Come funziona l’Atmosfera terrestre? – parte III

Terzo appuntamento con “Come funziona l’Atmosfera terrestre?”, la serie di approfondimenti che vuole portarci a capire più a fondo il funzionamento dell’atmosfera terrestre: dalla composizione dell’aria che respiriamo alle aurore boreali, dalla dinamica atmosferica al riscaldamento globale. Dopo aver introdotto nella prima parte i concetti di equilibrio idrostatico e la stratificazione atmosferica, ed aver parlato della composizione chimica nella seconda parte, oggi parliamo della circolazione atmosferica planetaria.

Per circolazione atmosferica si intendono l’insieme di moti di massa atmosferica che vengono distinti in genere in venti e moti convettivi. I primi sono moti orizzontali, ossia nelle direzioni di latitudine e longitudine, mentre i secondi sono moti verticali, ossia in direzione dell’altitudine.

La causa basilare del vento è la differenza di pressione: la forza gradiente, di cui abbiamo parlato nella Parte I di questa serie di approfondimenti, fa sì che le masse d’aria tendano a spostarsi dalle zone di alta pressione a quelle di bassa, cercando di eliminare il dislivello di pressione tra queste due zone (così come un gas tende a riempire tutto il contenitore in cui si trova). A creare queste differenze di pressione contribuisce in modo decisivo il riscaldamento differenziale della superficie terrestre dovuto all’inclinazione dell’asse rispetto all’irraggiamento solare: l’equatore è più caldo e i poli sono più freddi. L’aria più fredda è più compressa, ossia ha una pressione maggiore, mentre quella più calda è più espansa, ossia ha una pressione minore. In questo modo si innescano delle correnti che vanno dai poli all’equatore.

Nel loro moto, tuttavia, queste masse d’aria subiscono anche la forza di Coriolis, che tende a deviare i moti verso destra nell’emisfero boreale e verso sinistra in quello australe. Si tratta di una forza apparente, perché non è dovuta ad un qualche agente, ma solo alla scelta del sistema di riferimento. La seguente animazione può rendere più chiaro il fenomeno. Prendendo il moto della particella nera e guardando il punto rosso fisso, si può notare come per l’osservatore esterno (figura sopra), la particella compie un moto rettilineo, mentre per un osservatore interno (figura sotto), questo moto rettilineo appare curvilineo. Ma è appunto legato al fatto che nel secondo caso, osservando dalla superficie terrestre, stiamo ruotando insieme ad essa, e non vediamo che è in realtà la superficie terrestre a “sfilarsi” da sotto la particella in moto, facendo apparire il suo moto come curvilineo.

Il risultato netto dell’azione di queste forze, senza tenere in considerazione ulteriori complicazioni ed effetti locali che si hanno solo nel boundary layer, ossia nello strato più basso di atmosfera (vedi Parte I), e che saranno trattate in un prossimo approfondimento, è quello di generare dei venti paralleli alla superficie terrestre e dei moti convettivi verticali, necessari per eliminare i gradienti di pressione e temperatura.

Risultati immagini per only water earth winds atmospheric

I venti in gioco su scala planetaria si stabilizzano essenzialmente in sei fasce di latitudine. Nell’emisfero boreale, dal polo si generano dei venti che soffiano da nord-est verso sud-ovest detti polar easterlies (polari orientali). Alle nostre latitudini soffiano invece i westerlies, da sud-ovest verso nord-est, e procedendo verso l’equatore si hanno i trade winds, che sono altri easterlies. Nell’emisfero australe la situazione è speculare.

I moti globali non sono però solo orizzontali. Esistono delle correnti convettive dette celle di Hadley attorno all’equatore, celle di Ferrel alle medie latitudini e infine celle polari.

Le celle di Hadley vanno dalla fascia equatoriale fino a quelle tropicale e sono dovute all’intenso riscaldamento a cui è soggetto l’equatore. Il riscaldamento genera infatti una risalita di aria calda e meno densa che, raffreddandosi tende a discendere verso le zone tropicali, entrando in circolo nelle celle.

I westerlies nelle zone temperate tendono ad andare verso i poli: giunti al 60° parallelo si innalzano (in quanto più caldi della fredda aria polare), fino a raffreddarsi e ridiscendere, formando così le celle polari. La presenza di celle polari da una parte e celle di Hadley dall’altra determina la nascita delle celle di Ferrel a medie latitudini.

Nel prossimo approfondimento si tratteranno nel dettaglio i venti a scale minori ed i fenomeni che si ottengono introducendo la rugosità della superficie terrestre.

Come funziona l’atmosfera terrestre? – Parte I 

Come funziona l’atmosfera terrestre? – Parte II

Ti piace quello che scriviamo? Scopri qui come puoi sostenerci!

Lucy e Psyche: 2 nuove missioni NASA per lo studio degli asteroidi
Lucy e Psyche, questi i due nomi delle missioni che la NASA lancerà nel 2021 e nel 2023 per il programma Discovery. Gli obiettivi sono alcuni asteroidi
10 falsi miti sull'allunaggio
Fin dagli anni '70, le tesi sul complotto dell'allunaggio hanno sempre perseguitato questo evento storico. In questo articolo cerchiamo di fare un po' di debunking sui 10 principali miti
L'Angolo dei Paradossi: il paradosso di Anfibio
Cari utenti,
da oggi vorremmo presentarvi una nuova curiosa rubrica. Questa volta non parleremo di buchi nere, stelle di neutroni o asteroidi ma bensì dei paradossi.
Ma
Riaccesi i propulsori della Voyager 1
Lo scorso 28 Novembre 2017 un team di ingegneri è riuscito a riaccendere i propulsori della sonda Voyager 1 dopo 37 anni di inutilizzo (1980) da quando furono usati per puntare gli
La lotta tra l'uomo ed il bradipo, immortalata nelle impronte fossili
Tra i 10.000 ed i 15.000 anni fa, un bradipo terricolo gigante (un grosso animale ormai estinto) camminava tranquillo nel White Sands National Monument,
Le più belle foto del mese - Dicembre 2016
Sono qui raccolte le più belle immagini di dicembre pubblicate quotidianamente sulla pagina facebook di questo blog. Cliccate sulle immagini per vederne la descrizione e mettete
Tutti i premi Nobel 2016
Dal 3 al 10 ottobre 2016 sono stati annunciati i vincitori dei premi Nobel di quest'anno. Di seguito tutto quello che c'è da sapere a riguardo.
Alfred Nobel (l'invetore della dinamite), istituì

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: