Correnti Marine - Digilander

Correnti Marine
Definizione e cause
Le correnti marine sono definite da
spostamenti orizzontali di grandi masse
d'acqua animate da un moto lento e
continuo e generate da diversi fattori:
1. Tendenza delle acque a ristabilire
l'equilibrio idrostatico per effetto
di:
1. Insolazione
2. Temperatura;
3. Salinità;
4. Densità.
2. Azione di trascinamento
determinato dalla rotazione
terrestre e dai movimenti di marea
che determina i sensi di
circolazione delle masse acquee.
http://sam.ucsd.edu/sio210/gifimages/sst_brown.gif
Fattori ausiliari
La circolazione presenta una certa simmetria nei due emisferi e tende a
seguire quella relativa alla circolazione generale dell’atmosfera.
http://maritime.haifa.ac.il/departm/lessons/ocean/lect15.htm
1
Tipi di correnti e parametri
Le cause che possono dar luogo ad una corrente, definiscono altrettante
tipologie di corrente:
1. Azione del vento ⇒ correnti di deriva
2. Differenti proprietà chimico/fisiche dell'acqua (di mari adiacenti), ⇒ correnti
termoaline (o di gradiente);
3. Azione delle maree ⇒ correnti di marea.
marea
Gli elementi identificativi di una
corrente sono gli stessi del vento
e cioè:
‰
Direzione
e si considera la direzione
verso cui la corrente si
sposta;
‰
Velocità
espressa in nodi.
http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/earth/Water/deep_ocean.html
Altri paramerti delle correnti
Costituiscono altrettanti elementi rilevanti per le correnti, sia perchè possono
modificare sia perchè possono influenzare l’andamento di una corrente, i
seguenti aspetti:
1. Attrito
1. Interno (in funzione della
viscosità);
2. Esterno (caratteristiche del
fondale);
2. Forza di Coriolis
3. Pressione Atmosferica
4. Caratteristiche del luogo
1. Conformazione del bacino;
2. Profondità del mare.
http://www.vialattea.net; http://www.geologi.it
Elementi caratterizzanti le correnti
Sono infine elementi tipici, identificativi di una determinata corrente, i seguenti
parametri:
1. Temperatura
1. Calda (Corrente del Golfo);
2. Fredda (Corrente del Labrador);
2. Profondità
1. Superficie;
2. Fondo;
3. Variabilità
1. Periodiche (correnti di marea);
http://science.nasa.gov/headlines/y2004/05mar_arctic.htm
2. Permanenti (per esempio la corrente del Golfo);
3. Stagionali (si pensi alle correnti monsoniche);
4. Irregolari (si considerino per esempio le correnti che si formano a causa
delle perturbazioni extra tropicali);
Come si può osservare nella figura è possibile individuare una forma di
circolazione a livello mondiale (Conveyor
Conveyor Belt)
Belt
2
Misura degli elementi di una corrente
La determinazione degli elementi di una corrente può avvenire
attraverso misure:
1. Dirette
1. Sistema Lagrangiano:
Lagrangiano si suppone di seguire il
movimento di una particella di acqua nel tempo (x, t);
in pratica, non si fa altro che misurare la distanza
percorsa da un oggetto alla deriva nel tempo,
risalendo così alla sua direzione e velocità. La
determinazione degli elementi di una corrente (Rc, Vc)
a bordo viene effettuata proprio in questo modo.
2. Sistema Euleriano:
Euleriano si misura il flusso di acqua che
attraversa una sezione (oppure un punto fisso) di
fluido nel tempo (x, t). Per fare ciò, si sistema un
sensore (elica, tubo di Pitot…), il quale, investito dalla
corrente, consente la determinazione della direzione e
dell'intensità della stessa.
2. Indirette:
Indirette in questo caso si risale ai parametri della
corrente estrapolandola da relazioni di dipendenza nota
da altri parametri fisici.
Correnti di Deriva
‰ Sono
prodotte dall‘azione
azione del vento sulla superficie del mare.
‰ Questo
movimento viene trasmesso agli strati inferiori del liquido, ma si
smorza rapidamente, con andamento esponenziale (e
e-x), per effetto delle
modifiche delle caratteristiche chimico fisiche dell'acqua che dipendono
dalla profondità, come per esempio l'attrito interno.
