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CIRCOLAZIONE GENERALE DELL'ATMOSFERA

geografia




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CIRCOLAZIONE GENERALE DELL'ATMOSFERA



La fonte principale del colore dell'aria è il calore ceduto dal suolo sotto forma di radiazione infrarossa. L'aria che si trova sopra una superficie fredda, riceverà poco calore.

Perdendo calore l'aria si raffredderà, subendo una diminuzione di volume per la legge dei gas perfetti. La contrazione di volume provocherà l'abbassamento della massa d'aria, e si avrà un aumento di pressione.

Il processo opposto si verifica sulle superfici calde, dove si avrà la risalita dell'aria e una diminuzione di pressione.

L'aria tende a muoversi da 313d35d lle aree d'alte pressioni a quelle basse.

Il vento segue una traiettoria non rettilinea. Esso tende a muoversi di moto rettilineo e uniforme rispetto all'universo, non alla Terra; cioè mentre il vento sulla superficie terrestre devia verso destra nell'emisfero boreale, verso sinistra in quello australe. Nell'emisfero boreale, l'aria uscente da un anticiclone, cioè una zona d'alta pressione, sarà diretta, seguirà una traiettoria a spirale in senso orario. Al contrario, l'aria entrante in un ciclone, zona di bassa pressione, seguirà una traiettoria a spirale in senso antiorario. Il contrario avviene nell'emisfero australe.



Dato che l'attrito continua a variare sulla superficie terrestre, e dipende dalla velocità del vento; le masse d'aria percorrono traiettorie difficili da prevedere.

La pressione barometrica varia dall'estate all'inverno.

Presso l'Equatore, la pressione è un po' più bassa, costituendo la fascia di basse pressioni equatoriali.

Sopra i tropici si hanno le alte pressioni tropicali, disposte sopra le zone più fredde. S'incontrano successivamente la fascia di basse pressioni subantartiche, e poi la zona d'alta pressione polare.

Altra zona d'alta pressione è anche sulla calotta artica. Si hanno in generale masse d'aria a bassa pressione, dette cicloni extratropicali che si muovono fra zone permanenti d'alte pressioni, dette anticicloni.

Gli anticicloni sono distribuiti sui continenti d'inverno e sui mari d'estate.

Essi sono:

L'anticiclone "russo", il cui centro si trova sulla Siberia o sulla Cina Settentrionale;

L'anticiclone canadese, poco intenso;

L'anticiclone delle Azzorre, d'inverno, d'inverno è poco esteso, d'estate si estende a gran parte dell'Europa e dell'Atlantico Settentrionale;

L'anticiclone delle Hawaii


LA CIRCOLAZIONE GLOBALE DEI VENTI


Dalle aree d'alte pressioni tropicali fuoriescono dei venti diretti verso le basse pressioni equatoriali. Sono gli Alisei (in inglese TRADES) che soffiano da SE a NW. Gli alisei sono fra i più tipici venti costanti, mutando poco di direzione e intensità nel corso dell'anno.

La zona dove gli Alisei convergono si chiama Zona di convergenza intertropicale (ITC) e la sua posizione varia nel corso dell'anno.

Essa corrisponde a venti molto deboli o assenti, in quella conosciuta come la zona delle calme equatoriali.

Anche le aree anticicloniche tropicali sono zone d'aria calma e vi è sovente la nebbia.

In teoria i venti polari dovrebbero essere orientali. In pratica, nell'emisfero boreale consistono in:

  • Venti che soffiano da settentrione (NE, N, NW);
  • Venti catabici, consistenti in masse d'aria molto fredda.

Nell'emisfero boreale la presenza di grandi masse continentali disturba la circolazione generale dell'atmosfera. I monsoni, venti tipici dell'Asia, sono stagionali per il carattere di marcata continentalità dell'area.

I più marcati, detti monsone estivo, sono venti di SW e SE. Essi portano l'umidità degli oceani Pacifico e Indiano, dove l'orario del monsone estivo coincide con l'inizio della stagione delle piogge.

Il monsone invernale arriva in Asia meridionale scendendo dagli altopiani del Tibet, e nella discesa si riscalda e perde umidità, per cui è caratterizzato da temperature elevate, cielo sereno e aria molto asciutta.


LE CELLE DI HADLEY


I venti spostano orizzontalmente grandi masse d'aria, che tendono ad accumularsi in alcune zone originando correnti ascensionali. La zona dove si accumulano maggiormente è la Zona (ITC).

