Al freddo non piacciono le vette delle montagne: perché sulla Piana di Marcesina (1350 metri) le temperature possono essere più rigide di Punta Rocca in cima alla Marmolada (3265 metri)?

Queste fredde giornate decisamente invernali ci hanno permesso di approfondire quali profondità possa raggiungere il freddo sul nostro pianeta, scoprendo che nella parte più interna dell’Antartide la temperatura può scendere al di sotto di -90°C. Valori tanto estremi, difficili da immaginare, che appartengono però a un mondo così lontano da essere spesso paragonato ad altri pianeti.

Per rimanere con i piedi, appunto, per Terra, possiamo spostare l’attenzione sul nostro territorio, e domandarci dove e perché vengono raggiunte le temperature più basse. Partiamo dal record negativo di temperatura riconosciuto ufficialmente per l’Italia: -50.6°C, toccati il 7 gennaio 2022 sul fondo di una dolina carsica (Busa Riviera), nel cuore dell’Altipiano delle Pale di San Martino (Dolomiti Occidentali), a circa 2700 metri.

-50.6°C è una temperatura decisamente fredda. Se consideriamo l’intero territorio europeo, questo valore è notevole anche per paesi che siamo abituati ad associare ad inverni assai più rigidi dei nostri. Per esempio, in Islanda la temperatura più fredda mai registrata si ferma "solamente" a -37.9°C, altri paesi nordici hanno primati che superano appena il dato proveniente dalle Pale di San Martino. In Finlandia e Norvegia siamo arrivati a -51.5°C, in Svezia -52.6°C. Tra i paesi a noi vicini solamente l’Austria esibisce un primato superiore al nostro: -52.6°C. Non per coincidenza misurato, come per Busa Riviera, sul fondo di una dolina, a 1300 metri di quota.

In questi giorni di freddo intenso le registrazioni di temperature più basse arrivano dalle stazioni meteorologiche installate sulle Alpi. La temperatura più bassa misurata tra il 6 e l’8 gennaio arriva dal sensore che si trova più in quota sul territorio italiano. Parliamo del termometro di Capanna Margherita, il rifugio aggrappato a Cima Gnifetti nel massiccio del Monte Rosa (4554 m). Lassù, nella notte tra il 6 e il 7 gennaio, il termometro ha toccato -30.7°C, tra le 3 e le 4 del mattino.

Altri valori notevoli provengono dalle stazioni meteo di Cima Libera (-25°C misurati nella notte tra 7 e 8 gennaio a 3400 metri nel massiccio dello Stubai, confine Italo-Austriaco) e dalle numerose stazioni meteorologiche installate in quota sull’arco alpino che hanno diffusamente mostrato valori intorno a -20°C.

Il fatto che le temperature più rigide provengano dalle stazioni di montagna non è una sorpresa. Sappiamo che salendo le temperature diminuiscono. In meteorologia il gradiente atmosferico è proprio la variazione della temperatura con la quota. I dati meteorologici mondiali ci dicono che mediamente la temperatura dell’aria diminuisce di 6.5°C per ogni mille metri di quota guadagnati. Questo valore è quello medio e non è detto che in ogni luogo e momento la temperatura vari in atmosfera secondo questo valore standard. Il gradiente può essere più marcato oppure più dolce, fino ad arrivare al caso estremo dell’inversione termica, quando la temperatura aumenta con la quota invece che scendere.

Il motivo per cui generalmente la temperatura tende a scendere con la quota è dovuto al fatto che la parte più bassa dell’atmosfera -la troposfera- è riscaldata dalla superficie terrestre, la quale, assorbendo la radiazione solare, si scalda e trasmette parte del calore agli strati atmosferici più bassi dell’atmosfera. Allontanandosi dalla superficie e spostandosi in quota, la temperatura diminuisce.

La quota, però, non è l’unico fattore che controlla la temperatura dell’aria. Prendiamo il caso di Busa Riviera, nelle Pale di San Martino. Lassù, a 2700 metri, sono stati superati nel 2022 -50°C. A Capanna Margherita, quasi duemila metri più in alto, la temperatura più fredda mai registrata non ha raggiunto -40°C (-37.6°C nel gennaio 2005). Troviamo poi altri luoghi, ancora a più bassa quota, che mostrano un comportamento simile. Uno dei più celebri e citati è la Piana della Marcesina, propaggine nordorientale dell’Altipiano dei Sette Comuni (Prealpi Venete).

