É assim que as invasões de ar seco da estratosfera podem gerar tornados destrutivos

Foi observado que tornados de alguma importância foram gerados em várias ocasiões na presença de grandes descidas na altura da tropopausa dinâmica. As ondulações da tropopausa provocam dois tipos diferentes de anomalias, que podem ser positivas ou negativas.

As anomalias positivas ocorrem quando o “ar estratosférico” invade a parte mais alta da troposfera, dando origem às chamadas “invasões estratosféricas” na tropopausa, que podem acabar no interior do ramo principal da “corrente de jato”. As anomalias negativas ocorrem quando o ar troposférico sobe até ao limite da estratosfera, provocando “intrusões de ar troposférico” na estratosfera.

No primeiro caso, a espessura da troposfera sofre uma diminuição ligada a uma circulação ciclónica (ciclogénese), resultando em condições de instabilidade “baroclínica” acentuada, com uma estabilidade estática decrescente na parte inferior da anomalia.

No segundo caso, a troposfera tende a subir em direção ao limite da estratosfera devido à ação de uma circulação anticiclónica, aumentando a estabilidade estática na parte inferior da anomalia, o que favorece o aumento da estabilidade atmosférica, a partir das camadas média e inferior.

Sobre as invasões da estratosfera na troposfera

Tomando as nossas latitudes como exemplo, quando ocorre uma anomalia positiva nos valores de “vorticidade potencial isentrópica”, isso significa que a tropopausa tende a descer até ao ponto em que o ar seco e permanentemente estático com valores elevados de “vorticidade potencial isentrópica” de origem estratosférica penetra na baixa troposfera.

Neste caso, a sobreposição de ar estratosférico seco e turbilhonar, com valores elevados de “vorticidade isentrópica potencial”, sobre massas de ar húmidas como as que fluem para uma depressão, gera uma rápida desestabilização da coluna de ar devido ao considerável “gradiente higrométrico vertical”, facilitando a formação de imponentes sistemas de nuvens cumuliformes que podem dar origem a chuvas fortes e mesmo a trovoadas intensas.

Nestes contextos, com fluxos de ar estratosférico muito seco para a alta troposfera, podem ocorrer episódios de tempo severo, que podem também dar origem a perigosos sistemas de tempestades com um elevado grau de organização, capazes de descarregar chuvas torrenciais em poucas horas.

O exemplo da onda de tornados no Vale do Pó em setembro de 2021

Um estudo de caso foi o de 19 de setembro de 2021 em Itália, quando sete tornados se desenvolveram em poucas horas no vale do Pó, um evento muito invulgar para a região.

A zona do vale do Pó foi afetada pelo trânsito, na troposfera média, de uma acentuada anomalia de vorticidade potencial isentrópica sobre a planície lombarda, com valores de pressão que variaram de 250 hPa (cerca de 10500 m de altitude) entre a Romagna e o baixo Veneto, a valores de 550 hPa no baixo Piemonte (cerca de 5000 m de altitude), ainda mais baixos na Lombardia ocidental.

Esta intrusão de ar estratosférico, até aos 4000 metros, provocou imediatamente um aumento dramático da vorticidade, do gradiente higrométrico vertical e do cisalhamento vertical do vento. Linhas de cisalhamento do vento também se formaram nas camadas inferiores, prontas para alimentar movimentos verticais intensos.

Em suma, todos os ingredientes de uma forte instabilidade atmosférica que gerou um intenso “forçamento convectivo” sobre o vale do Pó, com o rápido desenvolvimento de “células de tempestade”, sistemas convectivos de mesoescala e mesmo “supercélulas” que produziram vários tornados.

Apesar dos parâmetros não particularmente elevados, como o CAPE (Energia Convectiva Potencialmente Disponível), esta “intrusão seca” maciça, vinda diretamente da estratosfera, foi suficiente para provocar as tempestades mesociclónicas, das quais nasceram os vários tornados que causaram tantos estragos, especialmente na zona de Modena, onde o aeroclube de Carpi ficou completamente destruído.