Una massa d'aria è un volume di troposfera definita da valori termo-igrometrici omogenei, che origina in una determinata regione del pianeta.

Le masse d'aria ogni giorno trasportano un'enorme quantità di energia sottoforma di calore latente obbedendo ai due principi fondamentali della termodinamica sui quali si basa ogni fenomeno fisico o trasformazione chimica osservabile in natura.

L'inarrestabile movimento delle masse d'aria permette di mantenere costante l'equlibrio energetico planetario, evitando che in alcune zone si accumuli un'eccessiva quantità di calore, mentre in altre vi si venga a creare un deficit equivalente. Senza tale trasferimento energetico le regioni tropicali a causa dell'elevata radiazione solare si surriscalderebbero, mentre le regioni polari diventerebbero sempre più fredde.    Le strade percorse dalle masse d'aria sono fortunatamente differenti, anche se in determinate stagioni sembrano seguire costantemente un tragitto che è non casuale ma atto a trasferire energia, disperdendone il meno possibile durante il percorso.

 

Le masse d'aria originano sempre da un'area anticiclonica per muoversi in direzione di un'area di bassa pressione. Originariamente una massa d'aria può stazionare a lungo sulle regioni occupate dai grandi anticicloni permanenti o stagionali (es. Azzorre o Russo) ove la ventilazione è debole e pertanto acquisiscono le caratteristiche fisiche del suolo o del mare sottostante. Per questa ragione le masse d'aria vengono distinte oltre che con la denominazione del luogo di origine anche in continentali e marittime.

 

Ciascun tipo fondamentale di massa d'aria si suddivide a sua volta, in base alle caratteristiche termodinamiche, in calda o fredda, a seconda che la sua temperatura sia più alta o più bassa di quella della superficie su cui venga a trovarsi.

La classificazione delle masse d'aria in base al luogo di origine planetario prevede quattro grandi tipi fondamentali:

 

- Aria Artica (origina oltre il Circolo Polare Artico) o nell'emisfero opposto: Aria Antartica

- Aria Polare o Intermedia (origina nella fascia compresa tra i 40°- 60° di latitudine)

- Aria Tropicale o Subtropicale (origina nelle latitudini prossime ai Tropici)

- Aria Equatoriale (origina nella Fascia Equatoriale)

 

 

Fig.1 - Distribuzione planetaria dei grandi tipi fondamentali di masse d'aria - Fonte: http://www.eumetsat.int - Air Mass Analysis

 

 

Le masse d'aria nel trasferirsi possono almeno in parte (a secondo della loro velocità di spostamento) essere fisicamente influenzate dalle caratteristiche delle regioni che attraversano assumendo caratteri marittimi o continentali.

In genere le masse d'aria artica sono stabili nei loro luoghi di origine in quanto si formano per raffreddamento degli strati sottostanti, mentre durante il loro itinerario verso sud tendono a divenire instabili per riscaldamento dal basso. All'opposto le masse d'aria tropicale sono instabili nei luoghi di origine, mentre nel risalire verso le medie latitudini si stabilizzano per raffreddamento dal basso.

Un altro aspetto da considerare è che durante il tragitto una massa d'aria può subire anche il contributo di un'altra massa d'aria affluente, assumendo ulteriori modifiche che la rendono di arduo riconoscimento anche al meteorologo esperto.

 

 

 

Le masse d'aria che interessano il Mediterraneo sono tradizionalmente classificate così:

 

 

 

Di seguito descriviamo la natura e lo spostamento di ciascuna massa d'aria:

 

La situazione barica favorevole all'afflusso di questa massa d'aria sull'Europa è la presenza di un anticiclone termico sulla Groenlandia o più frequentemente della spinta dinamica dell'anticiclone delle Azzorre verso  le latitudini artiche dell'Oceano Atlantico.

Luoghi di origine: Groenlandia, Sptizberg

Periodo di esistenza: tutto l'anno tranne luglio e agosto

Spessore: 3-6 km, quindi elevato con la possibilità di oltrepassare le Alpi

Caratteristiche fisiche: fredda (specialmente in quota), umida ed instabile

Venti sull' Italia: in genere da N o NW, più raro da NE (Maestrale, Tramontana, Bora e Foehn)

Questa massa d'aria, dato il suo notevole spessore, attraversa sovente le Alpi manifestandosi con venti di caduta; se non riesce a superare la catena alpina la raggira, irrompendo dalla porta del Rodano (depressione su Golfo di Genova, Costa Azzurra, Golfo del Leone) e talvolta dalla porta di Trieste (depressione su Adriatico), quando un promontorio dell'anticiclone delle Azzorre riesce a spingersi fino alla Penisola Scandinava.

