Valanga (Avalanche)

Una valanga costituisce una rapida discesa di neve attraverso un gradiente, tipicamente su una collina o montagna. Questi fenomeni possono essere avviati spontaneamente da elementi quali l’aumento delle precipitazioni o la ridotta integrità del manto nevoso, oppure attraverso catalizzatori esterni tra cui l’attività umana, la presenza di animali e gli eventi sismici. Pur essendo costituite prevalentemente da flussi di neve e aria, le valanghe di grandi dimensioni possiedono la capacità di trascinare e trasportare ghiaccio, rocce e materiale arboreo.

Una valanga è un rapido flusso di neve lungo un pendio, ad esempio una collina o una montagna. Le valanghe possono essere staccate spontaneamente, da fattori come l'aumento delle precipitazioni o l'indebolimento del manto nevoso, oppure da fattori esterni come l'uomo, altri animali e i terremoti. Composte principalmente da neve e aria, le grandi valanghe hanno la capacità di catturare e spostare ghiaccio, rocce e alberi.

Le valanghe si manifestano in due configurazioni principali, o forme ibride delle stesse: valanghe a lastroni, caratterizzate da neve densamente compattata e innescate dal cedimento di uno strato di neve debole sottostante, e valanghe di neve a debole coesione, composte da neve meno consolidata. Dopo il loro inizio, le valanghe subiscono tipicamente una rapida accelerazione, aumentando la loro massa e il loro volume incorporando ulteriore neve. Se una valanga raggiunge una velocità sufficiente, una parte della neve può mescolarsi con l'aria ambiente, generando così una valanga di neve farinosa.

Nonostante le somiglianze superficiali, le valanghe sono distinte dalle colate di fango, dalle colate di fango, dalle frane di roccia e dai crolli dei seracchi, nonché dai movimenti estesi di ghiaccio. Possono verificarsi in qualsiasi catena montuosa che sostenga un manto nevoso persistente. Sebbene siano più frequenti durante l'inverno e la primavera, le valanghe possono manifestarsi durante tutto l'anno. Nelle regioni alpine, le valanghe rappresentano una delle minacce naturali più significative per la vita e i beni umani, richiedendo sforzi sostanziali nel controllo delle valanghe. Esistono numerosi sistemi di classificazione per varie forme di valanghe, che possono essere caratterizzate in base alle dimensioni, alla capacità distruttiva, al meccanismo di innesco, alla composizione e alle proprietà dinamiche.

Formazione

La maggior parte delle valanghe si origina spontaneamente durante eventi temporaleschi, spinti da un carico aumentato dovuto a nevicate e/o erosione. Le alterazioni metamorfiche del manto nevoso, come lo scioglimento indotto dalla radiazione solare, costituiscono la seconda causa più significativa di valanghe spontanee. Ulteriori istigatori naturali comprendono le precipitazioni, l’attività sismica, la caduta di massi e di ghiaccio. I fattori scatenanti delle valanghe di origine antropica includono attività ricreative come lo sci e la motoslitta, nonché operazioni esplosive controllate. È importante notare che, contrariamente all'idea sbagliata comune, i suoni forti non provocano valanghe, poiché la pressione associata è insufficiente per diversi ordini di grandezza.

L'innesco delle valanghe può iniziare in un punto singolare, comportando solo uno spostamento iniziale minimo di neve; questo fenomeno è caratteristico delle valanghe di neve bagnata o di quelle che si verificano su neve secca e non consolidata. Al contrario, quando la neve si è sinterizzata in una lastra rigida sovrastante uno strato fragile, le fratture possono propagarsi con estrema rapidità, portando al movimento quasi simultaneo di un notevole volume di neve, che potenzialmente comprende migliaia di metri cubi.

La rottura del manto nevoso si verifica quando il carico applicato supera la sua resistenza intrinseca. Mentre il carico, definito come il peso della neve, è facilmente quantificabile, determinare la resistenza del manto nevoso è notevolmente più impegnativo a causa della sua estrema eterogeneità. Questa forza dipende strettamente dalle caratteristiche dei granelli di neve, comprese le loro dimensioni, densità, morfologia, temperatura e contenuto di acqua, nonché dalle proprietà di legame tra questi granelli. Questi attributi sono soggetti a metamorfosi temporale influenzata dall'umidità locale, dal flusso di vapore acqueo, dalla temperatura e dal flusso di calore. Inoltre, la superficie del manto nevoso è influenzata in modo significativo dalla radiazione incidente e dai flussi d'aria localizzati. Un obiettivo primario della ricerca sulle valanghe prevede lo sviluppo e la validazione di modelli computazionali in grado di simulare l'evoluzione temporale del manto nevoso stagionale. Un significativo elemento di complicazione è l'intricata interazione tra terreno e condizioni meteorologiche, che genera una sostanziale variabilità spaziale e temporale nelle profondità, nelle strutture cristalline e nella stratificazione del manto nevoso stagionale.

Valanghi a lastroni

Le valanghe a lastroni si formano comunemente nella neve depositata, in particolare dall'azione del vento. Sono caratterizzati dall'aspetto distinto di un blocco coeso (lastra) di neve delineato dal manto nevoso circostante da linee di frattura. I componenti chiave delle valanghe a lastroni includono una frattura della corona al limite superiore della zona di inizio, fratture del fianco lungo i margini laterali delle zone di inizio e una frattura basale chiamata stauchwall. Le fratture della corona e dei fianchi si manifestano come muri di neve verticali, che delimitano la massa di neve trascinata nella valanga dalla neve rimasta sul pendio. Lo spessore delle lastre può variare da diversi centimetri a tre metri. In particolare, le valanghe a lastroni sono responsabili di circa il 90% di tutti i decessi correlati alle valanghe.

