Forti correnti ascensionali, correnti di aria in aumento, in forti temporali sono un prerequisito per la formazione di grandine. L'ampiezza di queste correnti ascensionali può essere un indicatore di un aumento della minaccia di grandine, secondo i meteorologi della Penn State.

"La grandine può avere effetti socioeconomici significativi sulle comunità, "ha detto Matt Kumjian, assistente professore di meteorologia e scienze atmosferiche presso il College of Earth and Mineral Sciences che ha studiato i fattori ambientali che portano a una maggiore produzione di grandine.

Secondo il settore assicurativo, le grandinate negli Stati Uniti causano più di 1 miliardo di dollari di danni all'anno, devastando le case, imprese, automobili, aereo e agricoltura. Recentemente, questi danni totali sono aumentati man mano che le persone si spostano in regioni soggette a grandine. Il 12 aprile, 2016, una tempesta di supercelle ha devastato l'area metropolitana di San Antonio con una grande grandinata, producendo circa 1,36 miliardi di dollari di danni.

"È importante per i meteorologi capire cosa contribuisce alla formazione e alla crescita della grandine in modo da poter prevedere quali tempeste potrebbero rappresentare una minaccia di grandine più pericolosa, " ha detto Kumjian. "Questo ci permetterebbe di mitigare potenzialmente il rischio di queste tempeste".

Nuova ricerca che Kumjian ed Eli Dennis, studente laureato in meteorologia, pubblicato in Journal of the Atmospheric Sciences , suggerisce che i cambiamenti nel wind shear verticale ambientale influenzino la crescita della grandine "significativa", più grande di due pollici di diametro. Il wind shear verticale è la variazione della velocità o della direzione del vento dal basso verso l'alto di uno strato nell'atmosfera. Maggiore è la differenza di velocità e/o direzionalità, maggiore è il taglio.

La grandine si forma quando piccole particelle come gocce di pioggia congelate - embrioni di grandine - vengono ingerite nella corrente ascensionale di una tempesta. Una volta che si alzano nella corrente ascensionale, gli embrioni crescono mentre l'acqua liquida aggiuntiva si congela su di loro.

Man mano che i chicchi di grandine diventano più grandi, richiedono correnti ascensionali più forti per sostenere il loro peso. Se la corrente ascensionale è troppo debole, i chicchi di grandine cadranno dalla tempesta e cadranno a terra.

"Le correnti ascensionali più forti consentono alla grandine di diventare di dimensioni molto più grandi, " ha detto Kumjian. "Tuttavia, c'è di più nella storia. La struttura della tempesta è forse un fattore determinante più importante della produzione di grandine, ma il modo in cui l'ambiente altera le strutture che favoriscono la crescita della grandine e i percorsi che gli embrioni possono seguire è incerto".

La ricerca precedente su come i fattori ambientali influenzano la formazione della grandine è limitata, quindi Kumjian ha adottato un approccio diverso.

"Abbiamo deciso di concentrarci solo sul ruolo del wind shear ambientale nella produzione di grandine, perché è qualcosa che nessuno ha mai fatto, "Kumjian ha spiegato. "Pensavamo che potesse esserci un collegamento da trovare".

Il team di Kumjian ha condotto la sua ricerca utilizzando simulazioni al computer per creare tempeste di supercelle e regolare la quantità di wind shear negli ambienti delle tempeste.

"Il nostro software ci permette di creare le condizioni ideali per le tempeste di supercelle, " disse. "Da lì, possiamo modificare il wind shear per vedere gli effetti sulla crescita della grandine in ogni caso."

La ricerca di Kumjian si è rivelata vincente nel comprendere cosa contribuisce alla formazione della grandine.

"Aumentando l'entità del wind shear nell'ambiente, abbiamo scoperto che c'è un cambiamento statisticamente significativo nella quantità di grandine prodotta, anche con la stessa forza ascensionale, " ha detto. "Il fattore chiave era che le correnti ascensionali erano più ampie nei casi con un aumento del taglio, portando a un volume maggiore della tempesta che è stato favorevole alla crescita della grandine".

La ricerca di Kumjian potrebbe rivelarsi cruciale per prevedere quali tempeste hanno maggiori probabilità di avere grandine che potrebbero danneggiare le persone e le loro proprietà. Però, vuole analizzare i risultati del cambiamento di altre variabili all'interno delle tempeste prima di saltare a qualsiasi conclusione.

"I nostri primi risultati sono stati molto incoraggianti, e penso che stiamo solo grattando la superficie quando si tratta di ricerca sulla crescita della grandine, " ha detto Kumjian. "Sono entusiasta di vedere dove andremo da qui."