INDICI E TERMOMETRI DEL CLIMA EVENTI ESTREMI Guido Guidi Centro Nazionale di Meteorologia e Climatologia Aeronautica
La radiazione solare Tutti i corpi con temperatura maggiore dello zero assoluto (-273 C) hanno la proprietà di irraggiare nello spazio granuli d energia sotto forma di onde elettromagnetiche. Questi granuli sono detti fotoni o quanti e presentano un contributo energetico inversamente proporzionale alla lunghezza d onda. Il sole, radiatore ideale, ha una temp. superficiale di 6000 C ed emette radiazioni su un vastissimo spettro: dai raggi gamma (10-6 micron) fino a radiazioni con lunghezze d onda di qualche Km. Soltanto quella con spettro compreso tra 0,15 e 14 micron (tra U.V. e I.R.) giunge ai confini con la mesosfera. Quella con lunghezza d onda inferiore a 0,15micron (alto contenuto energetico) raggiy, raggi X e parte degli U.V. vengono assorbite nella termosfera (ecco una spiegazione delle alte temp). La radiazione oltre i 14micron, a basso contenuto energetico) viene riflessa nella ionosfera.
LE CAUSE DEL TEMPO In definitiva la causa principale è: Diversa distribuzione dell energia solare in seno al sistema terra-atmosfera. Dovuta a: Forma geometrica della terra. (sferoidale - con incidenza della radiazione più concentrata all equatore). Inclinazione dell asse di rotazione della terra (il quale nel suo movimento di rotazione intorno al sole rimane inclinato di 23 ).
CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA cause fondamentali differente riscaldamento nelle diverse regioni del globo riscaldamento maggiore nelle zone tropicali, minore nelle polari necessità di trasferire calore da equatore verso poli caso ipotetico Terra non in rotazione e superficialmente omogenea (oceani) unica circolazione convettiva meridiana a scala emisferica Cella di Hadley: salita di aria in quota all equatore flusso in quota verso i poli discesa di aria al suolo ai poli flusso in superficie verso equatore
CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA La Cella di Hadley (caso semplificato ipotetico)
CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA caso ipotetico Terra in lenta rotazione ancora unica circolazione convettiva deviazione di Coriolis Emisfero Nord: flusso in superficie nord-orientale flusso in quota sud-occidentale Emisfero Sud: flusso in superficie sud-orientale flusso in quota nord-occidentale EMISFERO SUD DEVIAZIONE CORIOLIS AGISCE IN DIREZIONE OPPOSTA CIRCOLAZIONE ATMOSFERICA SPECULARE EMISFERO NORD A SEGUIRE SEMPRE RIFERIMENTO A EMISFERO NORD
CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA caso reale Terra in rotazione con periodo 24 h modello a singola Cella di Hadley non più plausibile flusso superficiale completamente orientale prima equatore componente orientale vento centinaia nodi attrito equatoriale tale da rallentare rotazione terrestre modello complesso di circolazione atmosferica da unica circolazione meridiana a sistema di tre circolazioni: meridiana interpropicale o cella di Hadley 0-30 N extratropicale o cella di Ferrel 30 N - 60 N cella polare 60 N - 90 N
TRE CELLE DI CIRCOLAZIONE
DISTRIBUZIONE DEI SISTEMI BARICI
IL TEMPO SI GENERA ALLE MEDIE LATITUDINI
contributo al fine ultimo della circolazione generale: ridistribuzione del calore solare riduzione del divario termico tra equatore e polo
VARIAZIONE DELL ENERGIA SOLARE RICEVUTA DALLA TERRA - PRECESSIONE ASSE TERRESTRE ATTIVITA SOLARE IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO
DISTRIBUZIONE STAGIONALE DELLE CALORIE
Le macchie solari Scoperte da Galileo, si manifestano come zone più fredde della superficie solare. Agiscono sulla quantità di radiazione solare assorbita dall atmosfera terrestre
Minimo di Maunder (1645:1715); la piccola era glaciale attività solare minima Esplosione del vulcano Pinatubo Esplosione del vulcano Tambora; l anno senza estate Inghilterra centrale
STRATOSFERA: LO STRATO DI OZONO
PROCESSO DI DISTRUZIONE DELL OZONO
UN PROCESSO CONTINUO
VARIAZIONI CLIMATICHE ANNUALI E INTERANNUALI EFFETTI SUL TEMPO - INDICE DI HURREL (NAO) ENSO, EL NIÑO, LA NIÑA
LA NORTH ATLANTIC OSCILLATION NAO + NAO -
Indice di HURRELL NAO + Intenso Anticiclone azzorre e profondo Ciclone islandese Intenso gadiente barico con storm-tracks a direzione meridionale (SW NE) Inverni miti e secchi nell area mediterranea, precipitazioni anomale sul Nord Europa. Condizioni climatiche miti sulla costa orientale USA Inverni freddi e secchi in Canada e Groenlandia
Indice di HURRELL NAO - Anticiclone azzorre e Ciclone islandese deboli Gradiente barico ridotto e storm-tracks zonali (W E) Flusso di aria umida su settore mediterraneo; temperature minime su Nord Europa Tempeste di neve sulla costa orientale USA Temperature miti in Groenlandia
EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION
LA VASCA DA BAGNO
LA FASE FREDDA
LA FASE CALDA
TRADOTTO IN FATTI, MA SOPRATTUTTO MISFATTI I CICLONI TROPICALI
OVVERO Conoscere meglio questi fenomeni che sono considerati tra i più violenti che l atmosfera può essere in grado di produrre.
