Neve Valanghe 1 -classificazione valanghe -proprietà della neve e metamorfismi
Innesco diminuzione angolo statico di attrito Statisticamente coinvolgono meno lo scialpinista in incidenti perché più prevedibili nello spazio e nel tempo
COESIONE Una delle proprietà principali della neve E la capacità di tenere uniti tra loro i cristalli di neve tramite legami fisici e intermolecolari, dipende dal tipo di cristallo Quando le forze di coesione sono deboli la neve è detta incoerente o a debole coesione Appena le condizioni ambientali consentono ai cristalli di creare un legame tra loro, il manto nevoso acquista la capacità di resistere alle sollecitazioni Si parla allora di neve con coesione capace di formare lastroni Feltratura: legami tra cristalli dovute alle ramificazioni della neve fresca. Sinterizzazione: Saldature tra i cristalli dovuti al metamorfismo o al vento Capillarità: Presenza di acqua capillare tra i cristalli Rigelo : Legami ghiaccio-ghiaccio tra i cristalli
Coronamento Lastrone: strato ben definito del manto nevoso Piano di scorrimento Accumulo Limite inferiore (3/4 dei lastroni sono di neve soffice) Non legato al manto sottostante per la presenza di una piano di scorrimento (CRISTALLI A CALICE-CROSTE-BRINA DI SUP.) L elevata coesione trasmette le sollecitazioni all interno del MN La sollecitazione che provoca la rottura può avvenire a distanze elevate Il rilascio dello strato avviene contemporaneamente in ogni punto e si producono forti accelerazioni Il 95% delle valanghe a lastroni si ha su pendii tra i 27 e 45
Aumento forze propulsive P Nuove nevicate Accumuli di neve ventata Pioggia Passaggio di animali o uomini Caduta di sassi o cornici Esplosioni Aumento dell inclinazione del pendio Diminuzione delle forze resistenti R Formazione di brina di profondità (cristalli a calice) Presenza di acqua che funge da lubrificante nello strato di scorrimento (Primavera) Forte riscaldamento che provoca una diminuzione delle resistenze secondarie Punti di probabile distacco Cambi di pendenza (Creste-Conche-Avallamenti) Nei Pendii concavi sulle zone laterali e sul cambio di pendenza iniziale Cambi di esposizione
Resistenza alla trazione Laterale Attrito di base Compressione Coesione dovuta ai legami dei cristalli tra loro R=R.attrito+R.trazione+R.compr.+R.laterali
VALUTAZIONE DEL GRADO DI PERICOLO DI DISTACCO DI VALANGHE IN RELAZIONE ALLA QUANTITA' DI NEVE FRESCA QUANTITA' DI NEVE FRESCA CADUTA IN 1-2 GIORNI INDICE DI PERICOLO SENZA VENTO CON VENTO 1 debole locale trascurabile 10-30 cm 10-20 cm 2 medio locale 30-50 cm 20-40 cm 3 generale valanghe isolate fino in fondovalle 50-80 cm 40-60 cm 4 grande generale 80-120 cm 60-80 cm 5 molto grande generale > 120 cm > 80 cm
Ricordiamoci che il nostro peso sollecita anche gli strati più interni TRACCIA DI SALITA 1-2 volte il peso DIETRO FRONT 2-3 volte il peso CURVE STRETTE 4-5 volte il peso CADUTA IN DISCESA 6-7 volte il peso
TRE CONDIZIONI NECESSARIE 1. INCLINAZIONE SUFFICIENTE >25 2. NEVE CON COESIONE 3. DEBOLE RESISTENZA DI BASE AL TAGLIO (presenza di strati deboli o di scorrimento)
NEVE AL SUOLO Acqua allo stato solido (cristalli) Acqua allo stato liquido Vapore acqueo Aria Materiale soggetto a continue trasformazioni e metamorfismi, dovuti ad agenti esterni ed interni al manto nevoso Il manto nevoso non è omogeneo ma caratterizzato da diversi strati di neve che hanno subito trasformazioni differenti, e a volte presentano degli scollamenti tra loro
AGENTI MODIFICANTI Irraggiamento solare Nebbia Pioggia Vento Peso Temperatura
