la circolazione generale dell`atmosfera

Cognome ................................................................................. Nome ....................................................................................... LA CIRCOLAZIONE GENERALE DELL’ATMOSFERA Considerando i valori medi delle temperature terrestri, che toccano livelli minimi ai Poli (con massimi di pressione atmosferica) e livelli massimi all’Equatore (con minimi di pressione atmosferica), si potrebbe pensare che, supponendo la Terra immobile, si stabilisca una circolazione di masse d’aria secondo questo schema: dai Poli l’aria più fredda e pesante dovrebbe scorrere lungo la superficie verso l’Equatore; all’Equatore l’aria più calda e umida e più leggera dovrebbe salire in quota per poi dirigersi verso i Poli dove, divenuta più fredda e pesante, dovrebbe scendere di nuovo e dirigersi verso l’Equatore, chiudendo il ciclo. a b a.
b.
Andamento ipotetico della circolazione generale dei venti se la Terra non ruotasse su se stessa: in ogni emisfero esisterebbe una sola grande cella convettiva. La rotazione terrestre fa sì che in ogni emisfero la grande cella convettiva si “rompa” in tre celle minori dove avviene la circolazione dei venti costanti. In realtà, in ogni emisfero la circolazione dell’aria su grande scala tra il Polo e l’Equatore non si realizza in un unico imponente circuito, ma attraverso un sistema di “circuiti intermedi” rappresentato da tre celle convettive più piccole, in cui si producono i venti costanti: alisei, venti occidentali e venti polari. Complessivamente si distinguono tre coppie di celle: •
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due celle equatoriali o celle di Hadley, situate tra l’Equatore e la latitudine di circa 30° N e 30° S; due celle temperate o celle di Shapley, comprese tra 30° e 60° in ogni emisfero; due celle polari. La formazione di queste celle avviene in conseguenza della rotazione terrestre e di altri fattori (come l’ineguale distribuzione di continenti e oceani e la presenza di grandi rilievi), che danno origine complessivamente a quattro fasce anticicloniche – due relative alle alte pressioni polari e due relative alle alte pressioni tropicali – e tre fasce cicloniche – una relativa alle basse pressioni equatoriali e due relative alle basse pressioni subpolari. Da queste grandi “cinture” di zone cicloniche e anticicloniche pressoché costanti che avvolgono la Terra traggono origine movimenti di masse d’aria su grande scala rappresentati dai venti costanti, che interessano la zona vicino alla superficie terrestre, cioè la bassa troposfera; nell’alta troposfera, la circolazione dei venti segue invece uno schema differente (vedremo in seguito). Modello della circolazione generale nella bassa troposfera, dall’Equatore ai Poli, costituito per ogni emisfero da tre celle convettive: polare, temperata ed equatoriale. L’andamento globale dei venti costanti, deviati verso destra nel nostro emisfero e verso sinistra nell’emisfero meridionale, è determinato dalle fasce di alte e basse pressioni che circondano la superficie terrestre e che influenzano la costituzione delle diverse zone climatiche presenti alle varie latitudini. Vediamo come si presenta la circolazione generale nella bassa troposfera (tenendo conto che i fenomeni implicati sono nella realtà estremamente complessi). Nelle zone di basse pressioni equatoriali convergono i venti dalle vicine zone di alte pressioni tropicali: si tratta degli alisei, che trasportano verso l’Equatore un elevato carico di umidità, all’origine di forti piogge torrenziali nella fascia equatoriale. Poiché l’aria in movimento verso l’Equatore è deviata a ovest, gli alisei soffiano da nord‐est nell’emisfero boreale e da sud‐ovest in quello australe. Gli alisei, per la loro regolarità e costanza, all’epoca della navigazione a vela, favorirono lo sviluppo di rotte commerciali verso occidente; per questo dagli inglesi furono chiamati trade winds (trade = commercio). Nelle zone di alta pressione tropicale, il cielo resta quasi sempre sereno, poiché qui confluisce aria secca e le precipitazioni sono molto scarse. Nelle fasce tropicali si trovano infatti grandi deserti come il Sahara. Dai Tropici si dipartono, in direzione opposta agli alisei, i venti occidentali, richiamati dalle basse pressioni subpolari: per effetto della deviazione, spirano da sud‐ovest nell’emisfero boreale e da nord‐est in quello australe. Dettaglio delle carte delle isobare relative ai mesi di luglio e gennaio, in cui sono mostrate le aree di alta e bassa pressione che influenzano il tempo nelle nostre regioni. Nelle zone di bassa pressione subpolare, dove i venti occidentali trasportano masse d’aria calda, convergono dalle zone di alta pressione sul Poli masse d’aria fredda che costituiscono i venti polari: lungo la superficie dove si incontrano le due masse d’aria a differente temperatura si sviluppa il cosiddetto fronte polare, che molto influisce