Non potendo raggiungere i poli, l'aria si accumula nell'alta troposfera che sovrasta i tropici, causando un ispessimento della troposfera. L'accumulo d'aria è compensato dalla subsidenza dell'aria sottostante. Si ha quindi una corrente discendente, che chiude il ciclo riportando l'aria nella bassa troposfera. L'intero percorso è detto Cella di Hadley.


I VENTI OCCIDENTALI DELL'ALTA TROPOSFERA E IL FRONTE POLARE


I venti occidentali dell'alta troposfera sono diffusi su una larga fascia, che a Nord arriva sino ai Poli e a Sud è limitata da vortici situati sotto la parte centrale delle celle di Hadley. La fascia dei vortici separa i venti occidentali da venti molto più deboli, che si trovano sopra l'equatore.



I venti occidentali assumono andamento sinuoso, con la formazione delle onde di Rossby. Queste onde si sviluppano nella stretta zona di contatto fra la larga zona di gelida aria polare e la calda aria tropicale.

Questa zona di contatto è spesso marcata da una superficie di separazione, detta Fronte Polare.

A causa delle Onde di Rossby, il fronte polare s'incurva sino a rompersi. Quando si ha la rottura del fronte polare, nella bassa troposfera una massa d'aria fredda polare s'insinua verso Sud, formando un fronte freddo, mentre una massa d'aria calda tropicale s'insinua verso Nord, formando un fronte caldo.

Le 2 masse non sono in grado di spostarsi a lungo, perché vengono trascinate insieme dai venti occidentali dell'alta troposfera.


LE CORRENTI A GETTO DELL'ALTA TROPOSFERA


Le correnti a getto sono delle strette zone dei venti occidentali in cui il vento cresce molto di velocità. In sezione appaiono come dei "tubi" d'aria più veloce, in cui la velocità è crescente verso il centro del tubo.

  • La più importante corrente a getto è quella polare, che si trova lungo la superficie di contatto tra aria polare e tropicale, dal lato dei Tropici. Essa è generata dalla forte differenza di pressione tra le 2 masse d'aria;
  • Un'altra importante è la corrente a getto tropicale. Essa è legata ad una variazione di spessore della troposfera: il limite fra zone temperate e celle di Hadley;

La terza è la corrente a getto tropicale orientale, ha direzione opposta alle altre 2, altezza maggiore e velocità minore. Si trova solo sopra Asia, India e Africa, e solo nella stagione estiva.


GENESI ED EVOLUZIONE DEI CICLONI EXTRATROPICALI E DEI FRONTI


La circolazione dell'atmosfera è condizionata dalla fascia di alta pressione subtropicali e dell'area anticiclonica caratteristica delle regioni polari.

Questa situazione isobarica determina 2 correnti: la corrente fredda polare Nord-Est, Est e la corrente calda tropicale Sud-Ovest e Ovest.

Queste 2 correnti s'incontrano determinando una superficie di discontinuità detta superficie di fronte polare.

Questa superficie separa le 2 correnti; la sua intersezione col suolo determina una linea detta fronte polare. Il fronte polare è una linea percorsa da onde prodotte da spinte alternate dell'aria tropicale verso N e dell'aria polare verso S.

Formata l'ondulazione, si evolve e si sviluppa in un ciclone extratropicale.

Le depressioni nascono sui mari aperti.

I cicloni che interessano l'Europa si formano verso l'Alasca o nella zona compresa tra il Golfo del Messico e l'isola di Terranova.


FAMIGLIA DEI CICLONI


Solitamente, dietro il primo ciclone se ne può formare un secondo, poi un terzo, poi un quarto e quando l'ultimo è prossimo ad eseguire il suo ciclo di vita, il primo inizia la sua formazione.

La famiglia di cicloni è costituita di 3-5 membri.

La continua aria fredda dall'anticiclone verso E, determina, in Europa, i tipici inverni rigidi.

Gli anticicloni, chiamati centri d'azione, hanno piccoli spostamenti e possono persistere per parecchi giorni e settimane, condizionando così lo stato del tempo per un lungo periodo.


DEPRESSIONE O CICLONE SECONDARIO


La forma di un ciclone secondario è agevolata se le masse che seguono il fronte occluso sono molto fredde.


