Lupia Palmieri, Parotto, Il Globo terrestre e la sua evoluzione – ed. blu © Zanichelli 2017

Monsone invernale (A) e monsone estivo (B).

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La forza di Coriolis (o effetto Coriolis) è una dinamica atmosferica che

influisce sulla formazione dei venti che soffiano dai poli verso

l'equatore.

i venti che soffiano dai poli, conosciuti con il nome di alisei, non si spostano tra le

isobare in linea retta bensì deviano verso destra nell'emisfero boreale e verso

sinistra nell'emisfero australe.

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Circolazione nella bassa troposfera.

La Terra si riscalda maggiormente all'equatore rispetto ai poli, perciò si innesca un meccanismo di trasferimento di

masse d'aria per bilanciare il calore. Ciò non avviene con un unico circuito convettivo, ma si formano tre fasce per ogni

emisfero.

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La prima fascia, la cellula di Hadley, interessa la zona

compresa tra l'equatore e i tropici. Nell'area equatoriale

l'aria umida si riscalda notevolmente e risale formando

una bassa pressione. In quota condensa provocando

precipitazioni e poi si dirige verso i tropici. Al suolo la

depressione richiama aria dalle zone limitrofe che non

arriva direttamente ma è deviata (verso destra nel nostro

emisfero) a causa della forza di Coriolis, e forma gli

alisei. Nella zona tropicale l'aria in quota, ormai secca,

discende creando un'alta pressione. Per questo motivo

all'equatore si hanno le foreste mentre le zone tropicali

sono desertiche.

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La seconda fascia è la cellula di Ferrel, che si estende

tra i tropici e il circolo polare. Parte dell'aria che era

scesa ai tropici, invece di dirigersi all'equatore si sposta

verso il circolo polare, richiamata dalla bassa pressione

presente in quella zona, piegando e formando i venti

occidentali. Risalendo, condensa producendo

precipitazioni; una parte poi ritorna ai tropici chiudendo il

circuito, mentre l'altra si sposta verso i poli.

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La terza fascia è la cellula polare. L'aria secca

scende al polo formando una zona di alta

pressione e, sempre piegando, si dirige verso le

basse pressioni sotto il circolo polare andando a

formare i venti polari. L'aria fredda si scontra con

quella calda e umida proveniente dai tropici senza

mescolarsi lungo un piano inclinato che è il fronte

polare. Risalendo è richiamata verso il polo

chiudendo così il terzo circuito.

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Questa suddivisione in fasce non è netta, né si mantiene costante nel

corso dell'anno. Invece di fasce si hanno suddivisioni in singole aree

cicloniche e anticicloniche, influenzate dalla distribuzione delle

terre e dei mari. Queste celle, inoltre, si spostano più a nord o a

sud a seconda delle stagioni.

Particolarmente evidente è il capovolgimento barico stagionale che si

verifica in Asia dove si originano i Monsoni

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Sulla base della variazione della direzione i venti sono, invece, classificati nel

seguente modo:

Venti costanti: soffiano sempre nella stessa direzione e nello stesso senso in ogni

mese dell'anno (Alisei)

Venti periodici : invertono il senso in cui spirano nel corso delle stagioni o anche nel

corso di una stessa giornata, a seguito di variazioni della pressione atmosferica

locale. (Brezze/Monsoni)

Venti variabili :in grado di variare la direzione e il senso. I venti variabili sono detti

anche venti locali in quanto si presentano in una medesima regione in determinate

condizioni atmosferiche e sono fortemente influenzati dalla morfologia (Scirocco,

Tramontana, Maestrale, Grecale, Libeccio, Bora, Fohn, ecc)

I venti irregolari : caratterizzati da un movimento vorticoso e irregolare. Sono detti

anche venti ciclonici quando sono alla base della formazione dei cicloni e degli

anticicloni.

Cicloni tropicali. Sono conosciuti come uragani quando hanno origine

sull'Oceano Atlantico e tifoni quando hanno origine sul Mar Giallo in Asia.

Tornado : è un vortice d'aria violento che si origina dai cumulonembi fino a

toccare il suolo. Estensione ristretta. Alta potenza distruttiva. (USA e Australia). In

Italia: tromba d'aria o tromba marina, a seconda se il vortice si origina sulla

terraferma o sul mare.

Uragani: venti ciclonici tropicali con venti superiori a 130 km/h nell'Oceano

Atlantico.

Tifoni :venti ciclonici che si originano nell'Oceano Indiano

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Alta troposfera La pressione atmosferica in

quota è determinata

unicamente dal diverso

spessore che ha la troposfera

alle diverse latitudini. Per

questo motivo a quote elevate

si verifica un'inversione delle

condizioni bariche presenti al

suolo. A 5 km di altezza, infatti,

la pressione è più alta

all'equatore rispetto ai poli

perciò c'è uno spostamento

d'aria verso di essi; poiché

però l'aria non risente più

dell'attrito con il suolo, si

muove seguendo i paralleli,

formando le correnti occidentali

alle medie latitudini, dove

hanno la massima velocità, e le

correnti orientali nella fascia

intertropicale.