 

 Fig. 2 - Aria artica marittima (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

 

Si forma per l'accumulo al suolo di aria gelida tipico dell'anticiclone termico russo-siberiano ed in rare circostanze raggiunge le nostre regioni apportando memorabili ondate di freddo note come "Burian" o bufere di neve (Blizzard). Per tale ragione è nota come la massa d'aria più fredda in assoluto che possa interessare la nostra penisola.

La colata gelida riesce a raggiungere in pieno l'Italia quando il suddetto anticiclone espande un  promontorio fino ai Balcani, concomitante all'approfondimento di una depressione sul Mediterraneo centrale o centro-occidentale.

Luoghi di origine: Mare di Barents, Nuova Zemlja, Russia Settentrionale, Siberia

Periodo di esistenza: da fine ottobre ad inizio aprile

Spessore: limitato a 2-3 km

Caratteristiche fisiche: più fredda e più secca rispetto alla mA, piuttosto instabile.

Venti sull' Italia: da NE o ENE (Tramontana, Bora, Grecale)

Questa massa d'aria di esiguo spessore è caratterizzata da un raffreddamento limitato agli strati più bassi della troposfera, a differenza della mA il cui raffreddamento è più importante alle alte quote e si propaga dall'alto verso il basso.

 

Fig. 3 - Aria artica continentale (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

Il suo afflusso è collegato all'anticiclone dinamico situato in pieno Atlantico ad  occidente delle Isole Britanniche e corrisponde al settore freddo dell'ondulazione del fronte polare: per questa ragione è la più comune massa d'aria che segue il fronte freddo annesso ad una depressione delle medie latitudini. Può percorrere molta strada provenendo addirittura da oltreoceano.

Luoghi di origine: Atlantico settentrionale, Labrador, Terranova e Canada

Periodo di esistenza: tutto l'anno

Spessore: 3-6 km, quindi elevato con la possibilità di oltrepassare le Alpi

Caratterisitche fisiche: fresca con diminuzione della temperatura più avvertibile in estate al passaggio di un fronte freddo; contrariamente in inverno la mPk riesce a rimuovere lo strato di inversione al suolo, apportando un lieve aumento della temperatura. E' una massa d'aria piuttosto umida e generalmente instabile: è riconosciuta sul satellite dalla caratteristica discesa di un "flusso acciotolato" costituito da numerose nubi cumuliformi.

Venti sull' Italia: da NW (Maestrale, Foehn)

Questa massa d'aria, dato il suo notevole spessore, può attraversare le Alpi manifestandosi con venti di caduta post-frontali o non di rado, nelle opportune configurazioni bariche, entrare dalla porta del Rodano, scavando una depressione sul Golfo di Genova o sul Golfo del Leone.

 

Fig. 4 - Aria polare fredda marittima (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

Aria polare fredda continentale - cPk
I suoi luoghi di origine sono gli estesi anticicloni termici invernali della Russia e dell'Europa centro-orientale. Questi anticicloni hanno generalmente una lunga durata e si rigenerano continuamente per l'afflusso in quelle regioni di aria artica, che con il passare del tempo crea una solida inversione termica al suolo, tipica della cPk.
Luoghi di origine: Russia meridionale, Balcani, Europa centro-orientale
Periodo di esistenza: inverno
Spessore: esiguo, limitato ad 1-1,5 km
Caratteristiche fisiche: fredda nei bassi strati, caratterizzata da molte inversioni termiche; nel raggiungere le nostre regioni attraversa il mare Adriatico arricchendosi di umidità.
Venti sull' Italia: da ENE a E (Bora, Grecale)
Questa massa d'aria tipicamente invernale raggiunge l'Italia provenendo dai Balcani in concomitanza con l'approfondimento di una depressione sul Mediterraneo centro-occidentale. Può presentare inversioni termiche in quota riconoscibili da nuvolosità irregolare stratocumuliforme come inversioni termiche al suolo: in questo ultimo caso forma uno strato freddo al suolo (cuscinetto) sul quale può scorrere un flusso più mite senza che esso venga rimosso.

 

 Fig. 5 - Aria polare fredda continentale (luoghi di orgine e suoi spostamenti)

 

Aria polare calda marittima - mPw
Si forma in corrispondenza del settore caldo di un'ondulazione del fronte polare, spesso in prossimità del margine  settentrionale dell'anticiclone delle Azzorre. In alcuni casi origina dalla trasformazione di mPk che ha sostato a lungo su latitudini intermedie dell'Oceano Atlantico in prossimità di un campo di alta pressione. Per tali ragioni questa massa d'aria si presenta in inverno nel settore caldo particolarmente sviluppato di un ciclone extratropicale.
Luoghi di origine: Atlantico tra i 40°-50° di latitudine
Periodo di esistenza: inverno
Spessore: limitato ad 1-2 km
Caratterisitche fisiche: fresca in estate, mite in inverno; si presenta molto umida e non particolarmente instabile
Venti sull' Italia: da W e SW (Ponente, Libeccio)
In genere questa massa d'aria interessa l'Europa centrale quando vi è un intenso flusso ondulato atlantico con veloci treni perturbati: l'Italia ne è interessata a fasi alterne quando tale flusso si abbassa di latitudine.

