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La Neve

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La Neve

• All’interno delle nuvole, si formano i cristalli di neve: le molecole d’acqua cedute dalle goccioline si depositano su queste particelle chiamate nuclei di congelamento

• Tutti i cristalli hanno in comune la struttura esagonaledel germe di ghiaccio

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• L’organizzazione mondiale della meteorologia ha stabilito 10 forme principali, tra le più comuni:

La Neve

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Stella

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Stella brinata

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Piastrina

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Aghi

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Colonna

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Combinazione di colonna e piastrina

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Il manto nevoso

Il manto nevoso è costituito da strati ognuno con caratteristiche omogenee. Le proprietà meccaniche del manto derivano dalle

caratteristiche dei vari strati e dalle interazioni fra uno strato e l’altro

La Neve

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I Metamorfismi

I processi di trasformazione dei cristalli al suolo,detti metamorfismi, sono:

• metamorfismo da gradiente debole (isotermia) (formazione dineve granulosa)

• metamorfismo da fusione e rigelo (formazione di neve primaverile)

• metamorfismo da gradiente elevato (formazione di cristalliangolari)

• trasformazione meccanica (formazione di neve ventata)

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I Metamorfismi

Che cosa è il gradiente?Il gradiente di temperatura nel manto nevoso è dato dal rapporto tra una differenza di temperatura in due punti (pos ti sulla stessa verticale) e la loro distanza

•medio (gradiente compreso tra 0,06-0,19°C/cm)

•debole (gradiente < 0,05°C/ cm)

•elevato (gradiente > 0,2°C/cm)

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I Metamorfismi

Metamorfismo da gradiente debole (isotermia)

Trasforma i cristalli di neve fresca in neve vecchia granulosa, provocando l’assestamento e il consolidamento dello strato nevoso

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I Metamorfismi

• Le piccole punte dei cristalli di neve cominciano a sublimare ed il vapore d’acqua che ne risulta si deposita al centro del cristallo

• Questo processo trasformano i cristalli di neve fresca in grani arrotondati di ghiaccio (simbolo ●), con un diametro medio di 0,2 – 0,4 mm

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I Metamorfismi

METAMORFISMO DISTRUTTIVO O ISOTERMIA

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I Metamorfismi

Metamorfismo da gradiente elevato

Si ha la formazione di nuovi cristalli che vengono chiamati “cristalli a calice” o “angolari”I cristalli, con le loro forme piramidali cave o sfaccettate spigolose, sono senza coesione tra loro e molto fragili

I cristalli assumono forma a calice (simbolo U) con diametri tra 0,5 e 1 mm

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I Metamorfismi

• Anche la vecchia neve granulosa può essere trasformata in cristalli angolari

• Il metamorfismo costruttivo si sviluppa in particolare: su pendii esposti ai quadranti nord, con temperature ambientali basse, con poca neve, in presenza di arbusti

• Attenzione quindi agli inverni freddi e con scarse precipitazioni che, come confermano le statistiche, non sono meno pericolosi degli altri

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I Metamorfismi

METAMORFISMO COSTRUTTIVO PER GRADIENTE

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I Metamorfismi

Metamorfismo da fusione e rigelo

In primavera (in determinate condizioni anche in inverno) il riscaldamento produce un film d’acqua sulla superficie

Acqua libera

•neve umida: l’acqua è presente in modeste proporzioni•neve bagnata: Quando inizia a scorrere verso il basso del manto

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I Metamorfismi• L’acqua riempie le cavità tra i

singoli cristalli formando la “coesione per capillarità”

• Se la temperatura ritorna sotto lo 0°C l’acqua di fusione gela cementando tra loro i cristalli di neve (coesione per rigelo), formando croste di neve gelata

• Quando l’acqua di fusione diventa abbondante, i legami tra i cristalli sono rapidamente distrutti e il manto nevoso diventa scivoloso, causando valanghe a debole coesione

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I Metamorfismi

Trasformazione meccanica

•Il vento modifica la neve durante e dopo la precipitazione. I continui urti spezzano le ramificazioni riducendo la neve ad una polvere di cristalli di ghiaccio

•Le proprietà della neve ventata sono diverse da quelle della neve fresca: non è plastica, presenta sempre coesione per feltratura(formazione di lastroni) ed ha un comportamento fragile.

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I Metamorfismi

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Fattori che influenzano il manto nevoso

Temperatura

Altri eventiatmosferici

Pressione

Vento

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Temperatura

Scambio di calore suolo-neve

La neve è un ottimo materiale isolante e trattiene buona parte del calore della terra mantenendo una temperatura di circa 0°C alla base del manto nevoso.

