La circolazione atmosferica
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La circolazione atmosferica e i suoi cambiamenti stagionali influenzano i profili del vento zonale e la struttura verticale dei venti. Le cellule di Hadley, Ferrel e polari, insieme ai movimenti verticali, definiscono le zone climatiche e sono modulate dalla rotazione terrestre. La variabilità e la turbolenza atmosferica riflettono la complessità del sistema climatico globale.
Summary
Outline
Variazioni stagionali e struttura verticale della circolazione atmosferica
La circolazione atmosferica varia notevolmente con le stagioni e presenta una struttura verticale complessa. Le variazioni stagionali sono particolarmente evidenti nei profili medi del vento zonale a 200mb, soprattutto vicino ai 30° di latitudine in entrambi gli emisferi, dove si osservano cambiamenti significativi. La struttura verticale è dominata da un getto occidentale, con velocità massime intorno ai 25 m/s a 200mb. Si riscontrano differenze tra gli emisferi: nell'emisfero meridionale, i venti tra i 35° e i 60° di latitudine sono più intensi di circa 5 m/s rispetto a quelli dell'emisfero settentrionale. Queste osservazioni sono confermate dalle sezioni trasversali zonali medie della componente zonale del vento e dai profili verticali delle condizioni medie emisferiche e globali.Dinamiche dei venti zonali e loro relazione con la baroclinità
I venti zonali sono caratterizzati da venti orientali predominanti nelle regioni tropicali e da venti superficiali deboli orientali associati alla Zona di Convergenza Intertropicale (ITCZ). La distribuzione dei venti zonali è tale che le correnti orientali e occidentali di superficie si equilibrano, risultando in un integrale di superficie globale quasi nullo. I massimi del vento zonale si collocano al di sopra delle regioni con il maggiore gradiente di temperatura nord-sud, suggerendo una forte correlazione con la baroclinità, che è la misura della variazione di temperatura con la latitudine e svolge un ruolo fondamentale nella generazione e nel mantenimento dei venti zonali.Il vento termico e la sua relazione con il gradiente di temperatura
Il vento termico è essenziale per comprendere la variazione verticale dei venti nell'atmosfera. È definito come la differenza di velocità del vento tra due livelli atmosferici e può essere approssimato dal gradiente verticale del vento per un piccolo intervallo di altezza. Il vento termico è direttamente collegato al gradiente di temperatura attraverso l'equazione del vento termico, che è legata all'equilibrio geostrofico. Il taglio verticale del vento è proporzionale al gradiente di temperatura e si dispone parallelamente alle isoterme, con il vento geostrofico che aumenta con l'altitudine nelle regioni dove il gradiente di temperatura è maggiore.Circolazione meridionale media e le sue componenti
La circolazione meridionale media è composta da diverse cellule di circolazione che variano con le stagioni. Le cellule di Hadley, situate nelle regioni tropicali, si intensificano durante l'inverno e si attenuano durante l'estate in entrambi gli emisferi. Le cellule di Ferrel, localizzate alle medie latitudini, sono più intense in inverno, con differenze più evidenti nell'emisfero settentrionale. Le cellule polari sono generalmente più deboli. La circolazione meridionale media è influenzata dalla componente meridionale del vento, che pur essendo di piccola entità, è cruciale per il mantenimento dei venti zonali.Movimenti verticali e zone climatiche associate
I movimenti verticali associati alle circolazioni meridionali medie sono indicatori delle principali zone climatiche. Movimenti ascendenti equatoriali corrispondono a zone di abbondanti precipitazioni, mentre movimenti discendenti nelle regioni subtropicali sono associati a zone aride e desertiche. Alle medie e alte latitudini, i movimenti ascendenti sono legati a zone umide, e nelle regioni polari si trovano zone con clima secco. Questi movimenti verticali sono determinati dalla conservazione della massa e riflettono le dinamiche climatiche delle varie regioni del globo.Implicazioni della rotazione terrestre sulla circolazione atmosferica