La La radiazione riflessa dalla dalla superficie terrestre La radiazione solare riflessa dalla superfici naturali varia a seconda delle loro caratteristiche (colore, opacità, granulometria, densità): o Neve fresca 0.80-0.95 o Neve vecchia 0.42-0.70 o Terreno sabbioso asciutto 0.25-0.45 o Terreno argilloso asciutto 0.20-0.35 o Bosco di conifere 0.10-0.15 Temperature basse - dal 95% al 65% in 10 giorni, al 55% in 20 giorni Temperature > 0 C - dal 95% al 45% in 10 giorni, al 40% in 20 giorni Neve sporca Nevicate con sabbia sahariana
La La radiazione assorbita dalla dalla neve neve La radiazione solare diretta (ad onda corta) non riflessa viene assorbita dallo strato superficiale del manto nevoso con un meccanismo poco efficace. L intensità diminuisce in modo esponenziale con la profondità: meno del 10% circa 2-3 cm per neve fresca, meno di 10 cm per neve asciutta con densità 100-150Kg/m3, oltre 10cm per neve bagnata o a grani grossi) La radiazione solare diretta penetra di più per neve con granulometria e densità maggiori ( che favoriscono anche la propagazione all interno del manto). La radiazione solare diffusa e quella emessa dalle nubi (ad onda lunga) viene assorbita dalla superficie della neve con un meccanismo molto efficace (fino al 50% viene trattenuto dalla superficie e non penetra più di 1 cm).
La La neve neve - effetti della della radiazione soleggiamento diretto è poco efficace sul manto nevoso, in particolare con aria secca e vento debole, in inverno è limitato ai versanti esposti al sole ed interessa un sottile strato superficiale? la neve possiede una grande capacità di raffreddamento notturno (perdita di energia nell IR, diff T anche di 20 C) la radiazione a onde lunghe, (emessa dalle nubi o da corpi vicini) viene invece completamente assorbita dalla neve. E' per questo motivo che la neve in prossimità di case, alberi, massi parzialmente esposti...si scioglie più rapidamente. poiché la neve assorbe la radiazione emessa dalle nubi (rad.infrarossa), si può affermare che tenderà a scaldarsi di più in una giornata nuvolosa rispetto ad una giornata di cielo sereno, a parità di temperatura, soprattutto in inverno
La La nebbia e le le nubi nubi basse basse Diffondono la radiazione solare trasformandola in radiazione ad onda lunga (assorbita dalla neve) L umidità dell aria sublima sui cristalli di neve (a temperatura inferiore) cedendo calore latente e riscaldando lo strato superficiale. La copertura del cielo inibisce l irraggiamento notturno
Neve? sovraccarica il manto nevoso (graduale, sollecitazione lenta)? agisce da strato isolante Pioggia Nuove precipitazioni? riscalda il manto nevoso su ogni esposizione? favorisce la fusione della neve? aumenta il peso del manto nevoso
Il Il vento vento effetti sulla sulla neve neve Effetto termico vento secco/freddo induce la sublimazione di cristalli di neve raffreddando la superficie e deumidificando il manto nevoso; rallenta l eventuale met. da debole gradiente in atto vento freddo/umido cede vapore e quindi accelera la sinterizzazione; il fenomeno si evidenzia nella formazione di sottili strati superficiali più densi, anche se fragili e a debole resistenza, che, interagendo sulla circolazione di calore e vapore con gli orizzonti sottostanti, possono dare il via al metamorfismo da gradiente elevato. Su neve in fusione questo tipo di vento porta a croste ghiacciate vento secco/caldo (foehn) riscalda la superficie più di quanto si raffreddi per perdita di umidità (sublimazione o fusione veloce in funzione della temperatura) vento umido/caldo cede vapore al manto nevoso riscaldandolo e umidificandolo
Il Il vento vento effetti sulla sulla neve neve Effetto meccanico - trasporto formazione di accumuli nevosi e cornici che incrementano il pericolo di valanghe riduzione della visibilità