La piana si trova a "soli" 1350 metri di quota, eppure è una delle località più fredde delle Alpi Orientali. Durante questa ondata di freddo, alla Marcesina la colonnina di mercurio si è fermata a -23.6°C nella tarda serata del 7 gennaio. Se prendiamo per confronto la stazione meteo Punta Rocca, in cima alla Marmolada, la temperatura più bassa registrata in quelle ore è addirittura più calda: -22.6°C. Come è possibile? I due siti - Marcesina e Marmolada - non sono così lontani, eppure Punta Rocca è duemila metri più alta della prima. Secondo il gradiente atmosferico standard sulla Marmolada avremmo dovuto misurare 13°C in meno rispetto alla Piana della Marcesina.

Evidentemente la quota non spiega tutto quando si parla di temperature minime. Per capire dove e perché si raggiungono le temperature minime più basse, specie durante le avvezioni di aria polare, dobbiamo considerare non solo quanto ci troviamo in alto, ma anche come è fatto il terreno sotto i nostri piedi e come si muove l’aria durante le notti più fredde.

Confrontiamo Busa Riviera, nelle Pale di San Martino, e la Piana della Marcesina. Entrambe le località si trovano in montagna (rispettivamente a circa 2700 e 1350 metri di quota), ma a renderle simili non è tanto l’altitudine quanto la morfologia del paesaggio. Si tratta di aree poste al centro di ampi altipiani, lontano da cime prominenti e versanti ripidi. In termini tecnici si dice che questi luoghi hanno un elevato Sky-View Factor: vedono molto cielo, senza ostacoli a coprire l’orizzonte. Grazie a questa caratteristica puramente geometrica, durante le notti serene, perdono più energia rispetto a zone incassate sul fondo di una valle o addossate a un versante.

La superficie terrestre di notte irradia energia verso il cielo e l’esterno del pianeta, attraverso l’emissione di radiazioni infrarosse. Se un luogo è però circondato da cime e versanti, pur irraggiando radiazione infrarossa, esso verrà colpito parzialmente dalla radiazione emessa dalle aree circostanti, limitando così la sua perdita di energia e il raffreddamento. Al contrario, al centro di un altipiano la perdita di energia per irraggiamento è favorita e il raffreddamento avviene in modo più intenso.

Il raffreddamento è ulteriormente e localmente amplificato quando all’interno di un altipiano è presente una depressione del terreno, come una dolina. Entra in gioco un secondo meccanismo: l’aria che si raffredda a contatto con la superficie diventa più densa e scivola verso i punti topografici più bassi, come appunto il fondo di conche e doline. Se non intervengono vento e rimescolamento, l'aria fredda resta intrappolata e continua a raffreddarsi. È questo il processo che spiega il record italiano di temperatura minima: -50,6°C misurati a Busa Riviera, una dolina carsica dell’Altipiano delle Pale di San Martino, dove il freddo ha trovato una trappola perfetta.

Stesso discorso vale per la Piana della Marcesina: i dolci pendii dell’Altipiano dei Sette Comuni che la circondano facilitano la raccolta di aria fredda sul suo fondo, mentre la sua topografia pianeggiante incoraggia il raffreddamento notturno attraverso l’irraggiamento.

Un altro elemento che aiuta il raffreddamento durante gli episodi freddi è la presenza di copertura nevosa al suolo. A parità di altre condizioni, un terreno coperto di neve raggiunge durante la notte una temperatura più fredda rispetto a un'analoga parcella scoperta. Il terreno innevato non può superare 0°C durante le ore di luce e inoltre assorbe poca radiazione solare per via dell’elevata capacità riflettente.

Ultimo fattore da considerare sono le condizioni di vento e umidità. Le notti più fredde sono sempre quelle con vento calmo e scarsa umidità. Se il vento soffia debolmente, lo strato d’aria più freddo che si forma a contatto con il terreno non viene rimescolato con l’aria più calda che si trova più in alto, e può così continuare a raffreddarsi per tutta la notte. L’umidità limita il raffreddamento perché un’atmosfera carica di vapore acqueo e nubi non trasmette la radiazione infrarossa verso la parte alta della troposfera e l’esterno del pianeta. Al contrario, un’atmosfera umida assorbe questa forma di energia perché il vapore acqueo è un gas serra naturale molto potente, capace di scaldare l’aria e opporsi al raffreddamento.

Le notti più fredde sono quelle serene e tranquille, rese memorabili da stellate incredibili. Sotto a un cielo nuvoloso difficilmente il termometro può scendere in modo significativo. Il freddo più intenso e profondo nasce dall'impercettibile stratificazione di gas freddi in un'atmosfera immobile. Lentamente si depositano al suolo, invadendo ogni minima depressione del terreno. L'assenza di vento impedisce a questo silenzioso ordine termico di sparigliarsi, solo i primi raggi del sole potranno stravolgerlo.