La rotazione della Terra influenza profondamente la circolazione atmosferica. Insieme al gradiente di radiazione netta tra i poli e l'equatore, la rotazione terrestre determina la configurazione delle cellule di circolazione. La disposizione ideale di tre cellule per emisfero, osservata nella media annuale, è il risultato di queste forze combinate. La configurazione delle cellule può variare notevolmente con differenti velocità di rotazione, come evidenziato dagli studi sui pianeti del sistema solare, che mostrano diverse configurazioni di cellule a seconda della loro velocità di rotazione.Variabilità della circolazione e turbolenza atmosferica
La circolazione atmosferica è caratterizzata da una significativa variabilità temporale e spaziale. Le deviazioni standard dei profili mostrano una simmetria tra gli emisferi e indicano una turbolenza atmosferica generale. La variabilità stagionale è più marcata nell'emisfero settentrionale, riflettendo la maggiore variabilità delle correnti a getto. La turbolenza è rappresentata dalla distribuzione dell'energia cinetica vorticosa transitoria tra i componenti del vento, che è distribuita in modo approssimativamente uguale tra i componenti zonali e meridionali.
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Variazioni stagionali
Profili medi del vento zonale a 200mb
I profili medi del vento zonale a 200mb mostrano variazioni stagionali significative, soprattutto vicino ai 30° di latitudine in entrambi gli emisferi
Cambiamenti nei venti a 200mb vicino ai 30° di latitudine
Vicino ai 30° di latitudine in entrambi gli emisferi si osservano cambiamenti significativi nei venti a 200mb durante le diverse stagioni
Differenze tra gli emisferi
Nell'emisfero meridionale, i venti tra i 35° e i 60° di latitudine sono più intensi di circa 5 m/s rispetto a quelli dell'emisfero settentrionale
Struttura verticale
Getto occidentale
La struttura verticale della circolazione atmosferica è dominata da un getto occidentale con velocità massime di circa 25 m/s a 200mb
Differenze tra gli emisferi
Nell'emisfero meridionale, i venti tra i 35° e i 60° di latitudine sono più intensi di circa 5 m/s rispetto a quelli dell'emisfero settentrionale
Correlazione con la baroclinità
I massimi del vento zonale si collocano al di sopra delle regioni con il maggiore gradiente di temperatura nord-sud, suggerendo una forte correlazione con la baroclinità
Venti zonali
Venti orientali e occidentali
I venti zonali sono caratterizzati da venti orientali predominanti nelle regioni tropicali e da venti superficiali deboli orientali associati alla Zona di Convergenza Intertropicale (ITCZ)
Equilibrio delle correnti orientali e occidentali
La distribuzione dei venti zonali è tale che le correnti orientali e occidentali di superficie si equilibrano, risultando in un integrale di superficie globale quasi nullo
Relazione con il gradiente di temperatura
I massimi del vento zonale si collocano al di sopra delle regioni con il maggiore gradiente di temperatura nord-sud, suggerendo una forte correlazione con la baroclinità
Circolazione meridionale media
Cellule di circolazione
La circolazione meridionale media è composta da diverse cellule di circolazione che variano con le stagioni
Cellule di Hadley
Le cellule di Hadley, situate nelle regioni tropicali, si intensificano durante l'inverno e si attenuano durante l'estate in entrambi gli emisferi
Cellule di Ferrel
Le cellule di Ferrel, localizzate alle medie latitudini, sono più intense in inverno, con differenze più evidenti nell'emisfero settentrionale
La circolazione atmosferica
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La circolazione dell'aria cambia molto con le ______ e mostra una struttura ______ complessa.
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verticale
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I cambiamenti più notevoli del vento zonale si verificano vicino ai ______ gradi di latitudine in entrambi gli ______.
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Il getto occidentale domina la struttura verticale, con velocità che raggiungono i ______ m/s a ______ mb.
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