La nuova classificazione internazionale della neve stagionale al suoloBasi concettuali e modifiche apportate con particolare riferimento alla forma dei grani

Anselmo Cagnati

acagnati@arpa.veneto.it

Un po’ di storia sui sistemi di classificazione della neve

• 1954, ICSI. The International Classification for snow – with special reference to Snow on the Ground (Schaefer et al.)

• 1990, ICSI. The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (Colbeck et al.)

• 2009, IACS-UNESCO. The International Classification for Seasonal Snow on the Ground (Fierz et al.)

• Gruppo di lavoro (7 (9) scienziati di fama internazionale ciascuno esperto in un particolare settore)

• Gruppo “politico” in rappresentanza degli utenti (AINEVA, SLF, CEN ecc.)

• Panel di esperti di settore (per feedbeck finale)

Modalità di lavoro

Criteri di base della nuova classificazione

• Punto di partenza: classificazione del 1990 (Colbeck e al.)

• Osservazioni raccolte da operatori (Istituti, Enti di ricerca, Servizi valanghe ecc….)

• Stato delle conoscenze (bibliografia scientifica)

• Nuovi requisiti (es. modellistica)

Osservazioni e proposte AINEVA

Classe Osservazioni e problemi riscontrati

Soluzione proposta Soluzione attuata

1, 2, 3, 5 nessun problema

riscontrato

Classe Osservazioni e problemi riscontrati

Soluzione proposta Soluzione attuata

4

Oss. 1

Cristalli di crescita cinetica (4a, 4c e 5a) possono trovarsi aggregati in strutture policristalline per sinterizzazione

Introdurre una forma policristallina per identificare questi strati a maggior resistenza

Introdotta una nuova classe (Brina di profondità in fase di arrotondamento)

Oss. 2

Le particelle piene sfaccettate possono avere dimensioni molto variabili da 0,5 a 4,0 mm

Introdurre un criterio di distinzione in base alle dimensioni come per la classe 3

Proposta accettata parzialmente

Proposta non accettata

Classe Osservazioni e problemi riscontrati

Soluzione proposta Soluzione attuata

6

Oss. 3

La denominazione della classe “grani bagnati” non è corretta

Introdurre una nuova denominazione: “grani da fusione e rigelo”

Introdotta nuova denominazione: Forme fuse

Oss. 4

Nella sottoclasse 6a la dicitura “senza cicli da fusione e rigelo” genera confusione

Specificare che si tratta di grani arrotondati a grappoli formatisi durante il primo ciclo di fusione e che non hanno ancora subito rigelo

La dicitura “senza cicli di fusione e rigelo” è stata tolta

Oss. 5

Cristalli di crescita cinetica (4a, 4c e 5a) possono trovarsi aggregati in strutture policristalline per inizio fusione

Introdurre una forma policristallina per identificare questi strati che hanno resistenza diversa a seconda se si trovano nella fase di fusione o in quella di rigelo

Oss. 6

Policristalli da fusione e rigelo possono subire processi di ricostruzione cinetica all’aumentare del gradiente termico

Introdurre una forma di transizione fra la forma 6 e le forme 4/5

Proposta accettata

Proposta accettata

Proposta non accettata

Proposta non accettata

Classe Osservazioni e problemi riscontrati

Soluzione proposta Soluzione attuata

7Oss. 7

Mancano altre forme di deposizione (es. galaverna), inoltre la dicitura cristalli a piuma è limitativa

Riservare la classe per tutte le forme di deposizione diverse dalla precipitazione

8 Oss. 8

Mancano alcune formazioni di ghiaccio

Introdurre le sottili formazioni di ghiaccio superficiali (crosta da pioggia, firnspiegel)

Crosta da pioggia e crosta da sole sono state inserite in questa classe

9

Oss. 9

La denominazione della classe: “depositi in superficie e croste” non è chiara in quanto queste formazioni possono trovarsi anche all’interno del manto nevoso

Cambiare l’attuale denominazione della classe con la seguente: “depositi e croste formatisi in superficie”