 

Fig. 6 - Aria polare calda marittima (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

E' una massa d'aria tipicamente estiva che si forma negli anticicloni di scarso rilievo barico e non persistenti sui continenti dell'Europa sud-orientale per surriscaldamento radiativo del continente o per trasformazione di una preesistente massa d'aria fredda di natura post-frontale.

Luoghi di origine: Russia Meridionale, Balcani, Turchia

Periodo di esistenza: estate

Spessore: limitato ad 1-2 km

Caratteristiche fisiche: si riscalda dal basso per irraggiamento; in origine è  secca, ma potenzialmente instabile.

Venti sull' Italia: da E (Levante)

Questa massa d'aria raggiunge raramente l'Italia; i suoi caratteri di potenziale instabilità si accentuano quando nell'attraversare il mare Adriatico raccoglie umidità nei suoi bassi strati. Per tale ragione può dare luogo a locali ed isolati episodi temporaleschi.

Fig. 7 - Aria polare calda continentale (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

Il suo luogo di produzione è il bordo sudoccidentale dell'anticiclone delle Azzorre; giunge sul Mediterraneo con un flusso da SW attraverso Gibilterra o il Marocco il più delle volte richiamato da centri di bassa pressione che si sono formati tra le isole Baleari ed il Golfo del Leone in seguito a precedenti affondi di aria fredda del tipo mA o mPk. Per tale ragione è spesso foriera di piogge. Questa massa d'aria raramente raggiunge l'Europa centrale attraverso il Golfo di Guascogna.

Luoghi di origine: Atlantico tra i 30°- 40° di latitudine, Azzorre, Canarie

Periodo di esistenza: tutto l'anno

Spessore: elevato fino ai limiti superiori della troposfera

Caratteristiche fisiche: calda; molto umida; elevata umidità specifica distribuita su tutta la colonna d'aria, originariamente piuttosto stabile.

Venti sull' Italia: SW (Libeccio)

Questa massa d'aria costituisce un enorme serbatoio di calore latente disponibile ad eventuali inneschi dinamici nella formazione di importanti sistemi temporaleschi (estate) e vigorose depressioni mediterranee (inverno). I valori di acqua precipitabile in questa massa d'aria sono davvero notevoli.

 

Fig. 8 - Aria tropicale marittima (luoghi di origine e suoi spostamenti)

 

Questa massa d'aria risale dal bordo occidentale di anticicloni dinamici subtropicali, per cui origina dal Nord Africa, dall'Asia Minore e dall'Europa sud-orientale. Questa massa d'aria è annessa alle spinte dinamiche altopressorie subtropicali per cui può giungere sull'Italia con un'azione anticiclonica che la rende per subsidenza ancora più calda e più secca (caldo torrido estivo); nel semestre freddo tende invece ad assomigliare alla mT in quanto particolarmente arricchita di vapore acqueo raccolto durante il suo lungo tragitto sul Mediterraneo. E' considerata in assoluto la massa d'aria più calda che possa raggiungere l'Italia.
Luoghi di origine: Marocco, Algeria, Tunisia, Libia, Egitto; in rare occasioni Asia Minore, Europa sud-orientale.
Periodo di esistenza: tutto l'anno
Spessore: elevato fino ai limiti superiori della troposfera
Caratteristiche fisiche: molto calda in tutte le stagioni, alquanto umida specie se legata a condizioni cicloniche; potenzialmente instabile, con gradienti termici superiori a mT.
Venti sull' Italia: da S o SE (Ostro, Scirocco)
Questa massa d'aria, ad eccezione del periodo estivo in cui è legata al dominio anticiclonico subtropicale, raggiunge le nostre regioni quando l'alta pressione dinamica risale dal Nord Africa o dall'Asia Minore in concomitanza ad una depressione sul Mediterraneo centrale. E' associata a lunghi e pesanti episodi di maltempo, responsabile di alcune alluvioni autunnali, di acqua alta in Laguna Veneta. Il suo arrivo è preannunciato da un innalzamento consistente della temperatura e da precipitazioni colorate, dato che è in grado di trasportare particelle di sabbia proveniente dal deserto del Sahara.

Fig. 9 - Aria tropicale continentale (luoghi di origine e suoi spostamenti)