L efficacia del del trasporto della della neve neve Il trasporto della neve è funzione di numerose variabili dipendenti dalle proprietà delle particelle nevose (coesione, dimensioni, peso, forma dei grani, etc) e dalle condizioni atmosferiche. esiste una velocità del vento al di sotto della quale non vi è trasporto: per neve a bassa coesione è circa v10m=4-10 m/s (saltazione) e v10m=15 m/s (sospensione) questa velocità critica è maggiore con alti valori di temperatura e umidità e aumenta con il tempo trascorso dal deposito la quantità di neve trasportata è proporzionale al cubo della velocità e diminuisce con l inclinazione del pendio sopravento Velocità m/sec Velocità km/h Incremento cm 4-10 14-36 5-10 10-15 36-54 10-35 15-20 54-72 35-75 20-25 72-90 75-200
Un lastrone di neve depositato dal vento è la trappola più pericolosa Abbastanza resistente per sostenere 1 o 2 sciatori, a volte così duro da non riuscire a scalfirlo con le lamine, a volte così soffice da essere confuso con un pendio di neve fresca Ma che cede improvisamente con fratture che si propagano velocissime E legato solamente dai suoi ancoraggi periferici e la base è quasi sempre separata dallo strato sottostante
Nuove precipitazioni neve o pioggia? intensità temperatura e vento durante l evento durata dell evento Conoscere anticipo che che situazione ci ci aspetta Evoluzione del manto nevoso variazione importante della temperatura (positiva e negativa) intensificazione del vento (velocità, direzione, caratteristiche termiche, durata, rotazione attesa) presenza di inversioni / nebbia o nubi basse La capacità di interpretazione dell interazione fra i fattori meteorologici dominanti e lo stato del manto nevoso è alla base della valutazione del pericolo
Temperatura (agisce internamente ed esternamente) flusso geotermico dal suolo vs. l atmosfera? trasferimento di massa dagli strati bassi a quelli alti crea strati di brina di profondità (cristalli grandi e angolosi) efficace con basse temperature ambientali e strati sottili di neve
Acqua alla stato solido in equilibrio con il proprio vapore Questo processo è possibile quando l interno del manto nevoso è termodinamicamente Calmo, cioè in condizioni di debole gradiente Nelle zone appuntite o convesse vi è una maggiore concentrazione di molecole di vapore acqueo, si crea quindi una differenza di pressione (tensione di vapore) che permette il trasferimento di materia verso le zone concave dove la concentrazione di vapore è minore. Il risultato è che le zone appuntite (ramificazioni) spariscono, Arrotondando sempre di più il cristallo.
Gradiente debole Si instaura con temp.est.miti (-3 C) Aumento della densità Riduzione dello spazio tra i cristalli Aumento dei punti di contatto Aumento della coesione del MN Produce cristalli sferoidali piccoli (0.5mm) La neve ottenuta è deformabile,duttile,viscoelastica E un processo relativamente lungo
PROCESSO DI SINTERIZZAZIONE (COESIONE per SINTERIZZAZIONE) In pochi minuti tramite azione del battipista In qualche ora tramite azione del vento (dip.dalla velocità) In circa 3 giorni se la temperatura esterna e di poco inferiore agli 0 C In tempi più lunghi se la temperatura è inferiore a 5 C
SINTERIZZAZIONE
Feltratura (intreccio delle ramificazioni dei cristalli) forma dei legami meccanici di natura debole COESIONE per FELTRATURA Inizio del metamorfismo da DEBOLE GRADIENTE
Versanti SUD sono sufficienti 2 giorni di bel tempo per modificare la struttura dei cristalli, ma il metamorfismo da debole gradiente necessita parecchi giorni per stabilizzare il M.N. Inizialmente la perdita delle ramificazioni( feltratura) indebolisce il M.N. e si verificheranno scarichi spontanei anche di grandi dimensioni, successivamente la sinterizzazione (gradiente debole) stabilizzerà il M.N. Il pericolo su questi versanti è più forte subito dopo una nevicata Durante l inverno si posso verificare formazioni di croste da fusione e rigelo, non sempre portanti
