MASSE D ARIA E PERTURBAZIONI
LE MASSE D ARIA La troposfera si compone di diverse porzioni d aria grandi, mutevoli e distinte le une dalle altre denominate masse d aria Caratteristiche di una massa d aria: 1. Grandi dimensioni (estensione di oltre 1500 km e spessore di diversi km) 2. Proprietà uniformi in tutta la sua estensione orizzontale (a una data altitudine temperatura, umidità e stabilità sono relativamente omogenee) 3. Si differenzia dall aria circostante e quando si muove mantiene le sue caratteristiche originali
Origine delle masse d aria Una massa d aria sviluppa la sua individualità permanendo su una superficie continentale o marina uniforme abbastanza a lungo da acquisirne le caratteristiche di temperatura, umidità e stabilità. Determinate porzioni della superficie terrestre sono particolarmente adatte a favorire lo sviluppo delle masse d aria (regioni vaste, fisicamente omogenee e associate ad aria stazionaria come gli oceani e le estese superfici continentali che presentano una copertura uniforme di neve, foreste o deserti.)
Il movimento e le modificazioni Una volta in movimento la struttura della massa d aria inizia a cambiare, in parte a causa delle modificazioni termiche (riscaldamento o raffreddamento dal basso) in parte per modificazioni dinamiche (ascendenza, subsidenza, convergenza turbolenza) e per l aggiunta o sottrazione d umidità. Lungo il suo cammino modifica il tempo atmosferico delle regioni nelle quali si muove, portando con sé le caratteristiche della regione d origine.
I FRONTI Fronte: zona di contatto fra masse d aria diverse L aria più calda copre quella più fredda L estensione di un fronte varia da diversi km ad alcune decine di km
I fronti caldi Pendenza debole (mediamente 1:200). L aria calda sale su quella fredda ma a causa del sollevamento la sua temperatura diminuisce adiabaticamente e si formano nubi e precipitazioni (generalmente deboli ma prolungate).
I DISTURBI DELLA CIRCOLAZIONE ATMOSFERICA GENERALE (PERTURBAZIONI) Caratteristiche dei disturbi della circolazione atmosferica: Sono migratori e transitori Hanno una durata relativamente breve (da pochi minuti a pochi giorni) Producono condizioni meteorologiche tipiche e abbastanza prevedibili
I principali disturbi delle medie latitudini Cicloni (sono dovuti all incontro a bassa quota tra masse d aria calda tropicale e massa d aria fredda polare) Anticicloni (dovuti alla subsidenza della cella di Hadley) Caratteristiche dei cicloni delle medie latitudini (o depressioni): Diametro circa 1500 km Cella di bassa pressione (valori al suolo nella parte centrale compresi tra 980 e 1000 millibar) Forma ovale con asse maggiore orientato da nord-est a sud-ovest Andamento antiorario
Al passaggio di un fronte si verificano bruschi cambiamenti del tempo. Nel caso di un fronte freddo: La temperatura decresce rapidamente La pressione diminuisce quando il fronte si avvicina e aumenta dopo che è passato Il cielo sereno è sostituito da nuvolosità e precipitazioni
I movimenti L intero sistema si muove come una perturbazione maggiore all interno dei venti occidentali (da Ovest a Est) 30km/h < velocità media ciclone < 50km/h (in inverno valori maggiori che in estate) v fronte freddo > v perturbazione V fronte caldo < v perturbazione Piccin Nuova Libraria S.p.A.
Ciclo vitale Tempo che intercorre dalla nascita alla maturità = 3-6 giorni Tempo che intercorre dalla maturità al dissolvimento = 3-6 giorni
Frequenza e distribuzione In ogni momento alle medie latitudini, in entrambi gli emisferi sono presenti dai 6 ai 15 cicloni disposti a intervalli sparsi e irregolari attraverso tutta la zona dei venti occidentali Queste perturbazioni migratorie sono più numerose, meglio sviluppate e più veloci in inverno che in estate S.p.A.
Gli anticicloni delle medie latitudini Anticicloni = ampie celle di alta pressione di norma in movimento da Ovest verso Est di dimensioni maggiori rispetto ai cicloni delle medie latitudini Non sono coinvolti contrasti o convergenze di massa d aria (e quindi non contengono fronti) Tempo sereno e asciutto Si dirigono verso est ma ogni tanto rimangono fermi diversi giorni sulla stessa area
Le relazioni tra cicloni e anticicloni I cicloni e gli anticicloni delle medie latitudini si alternano intorno al pianeta secondo sequenze irregolari
Cicloni e anticicloni possono originarsi indipendentemente uno dall altro ma esiste spesso tra loro un rapporto funzionale: i venti che divergono dal margine orientale del centro di alta pressione si inseriscono nel flusso d aria che converge nel lato occidentale del centro di bassa pressione.