Valanghe di neve farinosa

Le valanghe più consistenti si manifestano come correnti di sospensione turbolente, denominate valanghe di neve farinosa o valanghe miste, che costituiscono un tipo di corrente gravitazionale. Queste formazioni comprendono una nube di polvere situata sopra una densa valanga. Sebbene possano avere origine da qualsiasi tipo di neve o meccanismo di innesco, sono tipicamente associati a neve fresca e polverosa. Tali valanghe sono in grado di superare velocità di 300 km/h (190 mph) e raggiungere masse di 1.000.000 di tonnellate; i loro flussi possono percorrere distanze considerevoli attraverso fondovalle pianeggianti e persino risalire lievi pendenze per brevi segmenti.

Valanghe di neve bagnata

Al contrario, le valanghe di neve bagnata rappresentano una sospensione di neve e acqua a bassa velocità, con il loro movimento limitato alla superficie della traccia della valanga (McClung, 1999, pagina 108). Questa velocità ridotta risulta dalla resistenza di attrito tra la superficie di scorrimento del binario e il flusso saturo d'acqua. Nonostante la loro modesta velocità (circa 10–40 km/h), le valanghe di neve bagnata possono esercitare notevoli forze distruttive, attribuibili alla loro notevole massa e densità. Il corpo principale di un flusso di valanga di neve bagnata è in grado di spostare la neve soffice ed erodere massi, suolo, alberi e altra flora, esponendo e spesso rigando il terreno all'interno del percorso della valanga. Queste valanghe possono essere provocate da distacchi di neve a debole coesione o da cedimenti di lastroni e si manifestano esclusivamente in manti nevosi saturi d'acqua e bilanciati isotermamente nel punto di fusione dell'acqua. La natura isotermica delle valanghe di neve bagnata ha portato nella letteratura accademica alla denominazione alternativa "scivoli isotermici" (ad esempio Daffern, 1999, pagina 93). Nelle regioni temperate, le valanghe di neve bagnata sono comunemente collegate a cicli valanghivi climatici che si verificano nella tarda stagione invernale, in particolare durante i periodi di sostanziale riscaldamento diurno.

Valanga di ghiaccio

Una valanga di ghiaccio precipita quando una massa sostanziale di ghiaccio, originata da strutture come un seracco o un ghiacciaio in distacco, scende su una superficie di ghiaccio esistente (ad esempio, la cascata di ghiaccio del Khumbu), dando inizio allo spostamento dei frammenti di ghiaccio fratturati. Il movimento successivo somiglia più ad una caduta massi o ad una frana che ad una valanga di neve. Tali eventi sono generalmente estremamente difficili da prevedere e quasi impossibili da mitigare in modo efficace.

Sentiero valanghe

Quando una valanga scende da un pendio, attraversa un percorso distinto determinato dalla pendenza del pendio e dal volume di neve o ghiaccio che partecipa al movimento di massa. La zona d'innesco di una valanga, denominata punto di partenza, si manifesta tipicamente su pendii con pendenze comprese tra 30 e 45 gradi. Il segmento centrale di questo percorso è denominato Avalanche Track, che si trova comunemente su pendii compresi tra 20 e 30 gradi. Dopo la decelerazione e l'eventuale arresto, la valanga entra nella zona di fuga. Ciò avviene tipicamente quando la pendenza del pendio diminuisce a meno di 20 gradi. Tuttavia, questi intervalli di gradiente non sono universalmente assoluti, poiché ogni valanga possiede caratteristiche uniche influenzate dalla stabilità del manto nevoso di origine e dai fattori ambientali o antropici che hanno avviato lo spostamento di massa.

Lesioni e morti

Le persone intrappolate nelle valanghe possono soccombere per soffocamento, lesioni traumatiche o ipotermia. Tra le stagioni 1950-1951 e 2020-2021, negli Stati Uniti sono state registrate complessivamente 1.169 vittime di valanghe. Durante l'intervallo di 11 anni conclusosi nell'aprile 2006, 445 individui sono morti a causa di valanghe in tutto il Nord America. Ogni anno negli Stati Uniti si verificano in media 28 morti legate alle valanghe. Un rapporto del 2001 indicava che, su scala globale, le valanghe causano in media 150 vittime all'anno.

Terreno, manto nevoso, meteo

Doug Fesler e Jill Fredston hanno formulato un modello concettuale che identifica tre componenti principali del fenomeno valanghivo: terreno, tempo e manto nevoso. Il terreno delinea le posizioni geografiche soggette a valanghe, il tempo comprende i fattori meteorologici che influenzano lo sviluppo del manto nevoso e il manto nevoso si riferisce alle proprietà strutturali della neve che facilitano l'innesco delle valanghe.

Terreno

Il distacco di una valanga richiede un pendio sufficientemente dolce da consentire l'accumulo di neve ma sufficientemente ripido da facilitare l'accelerazione della neve una volta mobilitata dall'interazione tra il cedimento meccanico del manto nevoso e le forze gravitazionali. L'angolo di pendenza massimo in grado di trattenere la neve, chiamato angolo di riposo, dipende da vari elementi, tra cui la struttura cristallina della neve e il suo contenuto di umidità. I tipi di neve più secca e fredda tipicamente aderiscono solo ai pendii meno inclinati, mentre la neve più calda e umida può legarsi a superfici significativamente più ripide. In particolare, nelle regioni montuose costiere, come la Cordillera del Paine in Patagonia, possono accumularsi consistenti manti di neve su formazioni rocciose verticali e persino strapiombanti. L'angolo di pendenza specifico richiesto per accelerare la neve in movimento è influenzato da molteplici fattori, come la resistenza al taglio della neve (che a sua volta è determinata dalla forma dei cristalli) e la disposizione dei suoi strati interni e delle loro interfacce.