Le condizioni iniziali. Le fasi di sviluppo. Come si suddividono. Struttura del ciclone: cos è l occhio. Curiosità Conclusioni
Le condizioni favorevoli Luogo di nascita: +5 +15 latitudine Nord o Sud Condizioni necessarie: temperatura superficiale del mare sup. a +26,6 C ed assenza di vento.
LE FASI DI SVILUPPO 1 - PERTURBAZIONE TROPICALE ( tropical disturbance ) Costituita da un area con presenza di violenti temporali indice di sollevamento di enormi masse d aria caldo-umide ricche di energia. 2 - DEPRESSIONE TROPICALE ( tropical depression ) Circolazione rotatoria con venti costanti non superiori ai 62 Km/h. 3 - TEMPESTA TROPICALE ( tropical storm ) Distinta circolazione rotatoria con venti che soffiano tra 62 e 120 Km/h, solitamente l anticamera dell uragano o lo stadio che segna il suo indebolimento. 4 - URAGANO (hurricane) Pronunciata circolazione rotatoria con venti che soffiano oltre 120 Km/h. Il suo nome deriva secondo alcuni studiosi dal nome del Dio Caraibico HURICAN
Una tempesta tropicale vista dallo spazio
La forza di Coriolis I moti convettivi da soli non sarebbero però sufficienti a spiegare il moto rotatorio dei cicloni se non intervenisse l'azione della forza di Coriolis. Tale forza, causata dalla rotazione terrestre, è nulla all'equatore, ma, ad una distanza di almeno 500 Km da esso, assume un valore sufficiente a produrre la deviazione dell'aria convergente che inizia a muoversi in cerchio, con velocità sempre più elevate man mano che essa si avvicina al centro del vortice. I venti al suolo, quindi, per essere classificato CICLONE TROPICALE, devono superare i 120km/h
Suddivisione dei cicloni tropicali I cicloni tropicali a secondo del luogo dove si sviluppano prendono nomi diversi, diventando: - URAGANI sull oceano atlantico, interessando con la loro traiettoria, i Caraibi, l America centrale, la Florida. - CICLONI sull oceano indiano, colpendo il golfo del Bengala, il mar arabico e, verso sud il Madagascar e le isole limitrofe. - TIFONI sull oceano pacifico scatenando la loro furia sull arcipelago delle Filippine e sull est asiatico. - WILLY WILLY sempre sull oceano pacifico, però australe, apportando piogge devastanti e forti venti sull Australia orientale e settentrionale.
TIFONI URAGANI CICLONI TIFONI WILLY WILLY
L occhio del ciclone E il cuore della tempesta. Il suo diametro mediamente si aggira intorno ai 25 km di diametro, ma eccezionalmente può raggiungere anche i 60-65 km. E una zona di relativa calma atmosferica, dovuta ai moti subsidenti dell aria al suo interno, che dissolvono le nubi e talvolta è possibile vedere l azzurro l del cielo, attraverso alte nubi frastagliate.
Struttura dei cicloni: l occhio
CURIOSITA
Grado Danni Velocità vento (Km/h) Pressione (hpa) Onda di marea (m) Esempi 1 Minimi 120-152 > 980 1,2-1,6 FLORENCE 1988 CHARLEY 1988 2 Moderati 153-176 965-980 1,7-2,5 KATE 1985 BOB 1991 3 Intensi 177-208 945-964 2,6-3,7 ALICIA 1983 4 Estremi 209-248 920-944 3,8-5,4 ANDREW 1992 HUGO 1989 5 Catastrofici > 248 < 920 > 5,4 CAMILLE 1969 LABOR DAY 1935
Traiettoria degli uragani nell'anno 2000. I punti rappresentano intervalli di 6 ore.
L origine dei nomi dei cicloni tropicali Per centinaia di anni i cicloni hanno preso il nome del santo del giorno della zona che colpiva. Il 13 settembre del 1876 l uragano San Felipe colpì Porto Rico. Sempre lo stesso giorno ma del 1928 un altro uragano si abbattè sulla zona e venne chiamato San Felipe II. Successivamente furono utilizzati la latitudine e la longitudine ma l esperienza dimostrò che questo metodo determinava maggiori errori. Si passò ai nomi di donna durante la II guerra mondiale, prendendo l esempio dal romanzo storm di G.R. Stewart ne 1941. Tale pratica durò fino al 1978 quando si affiancarono anche i nomi maschili. Oggi viene adottata una tabella comprendente cento nomi; al suo completamento si ricomincia da capo. I nomi associati agli uragani che hanno causato maggiori vittime e distruzioni vengono cancellati dalla lista.
Conclusioni I cicloni tropicali, ovvero uragani, cicloni, tifoni, indicano un medesimo fenomeno che prende nomi diversi in base agli oceani dove si sviluppano. Non devono essere confusi con i cicloni extratropicali, tornado e trombe d aria che sono fenomeni diversi. Hanno vita propria con traiettorie e fasi di sviluppo molto difficili da prevedere.
L uragano ANDREW visto dallo shuttle