In condizioni di gradiente medio o elevato, l interno del MN è termodinamicamente agitato, dal suolo più caldo si muovono verso la superficie, più fredda, grandi quantità di vapore che incontrando i cristalli più freddi sublima, accrescendone le dimensioni e cambiandone le forme da tonde a spigolose fino ad arrivare ai cristalli a calice Freddo Caldo
Metamorfismo da gradiente medio/elevato Grad.medio 6-20 C/metro Grad.elevato >20 C/metro *Si instaura con temperature esterne molto basse *Viene facilitato da spessori ridotti del manto nevoso *Produce,all interno del manto nevoso, cristalli spigolosi e a calice molto grandi (5mm) e fragili (brina di profondità) la coesione di questi cristalli tra loro e con i cristalli degli strati adiacenti è NULLA *Crea quindi uno strato di scorrimento e una zona debole nel manto nevoso *La neve che si forma non è deformabile, ma fragile *L intenso trasferimento di materia dalle zone inf.a quelle sup. crea addirittura degli spazi vuoti all interno del manto nevoso
Versanti NORD le basse temperature sfavoriscono il metamorfs. da debole gradiente (che stabilizza il M.N.) la neve resta a lungo nello stadio iniziale di trasf.da debole gradiente (instabile) le basse temperature esterne favoriscono la trasf.da gradiente elevato (formazione di brina di profondità, strato di scorrimento, instabile) le basse temperature favoriscono la formazione di brina di superficie, pericolosa per eventuali altre precipitazioni
Brina di superficie Di giorno si ha un accumulo di vapore sulla superficie della neve Di notte l aria sovra-satura di vapore, rispetto al ghiaccio, sublima sulla superficie costruendo lamelle di ghiaccio -Si forma prevalentemente durante le notti serene e sui pendii all ombra, richiede calma atmosferica -E uno strato di scorrimento per eventuali precipitazioni nevose future
Metamorfismo da fusione -Si instaura con temperature esterne calde (primavera) -La neve comincia a fondere e ad umidificare gli strati -L acqua comincia a percolare negli strati e sostituisce la coesione per sinterizzazione con quella per capillarità( colla) -Se il tenore di acqua è elevato >10% (neve fradicia) la coesione si perde del tutto -L acqua percolando può incontrare uno strato duro (ghiaccio, crosta, suolo) di scorrimento e lo lubrifica diminuendo le forze di attrito con la neve soprastante -Quando la temperatura si abbassa il manto nevoso bagnato gela aumentando enormemente la coesione del M.N COESIONE per RIGELO -I cristalli sono grossi tondi e agglomerati tra loro (policristalli
Durante le ore pomeridiane primaverili,quando la percentuale di acqua libera supera il 10%, i legami tra i cristalli si distruggono provocando colate di neve a debole coesione o addirittura valanghe di fondo Durante le ore notturne, in condizioni di cielo sereno, l acqua libera nel manto nevoso raffreddandosi gela creando croste di neve ghiacciata dure e portanti
Agenti termici Agenti dinamici (compressione,vento) Gradiente debole Gradiente medio+elevato Fusione
La La temperatura dell aria e la la neve neve TEMPERATURE AMBIENTALI BASSE Mantengono la neve fresca senza favorirne l assestamento? Favoriscono la formazione di brina superficiale (inverno)? Favoriscono la formazione di strati deboli all interno del manto nevoso (metamorfismo da gradiente elevato)? Favoriscono la formazione di strati superficiali consolidati (primavera, fase notturna)
La La temperatura dell aria e la la neve neve TEMPERATURE AMBIENTALI MITI Favoriscono il metamorfismo da gradiente debole e quindi in generale l assestamento ed il consolidamento del manto nevoso
La La temperatura dell aria e la la neve neve TEMPERATURE AMBIENTALI ELEVATE umidificano il manto nevoso favoriscono il metamorfismo da fusione