Le caratteristiche del manto nevoso sui pendii esposti al sole sono significativamente influenzate dalla radiazione solare. Le fluttuazioni diurne che coinvolgono processi di disgelo e ricongelamento possono contribuire alla stabilizzazione del manto nevoso attraverso un migliore assestamento. Al contrario, intensi cicli di gelo-disgelo portano allo sviluppo di croste superficiali durante la notte e alla presenza di neve superficiale instabile durante le ore diurne. I pendii situati sul lato sottovento di una cresta o di altri ostacoli dovuti al vento tendono ad accumulare uno spessore di neve maggiore e sono più inclini a contenere sacche di neve profonde, lastre di vento e cornicioni. Qualsiasi disturbo a queste caratteristiche può precipitare la formazione di valanghe. Al contrario, il manto nevoso su un pendio sopravvento è in genere considerevolmente meno profondo di quello che si trova su un pendio sottovento.

Le valanghe e i rispettivi percorsi sono caratterizzati da tre componenti fondamentali: una zona di partenza, dove inizia la valanga; una pista lungo la quale scende la valanga; e una zona di deflusso, dove la valanga alla fine decelera e si ferma. La massa di neve accumulata che si è fermata all'interno della zona di runout costituisce il deposito detritico. Sebbene ogni anno possano verificarsi numerose valanghe minori all'interno di un percorso specifico, la maggior parte non attraversa l'intera estensione verticale o orizzontale di quel percorso. La velocità con cui si verificano valanghe in una particolare regione viene definita periodo di ritorno.

La zona di partenza di una valanga deve possedere una pendenza sufficiente per consentire l'accelerazione della neve una volta iniziato il movimento. Inoltre, i pendii convessi mostrano una stabilità ridotta rispetto ai pendii concavi, principalmente a causa della discrepanza tra la resistenza a trazione e a compressione degli strati di neve. La composizione e la struttura del manto stradale sottostante influenzano significativamente la stabilità del manto nevoso, agendo sia come fattore di rinforzo che di indebolimento. Sebbene le valanghe siano improbabili nelle fitte foreste, elementi come massi e vegetazione rada possono generare zone di debolezza in profondità nel manto nevoso favorendo gradienti di temperatura pronunciati. Le valanghe a tutta profondità, caratterizzate dalla loro capacità di rimuovere praticamente tutta la copertura nevosa da un pendio, si osservano più frequentemente su superfici lisce del terreno, comprese aree erbose o lastre rocciose.

In genere, le valanghe scendono lungo i drenaggi esistenti, spesso in coincidenza con i modelli di drenaggio dei bacini idrografici estivi. In corrispondenza e al di sotto del limite del bosco, i percorsi delle valanghe all'interno di questi drenaggi sono chiaramente delineati dai confini della vegetazione noti come linee di taglio. Queste linee si formano laddove le valanghe hanno sradicato gli alberi e inibito la ricrescita di una consistente vegetazione. Per salvaguardare le persone e le infrastrutture, sono stati costruiti sistemi di drenaggio ingegnerizzati, come la diga contro le valanghe sul Monte Stephen nel Kicking Horse Pass, per deviare i flussi di valanghe. Depositi consistenti di detriti derivanti da valanghe si accumulano comunemente nei bacini idrografici al termine di un dissesto, inclusi elementi come canaloni e letti di fiumi.

I pendii con pendenze inferiori a 25 gradi o superiori a 60 gradi generalmente mostrano una frequenza ridotta di valanghe. Le valanghe provocate dall'uomo si verificano più frequentemente quando l'angolo di riposo della neve è compreso tra 35 e 45 gradi, con un angolo critico di 38 gradi identificato come il gradiente più comune per tali incidenti. Tuttavia, quando l’incidenza delle valanghe provocate dall’uomo viene corretta per tenere conto dei tassi di utilizzo ricreativo, il pericolo associato dimostra un aumento consistente con l’angolo di pendenza e non si osserva alcuna variazione sostanziale del pericolo in base alla direzione di esposizione. Una linea guida ampiamente accettata afferma: Un pendio sufficientemente piatto da contenere la neve ma sufficientemente ripido per sciare ha il potenziale per generare una valanga, indipendentemente dall'angolo.

Struttura e caratteristiche del manto nevoso

Il manto nevoso è costituito da strati paralleli al suolo che si accumulano durante tutta la stagione invernale. Ogni strato è composto da granelli di ghiaccio che riflettono le specifiche condizioni meteorologiche presenti durante la sua formazione e deposizione. Dopo la deposizione, uno strato di neve subisce una continua evoluzione, influenzata dalle condizioni meteorologiche prevalenti.

La formazione di valanghe richiede la presenza di uno strato debole, o instabilità, sotto uno strato di neve coeso all'interno del manto nevoso. In pratica, i precisi determinanti meccanici e strutturali dell’instabilità del manto nevoso non sono direttamente accertabili al di fuori di ambienti di laboratorio controllati. Di conseguenza, attributi più facilmente osservabili dello strato di neve, come la resistenza alla penetrazione, la dimensione dei grani, il tipo e la temperatura, fungono da misurazioni proxy per proprietà meccaniche critiche come resistenza alla trazione, coefficienti di attrito, resistenza al taglio e resistenza duttile. Questa metodologia introduce due principali fonti di incertezza nella valutazione della stabilità del manto nevoso in base alla sua struttura. In primo luogo, sia i fattori che influenzano la stabilità che le caratteristiche specifiche del manto nevoso mostrano una sostanziale variabilità tra aree localizzate e scale temporali brevi, complicando l’estrapolazione di osservazioni puntuali su scale spaziali e temporali più ampie. In secondo luogo, la correlazione tra le caratteristiche facilmente osservabili del manto nevoso e le sue proprietà meccaniche cruciali rimane non completamente stabilita.