‰ L'andamento
della corrente di deriva in funzione della profondità è ben
rappresentato dalla spirale di Ekman:
Ekman
‰ Immaginando
la massa di acqua come una successione di strati, si può
dimostrare che lo strato superficiale si muove con una direzione diversa
rispetto alla direzione del vento di superficie, mentre gli strati
immediatamente inferiori si muovono con direzioni che, nell'emisfero
boreale, vanno ad aumentare angolarmente (per effetto della forza di
Coriolis), riducendosi contestualmente in intensità.
‰ La
direzione netta di spostamento della massa di acqua risulta essere
compresa tra 45° e 90° rispetto alla direzione del vento di superficie.
‰ Il
processo è evidentemente influenzato dall‘intensità
intensità del vento oltre che
dalla latitudine e di norma non supera i 100 metri di profondità.
La spirale di Ekman e Formula di Ekman
La velocità della corrente di deriva dipende principalmente dall‘intensità
intensità e dalla
durata del vento.
Per una profondità di circa 6 metri, con un regime di vento superiore ai 10 nodi, è
possibile operare una stima dell'intensità della corrente attraverso la formula
semi empirica di Ekman:
Vc = 0,0127V/(sen ϕ)1/2
Dove Vc esprime la velocità della corrente e V la velocità del vento di superficie.
3
Correnti Termoaline o di Gradiente
Sono causate dalla differenza di densità, di temperatura o di salinità
dell'acqua, cioè dalla presenza di un gradiente.
gradiente
‰
Come conseguenza a questa differenza, la superficie del liquido si abbassa
laddove l'acqua è più densa (in quanto più pesante), provocando in questo
modo un flusso di acqua dalle zone dove questa è meno densa (e quindi
più leggera).
‰
Su grande scala queste correnti sono soggette agli effetti della forza di
Coriolis.
http://www.ifremer.fr “A coherent framework
for forecasting currents, waves and drift”
‰
Correnti di marea
‰
Sono determinate spostamento dell'acqua dovuto al processo di marea.
marea
‰
Sono a carattere periodico e le loro caratteristiche sono definite sia
dall'ampiezza della marea che dalla conformazione dei bacini d'acqua
interessati dal fenomeno.
‰
Possono pertanto presentare carattere diurno, semidiurno o misto e sono
prevedibili con ampio anticipo: non a caso vengono riportate nelle "Tavole
Tavole di
Marea",
Portolani"…
Marea nei "Portolani
‰
Si possono distinguere in:
‰
‰
Correnti rotatorie:
rotatorie tipiche nel mare aperto con elevato fondale, laddove
le masse di acqua non incontrano ostacoli e sono prive di una
direzione privilegiata)
‰
Correnti lineari:
lineari queste ultime si distinguono a loro volta in correnti di
flusso e correnti di riflusso, si manifestano in prossimità delle coste, in
presenza di fondali modesti, quando la corrente di marea perde il
carattere rotatorio. Le correnti di flusso e di riflusso possono essere
intervallate da una marea di stanca.
La velocità della corrente varia da zero ad un massimo che viene raggiunto nei
momenti intermedi tra due successive fasi di stanca. Le direzioni nella fase di
flusso e di riflusso sono approssimativamente opposte.
La circolazione degli oceani
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Il fenomeno dell’Upwelling
Si manifesta quando il
vento soffia in
direzione parallela alla
costa,
costa originando, in
base a quanto visto in
precedenza riguardo
alla spirale di Ekman,
un movimento di
masse di acqua verso
il largo.
largo
Tale fenomeno si manifesta lungo coste, di fronte agli oceani, come per
esempio il Portogallo,
Portogallo la California,
California il Perù ed è correlato con il fenomeno de
"El Niño".
L'effetto determinato dallo spostamento delle acque verso il largo è quello di
richiamare in superficie acque più fredde in corrispondenza della costa
interessata dal processo. Tali acque, raffreddando dal basso l'aria sovrastante,
sono responsabili della formazione di nebbia,
nebbia di una maggiore stabilità e, di
conseguenza, dell‘assenza
assenza di precipitazioni.
precipitazioni
Il raffreddamento dell'aria definisce inoltre un maggior gradiente termico tra
terra e mare che di concretizza in un rinforzo delle brezze.
brezze
Le informazioni sulle correnti
http://pollux.nss.nima.mil/pubs/pubs_j_apc_list.html
Le informazioni sulle correnti possono essere ricavate a partire dalla
consultazione delle pubblicazioni nautiche quali le "Pilot
Pilot Charts",
Portolani", le
Charts i "Portolani
Carte Nautiche,
Nautiche gli Atlanti delle Correnti.