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Temperatura

Scambi di calore neve-atmosfera

•si ha un continuo scambio termico tra neve e aria, il manto nevoso acquisisce calore se la temperatura dell’aria è superiore e cede calore se la temperatura dell’aria è inferiore•la distribuzione della temperatura all’interno del manto nevoso può assumere un andamento diversissimo tra suolo e superficie

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TemperaturaIrraggiamento direttoè dato dall’azione dei raggi del sole,Il riscaldamento che ne risulta influenza solo la porzione superficiale del manto

Irraggiamento indirettoè dato dall’azione sul manto nevoso delle radiazioni provenienti dalla terra o dalle nuvole, Il riscaldamento che ne risulta interessa il manto in tutto il suo spessore (effetto serra)

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Vento

•effetti meccanici sui cristalli•maggiore scambio termico aria-neve

1. vento freddo :sottrae calore e può generare croste ghiacciate

2. vento caldo e umido :apporta calore e può causare un riscaldamento inten soe repentino del manto

3. vento caldo e secco (föhn):veloce diminuzione dello spessore del manto nevoso per fusione

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Vento

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Altri eventi atmosferici

1. Pioggia:riduzione dello spessore dovuta all’aumento di pesodegli strati superficiali carichi d’acqua (diminuzione della coesione)

2. Nebbia:avendo una temperatura più elevata di quella della superficie della neve, condensa o brina sulla superficie del manto e quindi lo riscalda

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Pressione

E data dal peso della neve degli strati superiori su quelli sottostantiHa l’effetto di addensare la neve e ha un ruolo importante nell’accelerare il metamorfismo da gradiente debole.

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Tabella esemplificativa delle trasformazioni

Spessore Densità Coesione Stabilità

Temperatura >0°C:

fusione + - -

rigelo = = ++ + +

Temperatura <0°C:

gradiente debole - + + +

gradiente elevato = - - -

Eventi atmosferici:

vento +/- + + -

pioggia - + - -

nebbia + - -

neve + - - -

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Tabella esemplificativa delle trasformazioniTrasformazione distruttiva (o di

isotermia)

Trasformazione costruttiva (o di

gradiente)

Trasformazione di fusione

Trasformazione meccanica

Causa

Instabilità dei cristalli di neve fresca

Gradiente di temperatura nel manto nevoso

Riscaldamento a 0°C con formazione di acqua di fusione

Trasporto della neve e compressione del manto nevoso da parte del vento durante e dopo la nevicata

Effetto

Sublimazione (accelerata da temperature miti) che semplifica e riduce la superficie dei cristalli

Migrazione di vapore acqueo nel manto nevoso dai punti più caldi (suolo) verso quelli più freddi; accrescimento dei cristalli per sublimazione

Il ripetuto disgelo e rigelo accresce i granuli di ghiaccio, tutte le forme di cristalli si possono trasformare direttamente in granuli grossi; è la sola trasformazione che possono subire i cristalli di brina

Rottura dei rami dei cristalli di neve fresca; scuotimento e incastro dei frantumi; deformazione

Risultato

Dapprima struttura feltrata, poi granuli arrotondati isolati (neve vecchia a grana fine). POSITIVO

Cristalli angolosi, poi a calice (brina di profondità) negli strati vicino al suolo. NEGATIVO

Neve primaverile e di nevaio.

POSITIVO

Neve fresca feltrata e neve trasportata dal vento.

NEGATIVO

Formazione di valanghe

Assestamento e consolidamento del manto nevoso: tipo di neve non favorevole al distacco di valanghe

Diminuzione della resistenza, formazione di una struttura che non sopporta carichi elevati per la scorrevolezza dei cristalli

Grande resistenza finche la neve è gelata, con forte riscaldamento possibilità di lastroni umidi

Nonostante l’assestamento, riduzione della resistenza e della deformabilità del manto nevoso e formazione di lastroni di neve asciutta

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Durante o subito dopo una nevicata, precipitazioni con poco vento

Le superfici del manto nevoso

Neve fresca

•neve fresca asciutta (farinosa) •neve fresca umida

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Se durante la precipitazione o anche in tempi successivi, si manifesta un forte vento


Neve compattata dal vento

manto nevoso che ha subito apporti di calore ai quali hanno fatto seguito diminuzioni della temperatura o forte vento