Sebbene la precisa relazione deterministica tra le caratteristiche del manto nevoso e la stabilità rimanga un'area attiva di indagine scientifica, esiste una comprensione empirica in espansione riguardo alla composizione della neve e agli attributi di deposizione che influenzano la probabilità di valanghe. Le osservazioni e l'esperienza pratica indicano che la neve appena caduta richiede un periodo per legarsi efficacemente agli strati sottostanti, in particolare se depositata in condizioni molto fredde e secche. Temperature dell'aria ambiente sufficientemente basse possono causare l'indebolimento della neve superficiale, soprattutto vicino a massi, vegetazione e altre discontinuità dei pendii, a causa della rapida crescita dei cristalli facilitata da un gradiente di temperatura critico. La presenza di cristalli di neve grandi e angolosi indica neve debole, poiché questi cristalli formano meno legami per unità di volume rispetto ai cristalli più piccoli e arrotondati che si compattano densamente. Sebbene la neve consolidata sia meno soggetta allo sfaldamento rispetto agli strati isotermici polverosi o bagnati, essa è un prerequisito per la formazione di valanghe a lastroni. Inoltre, dissesti persistenti all'interno del manto nevoso possono rimanere nascosti sotto strati superficiali ben consolidati. L'incertezza intrinseca nella comprensione empirica dei fattori di stabilità della neve spinge la maggior parte dei professionisti professionisti delle valanghe a sostenere un utilizzo conservativo del terreno rispetto all'instabilità prevalente del manto nevoso.

Condizioni meteorologiche

Le valanghe si manifestano esclusivamente all'interno di un manto nevoso esistente. Tipicamente, le stagioni invernali alle alte latitudini, alle alte quote, o entrambe, sono caratterizzate da un clima sufficientemente instabile e freddo da facilitare l'accumulo della neve precipitata nel manto nevoso stagionale. La continentalità, amplificando gli estremi meteorologici vissuti dai manti nevosi, influenza in modo significativo lo sviluppo delle instabilità e la conseguente comparsa di valanghe, nonché la velocità di stabilizzazione del manto nevoso a seguito dei cicli temporaleschi. L'evoluzione del manto nevoso è estremamente sensibile alle piccole fluttuazioni all'interno del ristretto spettro di condizioni meteorologiche favorevoli all'accumulo di neve. I fattori chiave che governano l’evoluzione del manto nevoso includono il riscaldamento solare, il raffreddamento radiativo, i gradienti di temperatura verticale all’interno della neve stagnante, le quantità di nevicate e i tipi di neve. In generale, il clima invernale temperato favorisce l'assestamento e la stabilizzazione del manto nevoso; al contrario, condizioni estremamente fredde, ventose o calde tendono a destabilizzare il manto nevoso.

Quando le temperature si avvicinano al punto di congelamento dell'acqua o durante periodi di moderata radiazione solare, si verifica in genere un delicato ciclo di gelo-disgelo. I processi di scioglimento e ricongelamento dell'acqua all'interno del manto nevoso ne aumentano la resistenza durante la fase di gelo ma la diminuiscono durante la fase di disgelo. Un aumento rapido e sostanziale della temperatura, che supera notevolmente il punto di congelamento dell'acqua, può provocare la formazione di valanghe indipendentemente dalla stagione.

Il freddo persistente può impedire la stabilizzazione delle nuove nevicate o compromettere la stabilità del manto nevoso esistente. Quando l'aria superficiale è fredda si sviluppa un notevole gradiente termico all'interno della neve, dato che la temperatura del suolo alla base del manto nevoso rimane tipicamente prossima a 0 °C, mentre la temperatura dell'aria ambiente può essere notevolmente inferiore. Se un gradiente di temperatura superiore a 10 °C per metro verticale di neve persiste per più di 24 ore, cristalli angolosi, noti come brina di profondità o sfaccettature, iniziano a formarsi a causa della rapida migrazione dell'umidità lungo questo gradiente. Questi cristalli angolari scarsamente legati costituiscono spesso uno strato debole e persistente all'interno del manto nevoso. Una valanga può staccarsi quando un lastrone posizionato sopra un punto debole così persistente subisce un carico che supera la resistenza combinata del lastrone e dello strato debole, portando al cedimento di quest'ultimo.

Il vento che supera una brezza leggera può contribuire in modo significativo alla rapida deposizione di neve su pendii riparati e sottovento. I lastroni di vento si sviluppano rapidamente e gli strati di neve più deboli sotto di essi potrebbero non avere tempo sufficiente per adattarsi all'aumento del carico. Anche in condizioni di cielo sereno, il vento può accumulare rapidamente la neve su un pendio trasportandola da altri luoghi. Il caricamento dall'alto descrive la deposizione della neve da parte del vento dall'apice di un pendio, mentre il caricamento trasversale comporta la deposizione della neve parallelamente al contorno del pendio. Quando il vento attraversa la cima di una montagna, il lato sottovento (sottovento) subisce un carico massimo, con la neve che si accumula dalla cima verso il basso. Al contrario, quando il vento soffia attraverso una cresta che sale su una montagna, il lato sottovento di quella cresta è suscettibile al carico trasversale. L'identificazione visiva dei lastroni di vento sottoposti a carichi trasversali rappresenta spesso una sfida.

Le tempeste di neve e i temporali sono fattori significativi che contribuiscono all'elevato pericolo di valanghe. Le abbondanti nevicate destabilizzano il manto nevoso esistente, principalmente a causa della massa aggiunta e del tempo inadeguato affinché la neve nuova si leghi agli strati sottostanti. La pioggia produce un effetto comparabile. Nell’immediato periodo successivo, la pioggia induce instabilità imponendo un carico aggiuntivo sul manto nevoso, simile a una forte nevicata, e agendo come un lubrificante mentre si infiltra nella neve, diminuendo così l’attrito naturale che lega gli strati di neve. La maggior parte delle valanghe si verifica durante o subito dopo un evento temporalesco.

