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Contesto 2: condizioni necessarie alla
formazione dei cicloni tropicali
Parole chiave:
Forza di Coriolis, temperatura dell'acqua, gradiente di vento,
cambiamenti climatici, analisi statistica
Come e dove si formano gli uragani?
Discuteremo, in particolare, degli uragani che riguardano la regione del Golfo del
Messico, le cui radici sono da trovarsi in Africa, nella regione prossima all'equatore.
Le tempeste tropicali si formano nell'area in cui i venti dominanti provenienti da
nord si incontrano con quelli provenienti da sud. Una volta formate si muovono
verso ovest e appaiono come piccole zone di bassa pressione sopra l'oceano. Non è
possibile prevedere se e quando si trasformeranno in tempesta tropicale, poiché le
condizioni sono molto complesse.
I fattori determinanti sono:
a) Rotazione terrestre (forza di Coriolis)
b) alta temperatura dell'acqua
c) assenza del gradiente di vento
a) Forza di Coriolis
I vortici di una tempesta sono causati dalla
rotazione terrestre. La forza di Coriolis non
permette al vento di essere spinto al centro
di una zona di bassa pressione, dove invece
l'aria si avvolge a spirale. Tuttavia la forza
di Coriolis è piuttosto bassa all'equatore,
mentre le regioni comprese tra i 10 e i 35°
di latitudine sono particolarmente colpite
dalle tempeste poichè la temperatura
dell'acqua e la forza di Coriolis qui sono
sufficientemente grandi.
Nell'emisfero nord la forza dei Coriolis devia
il vento verso destra facendo ruotare le
masse d'aria intorno alla depressione in
senso antiorario. Nell'emisfero meridionale,
invece, accade l'opposto.
1. La forza di Coriolis fa ruotare l'aria intorno ai
sistemi di bassa pressione. Questa forza è
piuttosto debole in prossimità dell'equatore.
Autore: Anders Persson © GDFL
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2. La forza di Coriolis causa un movimento
antiorario delle masse d'aria intorno al
centro di bassa pressione.
3. Simulazione dei venti in un uragano nell'emisfero
settentrionale.
Fonte: Homepage Wolfgang Ulrich, Univ. di Monaco
b) Temperatura elevata dell'acqua
La temperatura superficiale delle acque deve essere di almeno 27°C per una
profondità tale da non permettere alle onde e alle correnti di raffreddare la
superficie nella spirale della tempesta. Una tempesta su una superficie che si trova
a 27°C può raggiungere una velocità massima di 280 km/h, mentre una tempesta
su una superficie che si trova a 34°C può arrivare fino a 380 km/h. Poichè la
temperatura dell'acqua varia a seconda del periodo dell'anno, i cicloni tropicali sono
fenomeni stagionali.
4. Sviluppo della temperatura relativa alla
superficie marina nel Golfo del Messico
durante il passaggio dell'uragano Katrina tra il
26 agosto 2005 (impatto su terra: 29 agosto)
e il 2 settembre. Si nota chiaramente che
l'uragano agita le acque e gli strati più caldi
della superficie si mescolano con quelli più
freddi e profondi
Mappe di temperatura: NOAA, Atlantic
Oceanographic and Met. Laboratory,
Percorso seguito dal centro dell'urgano Katrina (cerchi).
L'intesità aumenta dal blu al rosso.
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c) Gradienti di vento deboli
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Le condizioni meteorologiche circostanti devono sostenere la rotazione della bassa
pressione. Venti provenienti da direzioni opposte a diverse altitudini, i cosiddetti
gradienti verticali del vento, possono indebolire un uragano in crescita. Dal 1995 i
gradienti di vento nel Golfo del Messico sono stati, tuttavia, al di sotto della media
sul lungo periodo. Purtuttavia hanno facilitato la formazione di tempeste.
5. Scarto del gradiente del vento nel luglio 2005
dalla media a lungo termine in unità relative. La
regione all'interno del riquadro in neretto mostra
l'area in cui gli uragani si sviluppano con maggior
facilità.