Crosta da rigelo

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Il manto nevoso primaverile ha già subito processi di fusione e rigelo


Neve primaverile

•Neve dura, resistente e ghiacciata (uso dei rampanti o dei ramponi)

•Firn, neve appena sgelata in superficie, ma compatta in profondità e portante

•Neve marcia: la superficie è caratterizzata dalla presenza di acqua

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la superficie del manto non è omogenea e presenta una serie di irregolarità:•solchi lungo la linea di massima pendenza determinati dalla pioggia•dune, ondulazioni prodotte dall’azione del vento in superficie


Erosioni da superficie

È costituita da cristalli di neve formati in masse nuvolose turbolente, può diventare un piano di slittamento

Neve pallottolare

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Durante notti fredde e stellate si forma un particolare cristallo (in aghi o in foglie)Forma uno strato ideale di slittamento delle valanghe


Brina di superficie

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L’aria presente nella neve attenua i suoni e le vib razioni ed inoltre protegge dal freddo, all’interno la temperatura è p rossima a 0°C

Proprietà fisiche e meccaniche della neve

Isolamento acustico e termico

Sono i segnali trasmessi dall' A.R.T.VA., che perme ttono ad un apparecchio ricevente di localizzare la posizion e del travolto

Propagazione di onde elettromagnetiche

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La neve ha la capacità di riflettere i raggi solari (raggi infrarossi, raggi visibili, raggi UV), per la neve fresca il grado di riflessione è fino al 90% mentre per nevi vecchie o sporche è il 60%

Riflessione di raggi solari

si intende la quantità di ghiaccio, acqua, vapore acqueo e aria presenti in un metro cubo di neveinfluisce in particolare sulla resistenza della neve

Densità


TIPO DI NEVE DENSITÀ (Kg/m3)

Neve fresca molto leggera Circa 30

Neve fresca 100

Grani fini e arrotondati(debole gradiente)

200-450

Grani sfaccettati (mediogradiente)

200-400

Grani di brina di profondità(forte gradiente)

150-350

Grani da fusione e rigelo 300-500

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È la capacità dei cristalli di neve di restare unit i tra di loro


Coesione

•La coesione per feltratura è un fenomeno tipico della neve fresca, i quali tramite le proprie ramificazioni re alizzano un intreccio (coesione di breve durata)• La coesione per sinterizzazione è la formazione di ponti di ghiaccio tra grani fini e arrotondati; questa salda tura lega fortemente i grani• La coesione per capillarità è prodotta da una sottile pellicola d’acqua che avvolge i grani e li incolla tra loro• La coesione per rigelo è creata dal congelamento dell’acqua che avvolge i grani

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Resistenza alla compressione: la neve presenta una resistenza che aumenta proporzionalmente con la vicinanza dei cristalli

È la capacità di resistere a sollecitazioni che tendono ad allontanare i cristalli di neve gli uni dagli altri

Resistenza

La durezza può essere misurata con il test della mano: pugno, 4 dita, 1 dito, matita o lama di coltello

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Resistenza alla trazione: resistenza alla trazione è solo 1/10 di quella a compressione

Resistenza

Resistenza al taglio: ogni strato di neve posto su un pendio tende a scivolare ma viene contrastato dalle forze resistenti prodotte dalla coesione interna del singolo strato di neve e dall’attrito con lo strato sottostante. Queste due azioni, opposte e parallele, inducono una sollecitazione, di taglio, allo scorrimento sui cristalli

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Il manto nevoso ha un comportamento simile a quello di un fluido viscoso, denso, le cui proprietà meccaniche dipendono soprattutto dalla temperatura e dalla velocità cui intervengono le sollecitazioni


Plasticità

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Valanga = massa di neve, piccola o grande che sia, in movimento lungo un pendio (definizione AINEVA).

Le Valanghe

A. La zona di distacco è il luogo dove prende origine la valanga

B. La zona di accumulo è il luogo dove la massa nevosa rallenta progressivamente fino a fermarsi

C. La zona di scorrimento è l’area compresa tra la zona di distacco e quella di accumulo

A

B

C

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Classificazione

Le Valanghe

Altro criterio di valutazione da considerare è quello dovuto alla causa del distacco:spontaneo , provocato da cause naturali (accumuli di neve, caduta di cornici o sassi, …)provocato , prodotto dall’uomo (passaggio di sciatori o alpinisti, cariche esplosive,…)

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Valanga di neve a debole coesione