L'esposizione diurna a una luce solare sufficientemente intensa può destabilizzare rapidamente gli strati superiori del manto nevoso inducendone lo scioglimento e di conseguenza riducendo la durezza della neve. Durante le notti serene, il manto nevoso può ricongelarsi se la temperatura dell'aria ambiente scende sotto lo zero, attraverso il raffreddamento radiativo a onde lunghe o una combinazione di entrambi i meccanismi. La perdita di calore radiativo avviene quando l'aria notturna è considerevolmente più fredda del manto nevoso, portando alla riemissione del calore immagazzinato dalla neve nell'atmosfera.

Dinamica

Quando si forma una valanga a lastroni, durante la discesa il lastrone si frammenta progressivamente in componenti più piccoli. Se questi frammenti diventano sufficientemente minuti, lo strato esterno della valanga, chiamato strato di salazione, acquisisce proprietà fluide. La presenza di particelle adeguatamente fini consente loro di disperdersi nell'aria e, se esiste un volume sostanziale di neve trasportata dall'aria, questo segmento della valanga può staccarsi dalla massa principale e viaggiare ulteriormente come una valanga di neve farinosa. Indagini scientifiche basate sul radar, condotte dopo il disastro della valanga di Galtür nel 1999, hanno confermato la teoria secondo cui tra la superficie della valanga e i suoi componenti aerei si sviluppa uno strato di salsedine, che può anche separarsi dal corpo principale della valanga.

La forza motrice principale di una valanga è la componente del suo peso che agisce parallelamente al pendio. Man mano che una valanga avanza, tende a inglobare la neve instabile sul suo percorso, aumentando così la sua massa totale. Questa forza motrice si intensifica con l’aumentare della pendenza del pendio e diminuisce quando il pendio si appiattisce. Diversi componenti resistivi interagenti contrastano questa forza: attrito tra la valanga e la superficie sottostante; attrito tra l'aria e la neve all'interno della porzione fluida; resistenza fluidodinamica al bordo d'attacco della valanga; resistenza al taglio tra la valanga e l'aria ambiente; e resistenza al taglio interna tra i frammenti all'interno della valanga stessa. Una valanga continuerà ad accelerare finché la resistenza cumulativa non supererà la forza motrice in avanti.

Modellazione

La modellizzazione del comportamento delle valanghe è iniziata all'inizio del XX secolo, con il contributo significativo del professor Lagotala, in particolare in previsione delle Olimpiadi invernali del 1924 tenutesi a Chamonix. A. Voellmy successivamente perfezionò la metodologia di Lagotala, che ottenne un ampio riconoscimento dopo la pubblicazione nel 1955 del suo lavoro fondamentale, Ueber die Zerstörungskraft von Lawinen (Sulla forza distruttiva delle valanghe).

Voellmy utilizzò una semplice formula empirica, concettualizzando una valanga come una massa di neve che scivola soggetta a una forza di resistenza direttamente proporzionale al quadrato della sua velocità di flusso:

Preferenza = §1819§ §2021§

ρ v §3839§ {\displaystyle {\textrm {Pref}}={\frac {1}{2}}\,{\rho }\,{v^{2}}\,\!}

Successivamente, Voellmy e altri ricercatori hanno sviluppato formule aggiuntive che incorporano vari fattori. Tra questi, i modelli Voellmy-Salm-Gubler e Perla-Cheng-McClung hanno acquisito importanza come strumenti semplici e ampiamente adottati per la simulazione di valanghe di flusso, distinte dalle valanghe di neve farinosa.

Il periodo a partire dagli anni '90 ha visto lo sviluppo di numerosi modelli avanzati di valanghe. In Europa, una parte sostanziale di questa recente ricerca è stata condotta nell’ambito del progetto SATSIE (Avalanche Studies and Model Validation in Europe), finanziato dalla Commissione Europea. Questa iniziativa ha prodotto il modello all'avanguardia MN2L, attualmente utilizzato dal Service Restauration des Terrains en Montagne (Servizio di soccorso alpino) in Francia, e il D2FRAM (Dynamical Two-Flow-Regime Avalanche Model), che è rimasto in fase di convalida dal 2007. Altri modelli degni di nota includono il software di simulazione valanghe SAMOS-AT e il software RAMMS.

Intervento umano

Strategie di prevenzione delle valanghe

Le misure preventive vengono implementate nelle regioni in cui le valanghe rappresentano un pericolo sostanziale per le popolazioni umane, comprese le stazioni sciistiche, le comunità montane, le strade e le linee ferroviarie. Esistono molteplici strategie per mitigare il rischio di valanghe, che comprendono approcci sia attivi che passivi. Le misure attive mirano a ridurre la probabilità e l'entità delle valanghe distruggendo la struttura del manto nevoso, mentre le misure passive rinforzano e stabilizzano il manto nevoso in situ. L’intervento attivo più diretto prevede la compattazione ripetuta del manto nevoso durante l’accumulo, ottenibile attraverso metodi come il boot-packing, il taglio degli sci o la preparazione meccanica. Gli esplosivi sono ampiamente utilizzati per la prevenzione delle valanghe, principalmente innescando valanghe più piccole e controllate che destabilizzano il manto nevoso ed eliminano l'accumulo di neve in eccesso che potrebbe altrimenti portare a eventi più grandi. Lo spiegamento di cariche esplosive impiega varie tecniche, come il lancio manuale, i lanci aerei da elicotteri, i sistemi a concussione Gazex e i proiettili balistici azionati da cannoni ad aria e artiglieria. I sistemi di prevenzione passiva, compresi i recinti di neve e i muri leggeri, servono a controllare i modelli di deposizione della neve. La neve si accumula preferibilmente intorno a queste strutture, soprattutto sul lato sopravvento. Al contrario, l’accumulo di neve è ridotto sul lato sottovento della recinzione. Questo fenomeno è dovuto all'intercettazione della neve portata dal vento da parte della recinzione, che ne impedisce la deposizione immediatamente sottovento, e al successivo trascinamento della neve esistente da parte del vento ormai impoverito. Una sufficiente densità di copertura arborea può diminuire significativamente l'intensità delle valanghe. Gli alberi stabilizzano il manto nevoso e, durante una valanga, la loro presenza fisica crea resistenza, riducendo così la velocità della valanga. Per mitigare la forza delle valanghe, gli alberi possono essere piantati o preservati deliberatamente, ad esempio, durante lo sviluppo delle stazioni sciistiche.