Grafico: NOAA
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6. Gradiente verticale del vento nel periodo 195469 confrontato con il periodo 1970-87, secondo
Gray and Sheaffer (1991).
Formazione degli uragani
Come mostrato sopra, la formazione
di uragani dipende fortemente dalla
temperatura del mare ma anche da
condizioni di deboli gradienti verticali
di vento. La temperatura
superficiale del mare cambia con le
stagioni. A giugno essa supera il
punto critico di 27°C in tutta l'area
del Golfo del Messico cosicchè si
verificano tutte le condizioni
necessarie per un uragano.
L'animazione mostra la temperatura
di tutti gli oceani per l'anno 2005.
7. Evoluzione della temperatura della superficie del
mare nel 2005 fino al verificarsi all'uragano Katrina
avvenuto alla fine di agosto. Le aree in giallo sono le
zone in cui si possono sviluppare gli uragani, quelle
arancioni e rosse sono quelle critiche.
Mappe di temperatura: NOAA, Atlantic Oceanographic
and Met. Laboratory
La temperatura media annuale della superficie del mare dipende dalle oscillazione
dei sistemi meteorologici globali che hanno durate decennali. Gli scienziati hanno
scoperto che nel Nord Atlantico si hanno periodi di raffreddamento e riscaldamento
che possono durare oltre 25 anni. Misurando regolarmente la velocità del
vento durante le tempeste lo schema che si sviluppa è il seguente: 1945-1970
periodo più caldo, 1970 - 1995 periodo più freddo, 1995 - probabilmente 2020
periodo più caldo. L'attività degli uragani è più forte nel Golfo del Messico durante i
periodi più caldi.
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8. Grafico tratto dalla sintesi annuale del 2004 del Munich Re geo risk research
Cicloni tropicali e cambiamenti climatici
Molti climatologi temono che in futuro uragani forti e precipitazioni sempre più
elevate possano devastare le regioni costiere. Tutto ciò come conseguenza
dell'incremento delle temperature del mare e dell'aria. Il riscaldamento globale ha
come effetto un riscaldmento dell'aria. L'aria calda può mantenere in
carico maggior umidità e produrre forti precipitazioni. Ma l'aria calda può anche
riscaldare l'acqua. Le tempeste possono acquisire ulteriore energia da questo
riscaldamento dell'acqua e il vento può raggiungere velocità maggiori. Questa
tendenza è confermata da numerosi modelli di circolazione. Tuttavia non sono
ancora attendibili le previsioni su quelli che possono essere gli andamenti nella
frequenza degli uragani.
9. Potenziali sviluppi nell'incidenza di violenti uragani durante le fasi più calde (sfondo rosso) e durante le
fasi più fredde (sfondo blu) nel nord Atlantico. Il riscaldamento non conduce necessariamente ad un
maggior numero di uragani, cioè ad alti valori sull'asse Y, ma aumenta la probabilità di tempeste più
violente come indicato dal colore rosso più intenso. - Grafico: Elmar Uherek
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I cambiamenti climatici hanno già un impatto?
Uragani con differente intensità sono eventi che si verificano irregolarmente. Una
statistica attendibile sulle misure attendibili della velocità del vento può avvalersi di
dati registrati solo negli ultimi 60 anni. Ad oggi si osserva un incremento degli
uragani nel Nord Atlantico. Comunque ciò può anche essere attribuito alle
oscillazioni fra le fasi calde e quelle fredde. In accordo con ciò ci si può attendere
un aumento di cicloni tropicali nel periodo compreso tra il 1995 es il 2020. Dalle
poche statistiche disponibili, non si può trarre nessuna conclusione sull'aumento
della frequenza con cui si verificheranno uragani pericolosi in conseguenza al
riscaldamento globale. Comunque, uragani come Katrina possono apparire come un
segnale di 'allarme per periodi caldi nella seconda metà di questo secolo, quando
l'influenza dei cambiamenti climatici potrà essere più intensa dopo la fase fredda.
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