Le Valanghe

Distacco:da un punto (forma a pera)Umidità della neve:bagnata o asciuttaDurezza della neve:sempre sofficeTipo di neve:non compatta (senza coesione)Rumore:distacco senza rumoreInnesco della valanga:possibile solo se vicino alla zona di distacco

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Valanga di lastroni

Le ValangheDistacco:da una linea (fronte largo) Umidità della neve:bagnata o asciuttaDurezza della neve:soffice o duraTipo di neve:compatta, parte lo strato intero in quanto la neve trasmette le tensioniRumore:si staccano con uno schiantoInnesco della valanga:possibile anche a distanza, provocato dagli stessi sciatori

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Le ValangheFattori che determinano il distacco di valanghe

ZONA DI TRAZIONE

ZONA DI COMPRESSIONE

ZONA DI TENSIONE AL TAGLIO TRA I VARI STRATI

Il manto nevoso è sottoposto a tensioni di compressione , trazione e taglio

Fattori esterni di origine naturale (nuove nevicate, accumulo da vento, riscaldamento; ecc.) oppure di origine artificiale (uomo)

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Le ValangheUn aumento delle forze attive può essere prodotto:

• da una maggiore inclinazione del pendio

È determinante l’inclinazione massima del pendio, non quella media.

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Le ValangheUn aumento delle forze attive può essere prodotto:• da un apporto di neve

� dovuto a nuove precipitazioniOgni nevicata aumenta il pericolo in proporzione alla quantità di neve fresca caduta e all’intensità della nevicata

� in seguito a trasporto da ventoIl vento, chiamato costruttore di valanghe,è un fattore che ne determina la formazione molto più spesso del caldo

Il primo giorno di bel tempo dopo un periodo di nevicate è particolarmente pericoloso

Dall’osservazione della superficie erosa si può determinare la direzione del vento al suolo

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Le Valanghe� in seguito a trasporto da vento

Formazione del lastrone da vento

versante sopraventoavviene l’azione erosiva del vento che provoca la riduzione dello spessore del manto nevoso e la compattazione del manto con formazione di croste superficiali

versante sottoventodeposito della neve trasportata con conseguente formazione di accumuli a forma lenticolare, chiamati lastroni da vento, formati da cristalli aventi una coesione più o meno elevata

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• da un apporto di acqua (pioggia o fusione)

� rilevanti quantità di acqua che aumentano il peso del manto nevoso

� l’acqua provoca un’azione lubrificante che riduce l’attrito tra gli strati

• da un sovraccarico:

� Naturalecaduta di sassi, la rottura di cornici e la caduta di seracchi

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• da un sovraccarico:

� passaggio di scialpinistidetermina un sovraccarico del pendio la cui entità dipende sia dal numero dei presenti sia dal tipo di azione

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Le ValangheUna diminuzione delle resistenze e degli attriti pu ò essere prodotta:

• da un importante aumento della temperatura (di più giorni):

� innalzamento dell’isoterma > 0°C (stagione primaverile, masse di aria calda, nuvolosità) - tutti i pendii sono interessati

� radiazione solare - sono interessati solo i versanti soleggiati

Un riscaldamento brusco (aumento della temperatura o Föhn) accresce a breve termine il pericolo

Il freddo conserva il pericolo esistente e le tensioni

Un raffreddamento consolida un manto nevoso umido o bagnato

• dalla presenza all’interno del manto nevoso di strati critici:

� offre un piano di scorrimento preferenziale (croste da fusione e rigelo, brina di fondo, grani sfaccettati, brina di superficie, neve pallottolare)

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Le ValangheAltri fattori che influiscono sulla stabilità del m anto nevoso:

• temperatura, orientamento dei versanti,quota

Anche la quota riveste un ruolo importante in quanto la trasformazione è più lenta negli strati di neve caduta ad altitudini elevate

Le gite primaverili dovranno quindi essere portate a termine prima di mezzogiorno, al fine di evitare gli effetti del for te riscaldamento

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Le ValangheAltri fattori che influiscono sulla stabilità del m anto nevoso:

• morfologia del terreno e vegetazione

�La forma del terrenodiscontinuità come ripiani e terrazze contribuiscono alla stabilizzazione del manto nevoso

�La rugosità della superficiesi intendono le asperità che sporgono dalla superficie del terreno e che producono degli ancoraggi che contrastano il movimento della nevesingoli ostacoli isolati possono aggravare localmente le condizioni di stabilità