Le trasformazioni socio-ambientali, a loro volta, esercitano un'influenza sull'incidenza delle valanghe distruttive. La ricerca che esamina la correlazione tra i cambiamenti nell’uso del territorio e nei modelli di copertura del suolo e la progressione dei danni da valanghe di neve nelle regioni montuose di media latitudine evidenzia la funzione critica della copertura vegetale. Nello specifico, la deforestazione delle foreste protettive, guidata da fattori quali l’espansione demografica, il pascolo intensivo e obblighi industriali o legali, contribuisce a un’escalation dei danni. Al contrario, si osserva una riduzione dei danni quando i sistemi tradizionali di gestione del territorio, precedentemente caratterizzati da uno sfruttamento eccessivo, passano ad approcci incentrati sulla marginalizzazione del territorio e sulla riforestazione. Quest'ultima tendenza si è manifestata prevalentemente negli ecosistemi montani delle nazioni sviluppate a partire dalla metà del XX secolo.

Strategie di mitigazione

In numerose regioni sono identificabili percorsi di valanghe ricorrenti, consentendo l'attuazione di misure preventive per ridurre al minimo i danni potenziali, come la limitazione della costruzione all'interno di queste zone. L’implementazione di barriere artificiali rappresenta una strategia altamente efficace per mitigare gli impatti delle valanghe. Esistono diversi tipi distinti: le reti da neve, ad esempio, comprendono una rete sospesa tra pali, assicurata da tiranti e fondamenta robuste, analoghe alle strutture utilizzate per il contenimento delle frane. Una seconda categoria comprende costruzioni rigide, simili a recinzioni, chiamate recinzioni da neve, fabbricate con materiali come acciaio, legno o cemento precompresso. Questi tipicamente presentano spazi interstiziali tra le travi e sono eretti perpendicolarmente al pendio, incorporando elementi di rinforzo sul lato a valle. Le barriere rigide sono spesso percepite come esteticamente indesiderabili, in particolare quando sono necessarie file estese. Inoltre, comportano costi notevoli e sono suscettibili ai danni causati dalla caduta di detriti durante i periodi più caldi. Oltre alle barriere prodotte industrialmente, gli elementi paesaggistici ingegnerizzati, noti come dighe da valanghe, sono costruiti in cemento, roccia o terra. Queste strutture arrestano o deviano le valanghe grazie alla loro massa intrinseca e all'integrità strutturale. Sono tipicamente posizionati immediatamente a monte delle infrastrutture (ad esempio edifici, strade, ferrovie) che sono progettate per salvaguardare, sebbene possano anche servire a incanalare le valanghe verso altre installazioni di protezione. Occasionalmente, cumuli di terra vengono posizionati strategicamente all'interno della traiettoria di una valanga per rallentarne la progressione. Infine, lungo le vie di trasporto critiche, è possibile erigere strutture protettive sostanziali, designate come depositi di neve, direttamente all'interno del percorso di frana di una valanga per proteggere il traffico veicolare o ferroviario.

Sistemi di allarme rapido

I sistemi di allerta precoce sono in grado di identificare eventi di valanghe che si sviluppano lentamente, come le valanghe di ghiaccio risultanti da cascate di ghiaccio glaciali. Le zone instabili possono essere monitorate continuamente per periodi prolungati, che vanno da giorni a diversi anni, utilizzando tecnologie come radar interferometrici, telecamere ad alta risoluzione o sensori di movimento. Personale specializzato analizza i dati raccolti per identificare rotture imminenti, consentendo così l'attuazione di idonee azioni preventive. Questi sistemi, esemplificati dal monitoraggio del ghiacciaio Weissmies in Svizzera, possono fornire avvisi diversi giorni prima di un evento.

Sistemi di allarme automatizzati

La moderna tecnologia radar facilita la sorveglianza estesa dell'area e la localizzazione precisa delle valanghe, indipendentemente dalle condizioni meteorologiche o dall'ora del giorno. Sofisticati sistemi di allarme sono progettati per rilevare rapidamente le valanghe, consentendo la chiusura tempestiva di infrastrutture vulnerabili, come strade e ferrovie, o l’evacuazione di luoghi a rischio, compresi i cantieri. Una notevole implementazione di tale sistema protegge l'unica via di accesso a Zermatt, in Svizzera. Qui due unità radar monitorano continuamente il pendio della montagna situato sopra la carreggiata. Al rilevamento di una valanga, il sistema attiva autonomamente più barriere e segnali stradali in pochi secondi, prevenendo così vittime umane.

Operazioni di sopravvivenza, salvataggio e recupero

Gli incidenti da valanga sono generalmente classificati in due tipologie distinte: quelli che si verificano in ambienti ricreativi e quelli che colpiscono le infrastrutture residenziali, industriali e di trasporto. Questa classificazione si basa sulla divergenza osservata nei fattori eziologici che contribuiscono agli eventi di valanghe in questi due contesti. Negli ambienti ricreativi, la maggior parte degli incidenti sono provocati dalle persone direttamente coinvolte nell'evento valanghivo. Un'indagine del 1996 di Jamieson et al. (pagine 7–20) hanno rivelato che l'83% di tutte le valanghe ricreative sono state provocate dalle persone coinvolte nell'evento. Al contrario, tutti gli incidenti registrati nei settori residenziale, industriale e dei trasporti sono il risultato di fenomeni valanghivi naturali spontanei. Di conseguenza, a causa di questi diversi meccanismi causali e delle distinte attività caratteristiche di ciascun ambiente, gli esperti di gestione delle valanghe e dei disastri hanno formulato due protocolli corrispondenti di preparazione, salvataggio e recupero su misura per ciascun ambiente specifico.