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Isobare e venti di gennaio e di luglio.

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Circolazione nell’alta troposfera. La rappresentazione mostra l’esistenza di situazioni

speculari nei due emisferi; la lunghezza delle frecce è proporzionale alla velocità dei venti.

Direzione dei

paralleli

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Correnti a getto

Le correnti a getto sono veri fiumi di aria (

altezza media circa 12 Km) che viaggiano

da ovest verso est ad oltre 500 km/h,

concentrate in due fasce poste ai tropici e

ai circoli polari, per ogni emisfero.

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Stadi dell’evoluzione di una corrente a getto del fronte polare.

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Umidità atmosferica e temperatura

L'umidità atmosferica è correlata alla temperatura dell'aria. Per ogni temperatura

esiste una quantità massima di vapore acqueo contenuto nell'aria. Al di sopra

della quantità massima il vapore acqueo in eccesso si si condensa allo stato

liquido (pioggia) oppure sublima in cristalli di ghiaccio se la temperatura è uguale

o minore di 0°C.

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Variazioni dell’umidità dell’aria con la latitudine (valori medi annui).

L’umidità specifica (assoluta) g/kg aria: aumenta se T°C aumenta

L’umidità relativa è inversamente proporzionale a T°C

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Uno dei possibili meccanismi che portano alla saturazione dell’aria in vapore acqueo, alla

condensazione del vapore e quindi alle precipitazioni.

Origine del Fohn (Favonio): vento montano che muove dal versante

meridionale delle Alpi

https://www.youtube.com/watch?v=yf3FBL70hCw

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L’aria ascendente diminuisce di temperatura, sia a causa

dell’aumento di quota, sia per l’inevitabile espansione

(dovuta alla diminuzione della pressione atmosferica). Le

masse d’aria in spostamento, che salgono o scendono

nell’atmosfera, a causa della variazione delle pressione,

aumentano o diminuiscono il loro volume adiabaticamente

(cioè senza scambio di calore con l’ambiente).

Inizialmente la massa d’aria in sollevamento, aumentando di

volume, perde calore e si raffredda di circa 1 °C ogni 100 m

(gradiente termico verticale adiabatico saturo). Se la massa

d’aria in risalita contiene una certa quantità di

umidità, ad un certo punto della risalita si raggiunge

la saturazione e l’umidità viene perduta attraverso la

sua condensazione in nubi, nebbie e piogge. La massa

d’aria in questo modo (con la condensazione) riceve il

calore latente della condensazione e si raffredda più

lentamente (circa 0,6°C ogni 100 m)

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Non appena la massa d’aria, scavalcata la montagna, irrompe nella valle opposta, discende di quota e la sua temperatura aumenta (circa 1°C ogni 100 m, secondo il gradiente termicoverticale adiabatico secco): la massa d’aria infattiviene compressa dall’aumento della pressione atmosfericae la temperatura sale di 10-20°C in poche decine di ore.

GRADIENTE ADIABATICO

SECCO - E' la velocità con la quale

una particella di aria secca, nel suo

moto verticale, si scalda o si

raffredda. Corrisponde sempre a

0.976° ogni 100 metri, in quanto non

dipende dalla temperatura esterna,

ma dalla pressione (che diminuisce

salendo di quota).

GRADIENTE ADIABATICO

SATURO - Il gradiente adiabatico

saturo è minore di quello secco

perché l'aria satura salendo si

raffredda, e il vapor d'acqua in essa

contenuto condensa cedendo il calore

latente. In genere vale circa 0,6 °C

ogni 100 m.

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Principali tipi di nubi e loro distribuzione verticale.

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1. evaporazione dell'acqua terrestre (contenuta nei mari, laghi,

fiumi, etc.) a causa del riscaldamento solare

2. trasformazione in vapore acqueo

3. risalita nell'atmosfera (poiché più leggero essendo caldo e meno

denso dell'aria sovrastante)

4. raffreddamento adiabatico

5. condensazione attorno a piccole impurità (nuclei di

condensazione) (cristalli di sale marino, particelle di polvere...)

indispensabili per una veloce aggregazione delle molecole stesse

6. generazione di goccioline d'acqua o cristalli di ghiaccio, della

dimensione da 1 a 100 micron, al raggiungimento della "temperatura

d'equilibrio" (la stessa della circostante aria atmosferica)

Formazione nuvole

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Le condizioni all'interno di una nuvola non sono stabili: finché le correnti

d'aria nella nuvola e quelle che scorrono sotto di essa riescono a

mantenere in sospensione le goccioline, esse continueranno a

ingrandirsi.

Sulla sommità della nuvola le correnti ascendenti divergono e le

goccioline ricadono verso il basso con una velocità impercettibile a

causa della forza di gravità per poi venire nuovamente portate verso

l'alto; sono continui saliscendi che fanno ulteriormente incrementare le

dimensioni delle goccioline.