�La vegetazioneUn bosco fitto di abeti svolge un’azione benefica rispetto al distacco delle valanghePiccoli arbusti non ostacolano il distacco di valanghe a lastroni, anzi lo favoriscono perché facilitano la formazione della brina di profonditàQuando, in un bosco rado di abeti e larici, si inco ntra una zona di soli larici, è probabile che vi sia pericolo di val anghe

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Le ValangheCondizioni critiche per il distacco di una valanga di lastroni

Viene analizzato il meccanismo di distacco di un lastrone di neve, il fenomeno valanghivo più tipico per chi pratica l’attività sci alpinistica

• Il pendio deve avere una inclinazione di almeno 30° per neve asciutta e almeno 25° per neve bagnata

• Lo strato superficiale deve presentare neve con alta coesione

Bassa coesione Alta coesione

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Le Valanghe

• All’interno del manto nevoso deve esistere un piano di slittamento

Condizioni critiche per il distacco di una valanga di lastroni

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Le Valanghe

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Le Valanghe

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Le Valanghe

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Le ValangheValutazione del pericolo di valanghe

• La scala europea del pericolo di valanghePer pericolo di valanghe si intende la possibilità che si verifichino distacchi di valanghe più o meno grandi in grado di provocare, potenzialmente, danni materiali o alle persone

• La scala di pericolo è infatti uno strumento per identificare in modo univoco una determinata situazione valanghiva (consiste in 5 gradi di pericolo, e viene utilizzata in Austria, Francia, Germania, Italia, Scozia, Spagna e Svizzera)

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Le ValangheSCALA DEL PERICOLO

STABILITÀ DEL MANTO NEVOSO

PROBABILITÀ DI DISTACCO DI VALANGHE

INDICAZIONI PER SCI ALPINISTI ESCURSIONISTI E SCIATORI FUORI PISTA

1 Debole Il manto nevoso è in generale ben consolidato e stabile.

Il distacco è generalmente possibile solo con un forte sovraccarico su pochissimi pendii ripidi estremi. Sono possibili solo piccole valanghe spontanee (cosiddetti scaricamenti).

Condizioni generalmente sicure per gite sciistiche.

2 Moderato Il manto nevoso è moderatamente consolidato su alcuni pendii ripidi, per il resto e ben consolidato.

Il distacco è possibile soprattutto con un forte sovraccarico sui pendii ripidi indicati. Non sono da aspettarsi grandi valanghe spontanee.

Condizioni favorevoli ma occorre considerare adeguatamente locali zone.

3 Marcato Il manto nevoso presenta un consolidamento da moderato a debole su molti pendii ripidi.

Il distacco è possibile con un debole sovraccarico soprattutto sui pendii ripidi indicati. In alcune situazioni sono possibili valanghe spontanee di media grandezza, e in singoli casi, anche grandi valanghe.

Le possibilità per gite sciistiche sono limitate ed è richiesta una buona capacità di valutazione locale.

4 Forte Il manto nevoso è debolmente consolidato sulla maggior parte dei pendii ripidi.

Il distacco è probabile già con un debole sovraccarico su molti pendii ripidi. In alcune situazioni sono da aspettarsi molte valanghe spontanee di media grandezza, e talvolta, anche grandi valanghe.

Le possibilità per gite sciistiche sono fortemente limitate ed è richiesta una grande capacità di valutazione locale.

5 Molto forte Il manto nevoso è in generale debolmente consolidato e per lo più instabile.

Sono da aspettarsi numerose grandi valanghe spontanee, anche su terreno moderatamente ripido.

Le gite sciistiche non sono generalmente possibili.

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Le ValangheIndicazioni per gli utenti

• Quando il distacco è probabile “soprattutto con un forte sovraccarico” (grado 2), significa che ciò vale per la maggior parte delle situazioni ma senza escludere che siano possibili rotture anche con debole sovraccarico

• Il sovraccarico esercitato sul manto nevoso dipende anche dal modo di sciare: con dolcezza o di forza non produce lo stesso effetto

• Il grado di pericolo dà un’indicazione sulla quantità relativa dei pendii pericolosi presenti in una determinata zona, nulla dice sulla loro localizzazione che viene indicata in modo dettagliato nel bollettino

• I servizi valanghe italiani hanno optato per la pubblicazione di indicazioni che non hanno valore prescrittivo, ma sono solamente dei consigli

• alpinismo, sci alpinismo e sci fuori pista: si tratta di attività sportive e del tempo libero praticate su terreno aperto in ambiti non controllati dai servizi di sicurezza e dove la responsabilità è personale (o del capogruppo)

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Parte II

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