Eventi valanghivi significativi

Nel marzo del 1910 si verificarono due importanti eventi di valanghe nelle catene montuose Cascade e Selkirk. Il 1° marzo, la valanga di Wellington ha provocato 96 vittime nello stato di Washington, negli Stati Uniti. Successivamente, tre giorni dopo, 62 dipendenti delle ferrovie morirono nella valanga del Rogers Pass nella Columbia Britannica, in Canada.

Durante la prima guerra mondiale, si stima che tra i 40.000 e gli 80.000 soldati morirono a causa delle valanghe durante la campagna alpina sul fronte italo-austriaco, con numerosi incidenti attribuiti al bombardamento di artiglieria. Circa 10.000 combattenti di entrambe le fazioni belligeranti morirono sotto le valanghe nel dicembre 1916.

Durante l'inverno 1950-1951 nell'emisfero settentrionale, furono documentate circa 649 valanghe in un arco di tre mesi attraverso le Alpi, comprendendo Austria, Francia, Svizzera, Italia e Germania. Questa vasta serie di eventi valanghivi costò la vita a circa 265 persone e successivamente divenne nota come "Inverno del terrore".

Il 20 marzo 1968, una valanga a Biały Jar travolse 24 individui che attraversavano la base del burrone di Biały Jar all'interno dei Monti dei Giganti. Cinque di questi individui, sfollati dalla forza della valanga, sono sopravvissuti all'incidente. Le restanti 19 vittime comprendevano 13 cittadini russi, 4 cittadini della Germania dell'Est e due cittadini polacchi. Un'operazione di salvataggio globale ha coinvolto un totale di 1.100 persone.

Nel 1990, un campo di alpinisti situato sul picco Lenin, attualmente situato in Kirghizistan, fu distrutto quando un terremoto fece precipitare una massiccia valanga che inondò il sito. Quarantatré alpinisti morirono in questo evento.

La valanga di Bayburt Üzengili nel 1993 provocò 60 vittime a Üzengili, situata nella provincia di Bayburt, in Turchia.

Nel 1999, una valanga di notevoli dimensioni a Montroc, in Francia, coinvolse 300.000 metri cubi di neve che scendevano da un pendio di 30° a circa 100 km/h. (62 miglia all'ora). Questo evento costò la vita a 12 persone all'interno dei loro chalet, sepolte sotto 100.000 tonnellate di neve che raggiungevano una profondità di 5 metri (16 piedi). Il sindaco di Chamonix è stato successivamente condannato per omicidio di secondo grado per non aver evacuato l'area colpita, anche se è stata inflitta una pena sospesa.

Il villaggio austriaco di Galtür è stato colpito dalla valanga di Galtür nel 1999. Sebbene il villaggio fosse considerato all'interno di una zona sicura, la valanga era di dimensioni eccezionali e ha invaso l'insediamento. Sono state registrate trentuno vittime.

Il 28 gennaio 2003, una valanga nei Monti Tatra ha travolto nove membri di un gruppo di tredici persone che saliva sulla vetta del Rysy. Tra i partecipanti alla spedizione c'erano studenti del Liceo Classico I Leon Kruczkowski di Tychy e persone affiliate al club sportivo della scuola.

Il 3 luglio 2022, il crollo di un seracco sul ghiacciaio della Marmolada in Italia ha innescato una valanga, provocando la morte di 11 alpinisti e otto feriti.

Classificazione delle valanghe

Valutazione europea del rischio valanghe

In Europa, il rischio di valanghe viene valutato sistematicamente utilizzando la scala successiva, implementata nell'aprile 1993 per sostituire i precedenti quadri nazionali non standardizzati. I criteri descrittivi sono stati rivisti l'ultima volta nel maggio 2003 per migliorare la coerenza.

In Francia, la maggior parte dei decessi legati a valanghe si osserva ai livelli di rischio 3 e 4. Al contrario, in Svizzera, la maggior parte dei decessi si verifica ai livelli 2 e 3. Si ipotizza che questa discrepanza derivi da variazioni nazionali nell'interpretazione delle metodologie di valutazione del rischio.

[1] Stabilità:

• Questo fattore viene generalmente approfondito nel bollettino delle valanghe, dettagliando aspetti come l'altitudine, l'esposizione del pendio e le caratteristiche del terreno.

[2] Carico aggiuntivo:

• Un carico aggiuntivo significativo è definito dalla presenza di due o più sciatori o snowboarder nelle immediate vicinanze, da un escursionista o scalatore solitario, da una macchina battipista o dall'applicazione di dispositivi di esplosione di valanghe.
• Le condizioni di luce sono caratterizzate da un singolo sciatore o snowboarder che esegue curve fluide e senza cadute; un gruppo di sciatori o snowboarder mantenendo una separazione minima di 10 metri; o un individuo solitario con le racchette da neve.

Gradiente:

• I pendii dolci sono definiti da un'inclinazione di circa 30° o meno.
• I pendii ripidi presentano una pendenza superiore a 30°.
• I pendii molto ripidi sono caratterizzati da una pendenza superiore a 35°.
• I pendii estremamente ripidi sono classificati in base a un'inclinazione superiore a 40°, insieme a profili di terreno impegnativi, alla vicinanza alle creste e alla levigatezza del terreno sottostante.

Classificazione europea delle dimensioni delle valanghe

Dimensione valanga:

Scala del pericolo valanghe nordamericano

Gli Stati Uniti e il Canada utilizzano una scala specifica del pericolo valanghe, sebbene i suoi descrittori presentino variazioni nazionali.