Le relative forme sono state redistribuite in altre classi

Oss. 10

Manca un criterio di distinzione fra alcune forme della classe 9 (croste da vento e croste da fusione e rigelo) e le classi 3 e 6

Descrivere tutti gli strati superficiali nei profili utilizzando le classi da 1 a 8

Le forme della classe 9 sono state redistribuite in altre classi

Proposta accettata

Proposta accettata

Proposta non accettata

Proposta accettata parzialmente

Sintesi delle osservazioni AINEVA

• Proposte trasmesse 10• Proposte accettate 4• Proposte parzialmente accettate 2

• Proposte non accettate 4

Come è impostato il sistema di classificazione?

• La classificazione riguarda la neve stagionale (dalla neve fresca al firn)

• La classificazione è orientata alle necessità della pratica operativa (profili della neve)

• Ogni classificazione comporta l’ identificazione dei contenitori e la precisazione dei collegamenti fra i contenitori. Nel caso della classificazione della neve:

i contenitori sono le forme i collegamenti sono le trasformazioni (metamorfismi)

Principali cambiamenti della nuova classificazione

• Sono state eliminate alcune incongruenze o ambiguità attraverso un processo di riclassificazione (es. croste da vento-grani fini, forme miste ecc.)

• Sono state considerate situazioni climatiche particolari anche extra alpine (es. zone sub artiche)

• Sono stati considerati adeguatamente i processi fisici inversi (es. crescita cinetica-arrotondamento, fusione-rigelo)

• Sono state introdotte nuove forme ( es. neve artificiale)

nuova

Depositi e croste in superficieX

Le 9 classi principali

Particelle di precipitazione

• E’ stata introdotta la sottoclasse PPrm (galaverna)

• Fra le note vengono citati i “Diamond Dust” quale ulteriore tipo di precipitazione spesso osservata nelle regioni polari

aa

Magono and Lee, 1966

ICSI, 1951

Dentriti stellari (piani o spaziali)

no

+ galaverna

Nuova sottoclasse

Riferimenti bibliografici

• AMS (2000) Glossary of Meteorology 2° edition (per la definizione di galaverna)

• Libbrecht, K.G. (2005). The physics of snow crystals. Rep. Prog. Phys. 68, 855-895http://www.its.caltech.edu/~atomic/publist/rpp5_4_R03.pdf

• Magono, C. & Lee, C. W. (1966). Meteorological classification of natural snow crystals. J. Fac. Sci. Hokaido Univ. Ser. VII (Geophys.), 2 (4), 321-335

Neve artificiale

• E’ stata introdotta una nuova classe denominata MM (Neve artificiale) che si compone di due sottoclassi:

MMrp particelle policristalline rotonde) MMci (particelle di ghiaccio schiacciate)

Nuova classe

ss

Formazione in aria, vicino alla superficie

Formazione in generatori di ghiaccio

Particelle di ghiaccio schiacciate, MMci

Particelle di precipitazione decomposte e frammentate

• Nessuna modifica rispetto alla precedente classificazione

uu

Grani arrotondati

• E’ stata introdotta la sottoclasse RGwp (particelle compattate dal vento) che sostituisce la sottoclasse 9d (crosta da vento)

• La sottoclasse RGxf (particelle rotonde sfaccettate) sostituisce la sottoclasse 3c (forme miste) della precedente classificazione

ww

Da sottoclasse 9d (crosta da vento)

Nuova denominazione

Limite dimensionale cambiato da 0,5 a 0,25

Il carattere distintivo principale sono i punti di contatto fra i grani che incide sulla resistenza

Riferimenti bibliografici

• Colbeck, S.C. (1997). A review of sintering in seasonal snow. CRREL Report 97-10

http://www.crrel.usace.army.mil/library/crrelreports/CR97_10.pdf

Cristalli sfaccettati

• La sottoclasse FCxr (particelle sfaccettate in fase di arrotondamento) sostituisce la sottoclasse 4c (forme miste) della precedente classificazione

Nuova denominazione

E’ stato eliminato il carattere distintivo basato sulle dimensioni

ee

La questione delle forme miste (ex 3c e 4c)

I grani FCxr di solito sono più grandi dei grani RGxf (> 1 mm)

In caso di grani più piccoli, i grani FCxr si distinguono dai grani RGxf in base al processo

Talvolta il criterio di distinzione basato sulle dimensioni non è sufficiente!