LE PRINCIPALI PERTURBAZIONI TROPICALI: GLI URAGANI Uragani (America settentrionale e centrale) Cicloni tropicali Tifoni (Pacifico settentrionale) Baguios (Filippine) Cicloni (Oceano Indiano e Australia) Sono tempeste intense, rotanti, cariche di pioggia, migratorie e distruttive che si verificano senza apparente regolarità in alcune regioni tropicali e subtropicali
Le caratteristiche Gli uragani sono centri di pressione estremamente bassa, di forma essenzialmente circolare e contraddistinti da un forte gradiente barico dal centro verso l esterno Forti venti (v minima = 119km/h) che di muovono a spirale in direzione del centro
150km < diametro uragani < 1000km Al centro della tempesta è posto l occhio dell uragano (unica area di calma; 16km < diametro < 40km) Correnti ascendenti in tutto l uragano Parte sommitale: flussi diretti all esterno In corrispondenza dell occhio: corrente discendente Fasce di cumuli densi e cumulonembi si muovono a spirale verso l interno inducendo forti piogge la cui intensità va aumentando verso la parte centrale
Gli uragani richiedono un enorme quantità di energia che è fornita dal calore latente rilasciato dalla condensazione del vapore acqueo Gli uragani si generano solo quando non si verificano variazioni significative dei venti con l altezza Gli uragani si formano a partire da perturbazioni preesistenti nella troposfera tropicale. Se la perturbazione ha una velocità di almeno 64 nodi (119km/h) viene definita uragano
EL NIÑO Anomalo fenomeno oceanografico-meteorologico del Pacifico equatoriale orientale che si verifica particolarmente lungo le coste dell Ecuador e del Perù. In concomitanza del fenomeno affiora alla superficie dell oceano acqua calda più del normale danneggiando gravemente la pesca di alto mare
A intervalli sporadici l avvento del fenomeno coincide con fluttuazioni di ampia scala della pressione atmosferica al livello del mare (oscillazione meridionale).
Il movimento degli uragani Gli uragani si sviluppano: Nel Pacifico settentrionale Nell Atlantico settentrionale Nella porzione occidentale del Pacifico meridionale Nell Oceano Indiano Gli uragani sono assenti: Nell Atlantico meridionale Nella porzione sud-orientale del Pacifico Piccin Nuova Libraria S.p.A.
Seguono traiettorie irregolari all interno del flusso generale degli alisei Percorso specifico molto difficile da prevedere Andamento generale piuttosto prevedibile
I danni e le distruzioni Danni e distruzioni derivano da forti venti, pioggia torrenziale ma soprattutto dal mare grosso Negli Stati Uniti è stata introdotta una scala di intensità degli uragani (1 5) Anche effetti benefici (rifornimento d acqua)
2. Temporali = violenta tempesta convettiva accompagnata da tuoni e fulmini; è un fenomeno locale, generalmente breve. E sempre associato a un movimento verticale dell aria e a una umidità e instabilità notevoli (cumulonembi a torre e acquazzoni). Molto comuni in ambienti caratterizzati da alte temperature, alta umidità ed elevata instabilità Molto più diffusi sualla terraferma piuttosto che sull acqua
3. Tornado = Profonda cella di bassa pressione circondata da un cilindro di vento che ruota violentemente. Elevatissimo gradiente barico tra il centro del tornado e l aria immediatamente esterna (1000millibar). Venti di velocità compresa tra i 320 e gli 800 km/h. Percorso irregolare. Traiettoria serpeggiante e guizzante. E la più distruttiva di tutte le perturbazioni atmosferiche.
I tornado si sviluppano soprattutto alle latitudini medie e subtropicali principalmente in primavera e nella tarda estate
Oltre il 90% dei tornado viene registrato negli Stati Uniti (800-1200 tornado all anno)
I FULMINI Lo sviluppo di un grande cumulonembo causa la separazione delle cariche elettriche: le particelle cariche positivamente salgono in alto mentre quelle cariche negativamente si concentrano verso la base del cumulonembo. La carica negativa alla base della nube induce cariche positive sulla superficie terrestre sottostante. Quando una lingua di cariche negative scatta dalla nube verso il basso e incontra una carica positiva che guizza verso l alto dal suolo si produce una connessione elettrica dalla nube al suolo e una scarica elettrica esplode verso il basso con il lampeggiare del fulmine
Il brusco riscaldamento provocato dalla scarica di un fulmine produce un espansione istantanea dell aia dalla quale nasce un onda d urto che si trasforma in un onda sonora: il tuono V luce = 300.000 km/s V suono = 0.34 km/s
I fronti freddi Il fronte freddo è di norma due volte più ripido del fronte caldo e in genere si muove più velocemente.
Esiste una stretta relazione tra il flusso d aria in alta quota e le perturbazioni al livello del suolo