aria vicino al fondo della dolina, si trova in uno stato di quasi equilibrio, isolato dall’atmosfera esterna alla depressione. La temperatura più bassa finora misurata è stata -48.3°C, nella Busa Nord di Fradusta (2607 m), sull'Altopiano delle Pale di S. Martino (TN-BL)

Un parametro topografico che contraddistingue ogni conca e che risulta il più importante fra quelli che ne determinano l’entità del raffreddamento è lo Sky-View Factor (SVF) che indica la porzione di cielo visibile dal fondo della dolina (definito anche "fattore di vista" o "fattore di forma" nella teoria degli scambi radiativi). Esso varia tra 0 (cielo non visibile) e 1 (orizzonte piatto a 360°). In una dolina, più alto è l'SVF e maggiore la perdita di calore verso lo spazio. Una dolina piccola e profonda ha un SFV basso e quindi un raffreddamento notturno “frenato”, una dolina ampia e poco profonda ha un svf elevato ed è soggetta ad un raffreddamento più accentuato.

I siti monitorati

Nella tabella seguente sono riportate le caratteristiche principali dei 19 siti attivi fino all'autunno 2012, in ordine crescente di altitudine. In carattere grassetto i 7 siti attualmente attivi.

Temperature delle doline venete: alcuni risultati dell'analisi.

 L'analisi delle temperature minime, medie e massime rilevate nel corso del 2009, indica:

La tabella seguente riporta le temperature minime assolute raggiunte nel 2009 in alcune doline sul loro fondo, affiancate alle minime assolute in siti non in dolina, a quote confrontabili.

Temperature minime assolute del 2009 per alcune doline e siti non in dolina, a quote confrontabili. 

Differenze di temperature registrate fra una dolina ed una località vicina, non situata in una zona depressa. Gennaio 2009

I risultati del confronto tra le temperature registrate in due doline (Busa di Malga Malera di Sotto delle Prealpi veronesi e Altopiano di Erera-Brendol delle Dolomiti bellunesi) e in una fredda località dolomitica posizionata in valle (Passo Cimabanche (1530 m) poco a nord di Cortina) sono riportati nella tabella seguente.

Confronto tra temperature registrate in dolina ed in località dolomitica posizionata in valle. Gennaio 2009

Dai valori precedenti si vede che per le minime le doline rappresentano un mondo a sé stante, tanto che una piccola conca sulle Prealpi veronesi risulta più fredda del Passo Cimabanche, in mezzo alle montagne dolomitiche, con soleggiamento invernale quasi assente.

Temperature minime assolute rilevate in ogni depressione. Dati aggiornati al 31 dicembre 2012

 Quanto all'escursione termica giornaliera, altro aspetto caratterizzante le depressioni fredde, l'analisi dei dati in dolina mostra dei massimi in inverno (anche attorno ai 40°C come nell'esempio riportato nel grafico a fianco relativo a Busa di Manna per il 13-14 febbraio 2008), contro un'assenza di tali massimi nelle località non in dolina. Ciò è dovuto, evidentemente, alla capacità delle depressioni di raffreddarsi in maniera notevolissima in inverno ma nel contempo di riscaldarsi sufficientemente durante la giornata, mentre negli altri periodi dell’anno il raffreddamento notturno è più contenuto. Finora la maggiore escursione termica giornaliera è stata misurata l'8 marzo 2011 nella Busa Nord di Fradusta (2607 m), dove fra le ore 7 e le ore 13 la temperatura è passata da -40.7°C a +4.7°C (45.4°C in 6 ore).

Nonostante il microclima delle doline sia stato in passato oggetto di accurati monitoraggi e campagne di misura intensive, soprattutto all'estero, i processi che conducono alla formazione, al mantenimento e alla distruzione dei "laghi di aria fredda", non sono ancora del tutto noti. Ad esempio resta da capire come mai i profili verticali di temperatura, vento ed umidità risentono della presenza della dolina sottostante fino ad altezze dell'ordine delle decine di metri al di sopra dei bordi delle conche stesse.