Quando esse raggiungono elevate dimensioni (circa 200 micron), le

correnti ascensionali non possono più sostenerle e quindi cadono sulla

terra sotto forma di pioggia.

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Carta delle isoiete annue.

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Distribuzione delle precipitazioni medie

annue in Italia e su parte dei territori

degli Stati confinanti.

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Caratteristiche di un ciclone tropicale.

In alto, sezione verticale con le varie

parti del vortice e i sistemi di nubi che

l’accompagnano.

In basso, andamento planimetrico delle

isobare e dei venti.

TEMPO ATMOSFERICO

Insieme delle informazioni relative alle

condizioni meteorologiche di un certo

luogo in un preciso istante.

Temperatura, pressione, umidità e

quelle che in generale regolano i venti,

le nuvole e le precipitazioni.

CLIMA: l’insieme delle condizioni

meteorologiche che possiamo

osservare in un dato luogo nel corso di

un lasso di tempo lungo

CICLONI TEMPORANEI =

PERTURBAZIONI

1. Tropicali

2. Extratropicali

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Un ciclone tropicale sull’Oceano Atlantico (emisfero boreale).

Un tornado e il suo meccanismo di azione.

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Cicloni Extratropicali= PERTURBAZIONI

Convergenza dell'aria polare associata ai venti polari con quella tropicale legata ai venti occidentali. Le due masse scorrono parallelamente lungo il fronte polare stazionario.

https://www.youtube.com/watch?v=FwiyEX6-hRk

https://www.youtube.com/watch?v=IamM9i3dG6Q

https://www.youtube.com/watch?v=Er9myDZj7Gc

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I cambiamenti atmosferici con una successione di periodi di bel tempo e maltempo, variazioni di temperature ed umidità sono causati dall’alternarsi di masse d’aria dalle caratteristiche termodinamiche differenti. Quando una massa d’aria con determinati parametri fisici (temperatura, pressione, umidità) si muove verso una regione dove ne staziona un’altra con parametri differenti, si genera una superficie di separazione e quindi di discontinuità chiamata fronte. Se è l’aria fredda a muoversi verso una regione dove è presente aria più calda si parla di fronte freddo. Nel caso opposto di fronte caldo.

Le precipitazioni, causate dai nembostrati – nubi basse e stratificate -, sono in genere di debole/moderata intensitama possono persistere a lungo e risultare quindi abbondanti.Quando il fronte assume una maggiore inclinazione si posso generare anche temporali.

brevi ma intense precipitazioni anche a carattere temporalesco ( sollevamento forzato dell’aria caldo-umida e formazione di cumulonembi). Si possono anche formare linee temporalesche che sono causa di fenomeni talvolta violenti associati a vento molto forte.

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Aria fredda e densa si incunea sotto l'aria calda e provoca il sollevamento di questa e la conseguente condensazione del vapore acqueo in essa contenuto. La depressione si accentua e il settore caldo si riduce. Al vertice dell'onda, che corrisponde al valore più basso della pressione, o minimo depressionario, il fronte freddo più veloce raggiunge il fronte caldo e dà inizio alla formazione di un fronte occluso. In questa fase l'aria calda della zona calda (più veloce del fronte caldo) scorre sopra il cuneo di aria fredda che retrocede e genera grandi sistemi nuvolosi. L'occlusione ha termine quando il settore caldo è completamente eliminato e l'aria calda è rimpiazzata da aria fredda.

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Quando all’interno di un sistema depressionario un fronte freddo che si muove più rapidamente di quello caldo lo raggiunge, si forma un fronte occluso.

inverno

estate

Passato il fronte occluso in genere si ha un miglioramento definitivo del tempo in quanto la bassa pressione tende a indebolirsi fino a colmarsi.

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Formazione e sviluppo di un ciclone extratropicale. Stadi principali dell’evoluzione di un

ciclone delle medie latitudini (le due sezioni verticali indicano i momenti di maggiore

estensione della nuvolosità e delle precipitazioni).

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Quando l'anticiclone delle Azzorre - generalmente d'estate - copre le nostre latitudini, le perturbazioni scorrono a nord garantendoci un tempo stabile e soleggiato. Quando in autunno l'anticiclone si ritira, il percorso delle perturbazioni si sposta più a sud coinvolgendo le regioni settentrionali italiane, anche se la catena alpina offre una certa protezione. In inverno il nord d'Italia è protetto dall'anticiclone siberiano che porta tempo bello ma freddo e nebbie in Pianura Padana e le perturbazioni colpiscono il meridione; se l'anticiclone russo-siberiano rimane più a nord, si ha l'ingresso delle perturbazioni.

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Le principali «traiettorie» dei cicloni tropicali (in rosso) e dei cicloni extratropicali (in blu)

sulla superficie terrestre.