Lo Showalter Index, SI, è un indice termodinamico utilizzato per valutare l’instabilità di un pacchetto d’aria alla quota di 850 hPa. Come si determina? Si considerino inizialmente la temperatura e il dewpoint al livello di 850 hPa. Si disegni sul diagramma una parallela alla retta del mixing ratio, rapporto di mescolanza, a partire dal valore di dewpoint alla quota di 850 hPa; l’intersezione rappresenterà il Lifting Condensation Level a quella quota.
A partire dall’LCL a 850 hPa si consideri l’adiabatica umida fino al livello di 500 hPa e si confronti infine la temperatura del pacchetto d’aria a tale quota con la rispettiva temperatura ambientale. La formula che descrive l’indice è la seguente:
è possibile ricavare lo Showalter Index dalla differenza tra la temperatura ambientale a 500 hPa, e la temperatura del pacchetto d’aria sollevato adiabaticamente da 850 a 500 hPa. [1,2]
Dal radiosondaggio, leggendo nella colonna a destra alla voce SI, è riportato un valore di 2.4, questo significa che il pacchetto d’aria, sollevato adiabaticamente dalla quota di 850 a 500 hPa sarà più freddo di 2.4°C, buoyancy negativa, rispetto alla temperatura attuale ambientale a 500 hPa. L’aria secca a 850 hPa, elevata depressione di dewpoint, contribuisce alla stabilità.
Nel caso di SI negativo significa che il PBL, Planetary Boundary Layer ovvero Boundary Layer Planetario, inteso come lo strato compreso tra 0 e 1500 m di quota, sovrastante è instabile rispetto alla media troposfera. C’è quindi un ambiente fertile per lo sviluppo convettivo. Di conseguenza, quindi, più negativo sarà il SI, più instabile risulterà essere la troposfera, più buoyancy sarà disponibile per i pacchetti d’aria in ascesa nel PBL sovrastante. Ecco una tabella riassuntiva dei valori tipici dell’SI :
Valore | Stabilità |
-4 < SI < 0 | Instabilità marginale |
-7 < SI < -4 | Grande instabilità |
SI < 8 o SI << 8 | Instabilità estrema |
È interessante confrontare tale indice con il Lifted Index. Se il LI è negativo mentre il SI è positivo, come si evince nel radiosondaggio mostrato poco sopra, allora il PBL è instabile mentre la regione appena al di sopra è stabile, questo significa che c’è una cappa. [2,3]
Se, al contrario, il LI è positivo mentre il SI è negativo allora il boundary layer planetario è stabile mentre la bassa troposfera diviene instabile a mano a mano che si sale con l’altezza. Questo può manifestarsi, per esempio, quando aria polare superficiale si insinua nel PBL mentre c’è una massa d’aria instabile al di sopra.
Se i due indici sono entrambi negativi ciò vuol dire che vi è uno strato profondo di aria instabile in bassa troposfera. Se LI e SI sono entrambi positivi, al contrario, è presente uno strato profondo di aria stabile in bassa troposfera.
È interessante notare come nel caso in cui si infiltri aria polare superficiale nel PBL, l’indice SI sia un buon indicatore poiché, in tal caso, la risalita di una ipotetica massa d’aria avverrebbe al di sopra dell’aria polare e, quindi, l’SI avrebbe molta più rilevanza di utilizzo rispetto al LI. [2,3]
Vi sono però delle potenziali trappole per il previsore:
a) SI valuta l’instabilità soltanto in un livello della troposfera, a differenza del CAPE che la definisce in tutta la troposfera.
b) La quota della stazione del radiosondaggio. Se il livello di 850 hPa fosse vicino alla superficie allora utilizzare il LI e l’SI sarebbe esattamente la stessa cosa.
c) Si osservi sempre attentamente il radiosondaggio per notare le cause scatenanti la stabilizzazione o l’instabilizzazione dell’indice. Il radiosondaggio mostrerà lo spessore delle masse d’aria e ci dirà quanto rilevante potrà essere l’utilizzo dell’SI in sede prognostica. [3]