IL TEMPO NEL FRONTE CALDO, NEL FRONTE FREDDO




Il fronte caldo è costituito d'aria calda che scorre su uno strato d'aria fredda. L'aria calda subtropicale, attraversando l'oceano diventa molto umida.

L'aria calda provoca una condensazione che dà luogo a nubi meno dense, cioè ad altostrati ed a cirri.

Prima compaiono i cirri, (quindi l'aria calda è ad alta quota), poi essi coprono il cielo con un velo uniforme di cirrostrati e si nota attorno al Sole un alone luminoso. Quindi, la nebulosità aumenta, compaiono gli altostrati che ricoprono il cielo; il Sole è appena visibile ed appare velato. Nel frattempo la pressione diminuisce poiché l'aria fredda viene sostituita dall'aria calda più leggera.

Le nubi sono dense, basse; e la visibilità è molto scarsa. Incomincia a piovere e le precipitazioni cessano; la visibilità rimane ridotta e si formano nebbie.

Il fronte freddo è formato da aria fredda che s'insinua sotto dell'aria calda.

L'instabilità delle masse d'aria, dalla quale dipende l'andamento della nebulosità ed i fenomeni ad essa connessi. Ricordiamo che l'atmosfera è instabile quando hanno origine i movimenti ascendenti di una colonna d'aria compensati da moti discendenti.

Il fronte occluso rappresenta la superficie di discontinuità formata dall'unione dell'aria fredda avanzante con l'aria fredda antistante il vecchio fronte caldo del ciclone. La sua velocità è inferiore a quella delle discontinuità del fronte stesso.

L'occlusione si distingue in:

  • Occlusione fredda: dove l'aria più fredda s'insinua sotto l'aria meno fredda sospingendola verso l'alto, dando luogo a nubi cumuliformi ed a precipitazioni di carattere temporalesco;
  • Occlusione calda: dove l'aria fredda scorre sopra l'aria più fredda anteriore, si solleva dal suolo dando origine a precipitazioni diffuse e moderate.

I CICLONI TROPICALI


I cicloni tropicali sono perturbazioni che hanno origine in prossimità dell'equatore ed interessano: Giappone, Indie occidentali e Oceano Indiano. Essi vengono chiamati uragani quando investono le regioni atlantiche; tifoni, se la loro origine ed il loro raggio d'azione interessa il Pacifico.


STRUTTURA DEI CICLONI


I cicloni sono costituiti da aree molto profonde. Il loro diametro raggiunge un'ampiezza massima. Il gradiente barico è elevatissimo; i venti impetuosi verso l'interno formano un angolo di circa 30°; mentre al centro il loro movimento è quasi circolare. La loro velocità aumenta dalla periferia al centro.

L'ascesa dell'aria calda provoca la condensazione del vapore acqueo dando origine ai nembi.

La condensazione del vapore d'acqua determina spesse nubi di convenzione dalle quali la pioggia cade a torrenti. Mano a mano che l'aria sale e diventa più fredda le nubi più alte (cioè i cirri) si allontanano, sembrano uscire dal centro del ciclone. I cirri sono formati da piccoli aghi di ghiaccio.

L'aria al centro è calma e il cielo sereno. Questo fenomeno, l'occhio del ciclone, si giustifica perché una parte dell'aria che si trova lungo il contorno della calma centrale viene spinta verso il centro della massa d'aria che si solleva; l'aria discende e si riscalda provocando un rialzo di temperatura ed una diminuzione d'umidità.

Se l'aria al centro del ciclone è calma il mare è tempestoso, perché le onde sono state sollevate dai venti violenti di tutte le direzioni delle ore precedenti.


EVOLUZIONE DEI CICLONI


La nascita dei cicloni tropicali avviene in mare aperto, dove si hanno masse d'aria calda ed umida.

I venti equatoriali e polari producono un moto rotatorio nel senso antiorario nell'emisfero boreale ed orario nell'emisfero australe.

L'aria calda ed umida è costretta a salire. Nell'ascesa dell'aria, il vapore acqueo si condensa; l'aria si alleggerisce e salendo con maggior energia determina un afflusso sempre più elevato d'aria calda ed umida dalla zona circostante che sale sempre più condensandosi ed il processo continua determinando lo sviluppo del turbine ciclonico.

Il ciclone possiede un moto di traslazione dovuto all'intensità delle correnti atmosferiche.




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