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Il fatto che una valanga si stacchi o meno in un determinato luogo dipende soprattutto dalla struttura del manto nevoso. Il nostro istituto si occupa di studiare le proprietà della neve e i processi che causano la formazione delle valanghe, aiutandoci così a migliorare la loro prevedibilità.
In ambiente innevato (e a maggior ragione nell’arco alpino densamente popolato) le valanghe sono un importante pericolo naturale che può minacciare i centri abitati, le vie di comunicazione e le persone che si trovano in montagna.
L’eventuale formazione di una valanga e la sua localizzazione dipendono essenzialmente dalla struttura del manto nevoso. Quest’ultimo è formato da molti strati differenti? Tali strati sono spessi o sottili? Estesi e diffusi o frammentati? Compatti o soffici? I fattori scatenanti sono quindi numerosi e alcuni di essi sono difficili da misurare. Al fine di migliorare la previsione delle valanghe e di aiutare le appassionate e gli appassionati di sport invernali a valutare autonomamente il pericolo, ci occupiamo quindi di studiare nel dettaglio la formazione delle valanghe.
Come si formano le valanghe
Le valanghe di neve a debole coesione si estendono a partire da un punto e, come rivela il nome, si formano quando la neve è debolmente coesa. Quando su un pendio molto ripido i legami tra singoli cristalli di neve cedono, la neve rotola a valle trascinando con sé sempre più cristalli e dando origine a una valanga a forma di V rovesciata con distacco puntiforme che diventa progressivamente sempre più grande. Dal momento che nella maggior parte dei casi trascinano con sé meno neve e sono più lente delle valanghe di neve a lastroni, le valanghe di neve a debole coesione sono anche meno pericolose.
In una valanga di neve a lastroni il distacco coinvolge un intero lastrone di neve. Le valanghe di neve a lastroni sono generalmente più grandi (la tipica valanga dello sciatore è mediamente larga 50 m, lunga 150-200 m e spessa 50 cm) e raggiungono velocità di 50-100 km/h.
Una valanga di neve a lastroni può formarsi esclusivamente se il manto nevoso è costituito da strati di neve diversi tra di loro. Se i cristalli di ghiaccio presenti all’interno di uno strato sono scarsamente e debolmente legati tra di loro, siamo in presenza di uno strato fragile. In caso di sovraccarico (ad es. durante una nevicata), a partire da un punto particolarmente debole all’interno dello strato fragile possono spezzarsi prima singoli legami, poi localmente sempre di più. Una volta che la zona danneggiata è abbastanza grande, la frattura inizia a propagarsi in modo improvviso e rapido all’interno dello strato fragile parallelamente al pendio: esattamente come un castello di carte che crolla su se stesso partendo da un punto. Se il pendio è più inclinato di 30° circa, il lastrone di neve scivola sempre più velocemente a valle sullo strato fragile che ha ceduto formando una valanga di neve a lastroni.
Nella maggior parte dei casi, le valanghe bagnate si staccano spontaneamente e soprattutto in caso di forte rialzo termico. Le infiltrazioni nel manto nevoso di acqua da disgelo (o eccezionalmente di acqua piovana) indeboliscono i legami tra i cristalli di neve e destabilizzano gli strati in cui tale acqua si accumula. Sia le valanghe di neve a debole coesione che le valanghe di neve a lastroni possono essere formate da neve bagnata.
Esperimenti e modelli
La nostra ricerca punta a comprendere meglio i processi che si verificano prima, durante e dopo il distacco di una valanga. Per farlo ricorriamo a rilevamenti sul campo, esperimenti di laboratorio e modelli numerici.
Nel corso degli esperimenti sul campo misuriamo le proprietà del manto nevoso naturale, ad es.:
- filmiamo la frattura che si propaga in uno strato fragile con l’aiuto di telecamere ad alta velocità,
- determiniamo il tenore in acqua del manto nevoso dal suolo con l’aiuto di futuristici sistemi radar,
- misuriamo la stratificazione e la variabilità dei singoli strati del manto nevoso con l’aiuto della SnowMicroPen (una sonda da neve ad alta risoluzione).
All’interno del laboratorio del freddo lavoriamo in condizioni controllate, ad es. per svolgere test di carico su strati fragili creati artificialmente con i nostri macchinari (Fig. 5).
I risultati delle misure e degli esperimenti fungono, tra le altre cose, da input per le simulazioni numeriche che a loro volta ci servono per ricostruire meglio i processi fisici, oppure per ottimizzare il modello del manto nevoso SNOWPACK, che in numerosi paesi aiuta i servizi di avviso valanghe nella valutazione del pericolo di valanghe.