Correnti
Queste pubblicazioni riportano in modo vettoriale i valori di direzione ed intensità
della corrente prevalente in un particolare determinato punto, oppure, attraverso
le "rose di corrente", riportano per più punti la frequenza e la velocità della
corrente per un certo numero di direzioni.
Un esempio: la soglia di Gibilterra
http://www.ts.infn.it da “mare_sotto_noi.pdf”
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Un esempio: la soglia di Gibilterra
Il meccanismo che definisce il ricambio delle acque tra mare Mediterraneo ed
oceano Atlantico in corrispondenza dello stretto di Gibilterra, è caratterizzato da
una soglia (Soglia
Soglia di Gibilterra)
Gibilterra in corrispondenza della quale sono identificabili
una corrente di superficie (verso il Mediterraneo) ed una corrente di fondo (verso
l'Atlantico).
http://www.luda.it; http://www.agu.org.htm
Un esempio: la soglia di Gibilterra
Nel mare Mediterraneo la
temperatura, anche a profondità di
4000-5000 metri, non scende al di
sotto dei 12-13°C, questo perché lo
stretto di Gibilterra forma una soglia
alla profondità di circa 300 metri,
che lascia entrare le correnti calde
superficiali e fa uscire,
uscire con le
correnti di fondo,
fondo le acque fredde...
fredde
http://www.vialattea.net
...infatti, le acque mediterranee
profonde più saline e quindi più
pesanti di quelle oceaniche,
scivolano lungo il fondo del
versante atlantico e vengono
sostituite dalla acque calde,
superficiali, atlantiche. Per queste
ragioni le acque del Mediterraneo
sono mediamente più calde di
quelle dell'Atlantico.
dell'Atlantico
www.disat.unimib.it
La circolazione nel Mar Mediterraneo
http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/seas.html
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La circolazione nel Mar Mediterraneo
http://www.vialattea.net
La circolazione nel Mediterraneo
http://www.vialattea.net
La circolazione nel Mediterraneo
http://www.vialattea.net
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La circolazione nel Mediterraneo
http://www.vialattea.net
Riferimenti
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Barry Chorley "Atmosphere, weather & climate" Ed. Routledge, Londra
Halliday Resnick Krane "Fondamenti di Fisica" Ed. Ambrosiana
http://apollo.lsc.vsc.edu/
http://www.geologi.it/
http://www.nautica.it/info/correnti/medit.htm
http://www.sprl.umich.edu/
http://www-ocean.tamu.edu/~pinckney/251Chap8/slide5.html
http://oceancurrents.rsmas.miami.edu/
Istituto Idrografico della Marina "Manuale dell'Ufficiale di Rotta"
Istituto Idrografico della Marina "Tavole di Marea 1994"
Mosetti "Fondamenti di Oceanologia e Idrologia" Ed UTET
Nicoli "Navigazione Tradizionale" Ed. Quaderni Marinari
Sannino "Meteorologia Nautica" Ed. Italibri
Stravisi Dispense di "Oceanografia" Università degli Studi di Trieste
(http://www.dst.univ.trieste.it/OM/OM.html).
http://sos.noaa.gov/gallery/
‰
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http://sos.noaa.gov/gallery/
http://sos.noaa.gov/gallery/
http://sos.noaa.gov/gallery/
1. Corrente del Golfo (calda), 2. Corrente del nord Atlantico (calda), 3. Corrente del Labrador
(fredda); 4. Corrente della Groenlandia occidentale (fredda); 5. Corrente della Groenlandia
orientale (fredda); 6. Corrente delle Canarie (fredda); 7. Corrente nord equatoriale (calda); 8.
Contro corrente nord equatoriale (calda); 9. Corrente sud equatoriale (calda); 10. Contro
corrente sud equatoriale (calda); 11. Contro corrente equatoriale (calda); 12. Kuroshio (calda);
13. Corrente del nord Pacifico (calda); 14. Corrente dell'Alaska (fredda); 15. Oyashio (fredda);
16. Corrente della California (fredda); 17. Corrente del Perù (o di Humbolt, fredda); 18. Corrente
del Brasile (calda); 19. Corrente delle Falkland (fredda); 20. Corrente del Benguela (fredda); 21.
Corrente della Agulhas (calda); 22. Correnti variabili (fredda).
‰
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