Meteo didattica: il motore dell’atmosfera, la circolazione globale

Meteo didattica – A causa della differente distribuzione del calore, le zone equatoriali risultano essere molto più calde rispetto a quelle polari e delle medie latitudini. Per bilanciare questa situazione di surplus e deficit di calore si innescano una serie di meccanismi di bilancio che distribuiscono il calore in tutto il globo. Se la terra non ruotasse su se stessa, in atmosfera si verrebbe a formare un’unica grande cella convettiva che distribuirebbe il calore direttamente dall’equatore ai poli. Tuttavia, la terra ruotando su se stessa genera una forza apparente detta forza di Coriolis, che devia il moto verso destra nell’emisfero Nord.

Di conseguenza, le correnti dirette verso il Nord dell’emisfero Boreale acquistano una componente occidentale crescente da non permettergli di arrivare direttamente al Polo. Così facendo, la circolazione atmosferica globale si divide in tre celle convettive per emisfero, che prendono rispettivamente il nome di cella di Hadley, cella di Ferrel e cella Polare.

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Meteo didattica: calore, circolazione globale e jet stream

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In realtà, a causa della presenza dei continenti e del loro diverso riscaldamento radiativo, la circolazione reale che si viene a creare risulta di poco differente rispetto a quella del modello a tre celle. Nello specifico, la circolazione descritta dalla cella di Hadley tra i 30°N e S risulta rappresentativa di quella reale. Anche quella Polare descrive discretamente la circolazione reale, mentre è nella cella di Ferrel che si colgono le maggiori differenze. Essa risulta essere molto debole, quasi inesistente ed appare come una zona di transizione generata dalla presenza delle circolazione polare e equatoriale. E’ una zona in cui si verificano forti scambi di calore tra la circolazione polare e quella tropicale.

Descrivendo la circolazione più nel dettaglio secondo una prospettiva meteorologica, si individuano e associano alla circolazione a tre celle diversi fenomeni che la caratterizzano. Partendo dalla zona di convergenza intertropicale (ITCZ), situata attorno l’equatore, a causa delle ingenti quantità di calore presente in questa zona, si ha un forte innalzamento delle masse d’aria associabile a intense formazioni nuvolose e forti piogge. Una volta in quota per via della forte convezione, queste masse d’aria fluiscono verso Nord (rispettivamente verso Sud nell’emisfero Australe). Nella sua ascesa le proprietà fisiche della massa d’aria mutano gradualmente, risultando via via più fredde fino a precipitare nuovamente verso la superficie terrestre in prossimità dei 30° N generando una fascia di alte pressioni subtropicali. Dell’aria in discesa in questa zona, una parte torna verso le zone equatoriali dando vita agli Alisei e un’altra continua il suo cammino verso Nord generando le Westerlies.

Meteo didattica: calore, circolazione globale e jet stream

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Queste correnti agiscono nella fascia compresa tra la latitudine dei 30°N e i 60°N. Il percorso costituito dal sollevamento della massa d’aria in corrispondenza dell’ITCZ, il successivo spostamento verso Nord, la discesa verso il suolo e il ritorno di una parte di essa sotto forma di Alisei, costituisce la circolazione chiusa chiamata cella di Hadley. Infine, dai 60°N ai 90°N sono presenti le Easterlies generate dalla zona di alta pressione situata sul Polo riconducibile alla circolazione della cella Polare. Lo scontro tra le Easterlies più fredde e secche e le Westerlies più calde e umide dà vita ad un forte sollevamento delle masse d’aria attorno i 60°N, associabile ad una fascia di basse pressioni che prende il nome di Fronte Polare. Parte dell’aria sollevata in questa zona torna verso Sud, chiudendo la cella di Ferrel.

Meteo didattica: calore, circolazione globale e jet stream

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In corrispondenza dei punti in cui avviene lo scontro tra masse d’aria molto differenti si ha la formazione delle correnti a getto. Le correnti a getto sono flussi di vento particolarmente intensi presenti ai limite della troposfera. Queste intense correnti possono raggiungere velocità di 150-250 Km/h, una larghezza di 150-500 Km e uno spessore verticale di 2-3 Km. La loro formazione è causata della presenza di discontinuità termiche sul piano orizzontale nelle zone introno ai 30°N, dove si incontrano il ramo discendente della circolazione di Hadley e il ramo discendente della circolazione di Ferrel, e attorno i 60°N, dove si incontrano il ramo ascendente di Ferrel e quello ascendente della cella Polare. Nella parte settentrionale di tali fasce la pressione diminuisce molto più velocemente con la quota rispetto alla parte meno settentrionale occupata da aria più calda. In questo modo in alta troposfera si viene a creare un forte gradiente barico che dà vita alla corrente a getto polare (la più intensa) e alla corrente a getto sub-tropicale.

Queste correnti non seguono traiettorie rettilinee ma sono forzate a deviare dalle grandi barriere montuose e da altre forzanti. In questo modo avvengono continui sconfinamenti delle masse d’aria polari e sub-tropicali, con conseguenti irruzioni fredde verso Sud e calde verso Nord. La corrente a getto può acquisire quindi ampie oscillazioni meridiane con lunghezza d’onda dell’ordine dei 4000-10000 Km, chiamate Onde di Rossby. Potrebbe interessarti anche:


Articolo di Luca Mennella


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