Talvolta il criterio di distinzione basato sulle dimensioni non è sufficiente!

Riferimenti bibliografici

• Birkeland, K. (1998). Terminology and predominant processes associated wih the formation of weak layers of near-surface faceted crystals in the mountain snowpack. Arct. Alp. Res. 30 (2), 193-199

Brina di profondità

• E’ stata introdotta la sottoclasse DHpr (prismi cavi)

• E’ stata introdotta la sottoclasse DHxr (brina di profondità in fase di arrotondamento)

• La sottoclasse 5b (colonne di brina di profondità) è stata rinominata sottoclasse DHch (catene di brina di profondità)

• La sottoclasse 5c (cristalli a colonna) è stata rinominata sottoclasse DHla (grandi cristalli striati)

DD

Nuova denominazione

Nuova denominazione

Nuova sottoclasse

Nuova sottoclasse (tipica di zone sub artiche

Prismi cavi: elevato gradiente termico prolungato, neve a bassa densità (zone sub artiche, ma non solo!)

Presenti anche nella neve alpina ma richiedono più tempo che per ogni altro cristallo di neve

Riferimenti bibliografici

• Benson, C. S. and Sturm, M. (1993). Structure and wind transport of seasonal snow on the arcitc slope of Alaska. Ann. Glaciol. 18, 261-267

• Sturm, M. and Benson, C.S. (1997) Vapor transport,

grain growth and depth-hoar development in the subarctic snow. J. Glaciol. 43 (143), 42-59

Brina di superficie

• E’ stata introdotta la sottoclasse SHxr (brina di superficie in fase di arrotondamento)

Nuova sottoclasse

Denominazione della classe cambiata da cristalli a piuma a brina di superficie

gg

L’arrotondamento è in risposta alla diminuzione del gradiente termico e non allo scioglimento

Riferimenti bibliografici

• Jamieson, J.B and Schweizer, J. (2000). Texture and strenght changes of buried surface hoar layers with inplications for dry snow-slab avalanche release. J. Glaciol. 46 (152), 151-160

• AMS (2000). Glossary of Meteorology 2° edition (per la

definizione di Brina di superficie)

Forme fuse

• La sottoclasse 6c (neve fusa) è stata rinominata sottoclasse MFsl (neve fradicia)

• E’ stata introdotta la sottoclasse MFcr (crosta da fusione e rigelo) che sostituisce la sottoclasse 9e (crosta da fusione e rigelo)

hh

Da sottoclasse 9e (crosta da fusione e rigelo)

Denominazione della classe cambiata da grani bagnati a forme fuse

La modalità di calcolo delle dimensioni dei policristalli è cambiata

Si formano in superficie o nel manto nevoso

Contengono meno acqua rigelata rispetto ai MFcr

Possono ritornare alla forma MFcl (grani arrotondati a grappolo

Si formano in superficie

Contengono più acqua rigelata rispetto ai MFcr

Non ritornano alla forma MFcl (grani arrotondati a grappolo

Riferimenti bibliografici

• Niente di particolare da segnalare

Formazioni di ghiaccio

• E’ stata introdotta la sottoclasse IFcr (crosta da pioggia) che sostituisce la sottoclasse 9b (crosta da pioggia)

• E’ stata introdotta la sottoclasse IFsc (crosta da sole “firnspiegel”) che sostituisce la sottoclasse 9c (crosta da sole “firnspiegel”)

ii

Da sottoclasse 9b (crosta da pioggia)

Da sottoclasse 9c (crosta da sole “firnspiegel”)

Denominazione della classe cambiata da masse di ghiaccio a formazioni di ghiaccio

Riferimenti bibliografici

• Ozeki, T. and Akitaya, E. (1998). Energy balance and formation of sun crust in snow. Ann. Glaciol. 26, 35-38