Tipi di problemi relativi alle valanghe

Sono state identificate nove categorie distinte di problemi relativi alle valanghe:

• Lastra anti-tempesta
• Lastra antivento
• Valanghe a lastroni bagnati
• Lastra persistente
• Lastra profonda e persistente
• Valanghe a debole coesione
• Valanghe bagnate a debole coesione
• Valanghe per scivolamento
• Cornice caduta

Classificazione canadese delle dimensioni delle valanghe

Il sistema canadese per classificare le dimensioni delle valanghe si basa sulle potenziali conseguenze dell'evento, con la frequente applicazione di mezze misure.

Classificazione delle dimensioni delle valanghe negli Stati Uniti

Le dimensioni delle valanghe sono classificate utilizzando due scale distinte: la scala D, che misura la forza distruttiva, e la scala R, che valuta le dimensioni rispetto al percorso della valanga. Entrambe le scale coprono un intervallo da 1 a 5 e la scala D consente l'uso di mezze taglie.

Test Rutschblock

Il test Rutschblock viene utilizzato per analizzare il pericolo di valanghe a lastroni. Questa procedura consiste nell'isolare dal pendio un blocco di neve largo 2 metri e sottoporlo a un carico progressivo. Il risultato fornisce una valutazione in sette livelli della stabilità del pendio. (Rutsch si traduce in "diapositiva" in tedesco.)

Valanghe e cambiamenti climatici

La formazione e la frequenza delle valanghe sono significativamente influenzate dai modelli meteorologici prevalenti e dalle condizioni climatiche locali. La stratificazione del manto nevoso varia a seconda che le nevicate avvengano in ambienti estremamente freddi o caldi e molto secchi o umidi. Di conseguenza, il cambiamento climatico ha il potenziale di alterare i tempi, la posizione, la frequenza e persino i tipi di valanghe che si manifestano.

Impatti su tipo e frequenza di valanghe

Le proiezioni indicano un aumento generale del limite delle nevicate stagionali e una riduzione del numero di giorni con manto nevoso. Si prevede che gli aumenti di temperatura e i modelli alterati delle precipitazioni attribuiti ai cambiamenti climatici varieranno tra le regioni montuose, portando a impatti differenziali sulle valanghe a varie altitudini. Le previsioni a lungo termine suggeriscono un calo della frequenza delle valanghe a quote più basse, in correlazione con la riduzione della copertura nevosa e della profondità, mentre è previsto anche un aumento a breve termine degli eventi di valanghe bagnate.

Si prevede un aumento delle precipitazioni, con conseguente maggiore neve o pioggia a seconda dell'altitudine. Le quote più elevate, che si prevede rimarranno al di sopra del limite delle nevicate stagionali, potrebbero subire un’intensificazione dell’attività valanghiva a causa dell’aumento delle precipitazioni invernali. Inoltre, si prevede un’intensificazione delle precipitazioni temporalesche, che potrebbe portare a più giorni con nevicate sufficienti a destabilizzare il manto nevoso. Altitudini moderate e elevate potrebbero testimoniare un’escalation di cambiamenti volatili tra gli estremi meteorologici. Le previsioni indicano anche un aumento degli eventi di pioggia su neve e l'inizio di cicli primaverili di valanghe bagnate per tutto il resto di questo secolo.

Impatti sui tassi di sopravvivenza alle sepolture

Il previsto aumento dei manti nevosi caldi e umidi dovuto al cambiamento climatico potrebbe esacerbare la letalità dei seppellimenti da valanga. La neve calda, avendo un contenuto di umidità più elevato, è di conseguenza più densa della neve più fredda. Questa maggiore densità dei detriti della valanga diminuisce la capacità di respirare di un individuo sepolto e riduce il tempo disponibile prima dell'esaurimento dell'ossigeno, aumentando così la probabilità di decessi legati all'asfissia. Inoltre, i previsti manti nevosi più sottili potrebbero portare a una maggiore incidenza di lesioni traumatiche, come la collisione di uno sciatore con rocce o alberi.

Valanghe di polvere su Marte

Flussi correlati

Flussi correlati

Disastri da valanghe

• 1999 Valanga di Galtür
• Montroc
• Valanga nel settore Gayari 2012

Riferimenti

Bibliografia

• McClung, David. Vanghe di neve come sistema di equilibrio punteggiato e non critico: capitolo 24 in Dinamiche non lineari in geoscienze, a cura di A.A. Tsonsis e JB Elsner. Springer, 2007.
• Daffern, Tony. Sicurezza contro le valanghe per sciatori, alpinisti e snowboarder. Libri sulle montagne rocciose, 1999, ISBN 0-921102-72-0.
• Billman, John. Mike Elggren sulla sopravvivenza a una valanga. Rivista Sci, febbraio 2007, p. 26.
• McClung, David e Peter Shaerer. Manuale delle valanghe. Gli alpinisti, 2006. ISBN 978-0-89886-809-8.
• Tremper, Bruce. Restare in vita in un terreno soggetto a valanghe. Gli alpinisti, 2001. ISBN 0-89886-834-3.
• Munter, Werner. Drei mal drei (3x3) Lawinen. Gestione del rischio negli sport invernali. Bergverlag Rother, 2002. ISBN 3-7633-2060-1 (in tedesco) (Una traduzione inglese parziale è inclusa in PowderGuide: Managing Avalanche Risk, ISBN 0-9724827-3-3).
• Più falso, Michael. Schutzlandschaften storico del diritto: eine Aufgabe für die Kulturlandschafts- und Denkmalpflege. In: kunsttexte 3/2010.

• Surviving an Avalanche – Una guida per bambini e giovani Archiviato il 26 aprile 2021 in Internet Archive.
• Valanga Canada
• Centro informazioni valanghe del Colorado
• EAWS – Servizi europei di allarme valanghe
• Avalanches ha raccolto notizie e commenti sul The New York Times
• Servizio scozzese di informazione sulle valanghe
• Chisholm, Hugh, ed. (1911). "Valanga" . Nell'Encyclopædia Britannica (11a ed.). Cambridge University Press.Fonte: Archivio TORIma Accademia