sulle condizioni meteorologiche alle nostre latitudini medie, in quanto provoca perturbazioni con piogge frequenti e anche molto intense. Fra le zone subpolari e quelle tropicali dove soffiano i venti occidentali si forma una fascia dove l’andamento delle basse e delle alte pressioni è piuttosto irregolare: anche all’interno della stessa stagione, si alternano alte pressioni asciutte a basse pressioni piovose. La zona temperata dove si colloca l’Europa meridionale, quindi l’Italia, è influenzata in inverno dall’anticiclone siberiano, in estate dall’anticiclone tropicale delle Azzorre, mentre nelle stagioni intermedie dominano le perturbazioni provenienti dall’oceano Atlantico. CIRCOLAZIONE NELL’ALTA TROPOSFERA Semplificando, si può dire che ad alta quota (3000‐5000 m di altezza) la distribuzione globale delle zone di alta e bassa pressione si inverte rispetto alla situazione vicino al suolo: al di sopra della fascia equatoriale si trova una zona di alta pressione, mentre al di sopra delle regioni polari si stabiliscono aree di bassa pressione (ciò dipende dal maggiore spessore della troposfera in corrispondenza all’Equatore rispetto al Poli). Questo dà origine a venti diretti dall’Equatore ai Poli che, per effetto della rotazione terrestre, non ostacolata dall’attrito con il suolo, acquistano velocità molto elevate e si dispongono secondo l’andamento dei paralleli, soffiando da ovest verso est: sono perciò chiamati correnti occidentali; i due grandi sistemi di correnti occidentali nei due emisferi, alle medie latitudini, sono interrotti in corrispondenza della zona intertropicale da una fascia più stretta dove circolano venti in direzione opposta, detti correnti orientali. Un fenomeno molto interessante riguarda la presenza, tra le correnti occidentali, di flussi d’aria stretti e canalizzati, che si snodano molto veloci nell’alta troposfera, a un’altezza superiore ai 10 km, come grandi fiumi, muovendosi da ovest a est: sono denominati correnti a getto (jet streams), larghe alcune centinaia di chilometri e con uno spessore di appena alcuni chilometri, in cui i venti possono raggiungere velocità altissime, fino a 500 km/h. Ve ne sono due per ogni emisfero: una corrente a getto subtropicale e una corrente a getto del fronte polare. La corrente a getto subtropicale si colloca tra 25° e 35° di latitudine e presenta un andamento abbastanza lineare; nel corso dell’anno cambia posizione: nel nostro emisfero d’estate si sposta a nord e d’inverno a sud, influenzando in modo rilevante la situazione meteorologica sul bacino del Mediterraneo, in quanto le sue fluttuazioni incidono sulla distribuzione delle aree cicloniche e anticicloniche. La corrente a getto del fronte polare si colloca intorno alla latitudine di 60°, ma presenta un andamento più irregolare della corrente subtropicale, caratterizzato da anse che, a seconda delle stagioni, possono spingersi a latitudini inferiori a 40°; in questo modo è in grado di influenzare le condizioni meteorologiche delle zone alle medie latitudini, compresa la nostra penisola. GUIDA ALLO STUDIO 1.
Quali sono le grandi fasce di alta e bassa pressione intorno alla Terra? ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 2.
Quali venti spirano tra le zone tropicali e l’Equatore? Etra le zone tropicali e quelle circumpolari? ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 3.
Quali venti determinano la circolazione nell’alta troposfera? ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ 4.
Completa le seguenti frasi scrivendo i termini opportuni. La circolazione dell’aria su grande scala nella bassa____________________ è determinata dalla presenza di fasce ____________________ e anticicloniche costanti, che danno origine alla formazione di tre ____________________ convettive in ciascun emisfero: una cella ____________________ dove soffiano gli alisei, una cella temperata, dove soffiano i venti ____________________ e una cella ____________________ dove soffiano i venti ______________ _______________. Nell’alta troposfera si originano venti che spirano dall’Equatore verso i Poli e sono deviati dalla forza di ____________________ che li trasforma in correnti ____________________, al cui interno si riscontrano le correnti a getto, e che sopra l’Equatore sono interrotte da una ristretta fascia di ____________ ____________. CONCETTI CHIAVE La _________________generale dell’atmosfera, a cui prendono parte i ___________________, si svolge, a livello della bassa troposfera, in tre grandi ______________ per ogni emisfero la cui formazione avviene essenzialmente in conseguenza della rotazione terrestre, che dà origine complessivamente a quattro ___________________ e tre ___________________. Nell’alta troposfera esistono due grandi sistemi di ___________________ che soffiano nei due emisferi da ovest a est, alle medie latitudini, mentre al di sopra dell’Equatore, nella zona intertropicale, soffiano ___________________ dirette da est a ovest.