Approfondimento sulla corrente a getto

Si definisce corrente a getto una corrente stretta, forte e concentrata lungo un asse quasi orizzontale, situata nella troposfera superiore e nella stratosfera, caratterizzata da un forte gradiente verticale e laterale dell’intensità del vento che presenta uno o più massimi di velocità. In genere la lunghezza di una corrente a getto è di diverse migliaia di km, la sua larghezza di qualche centinaia di km e la sua altezza di qualche km. La velocità del vento è normalmente maggiore di 60 kts, lo shear verticale è di 5/10 metri al secondo per chilometro, quello orizzontale di 5 m\sec per 100 km, le nubi caratteristiche sono i cirri e la quota alla quale si trova il suo asse è intorno ai 250 hpa. Le principali correnti a getto sono il getto polare e quello subtropicale. Di minore importanza sono il getto equatoriale e quello artico.
Nel 1904 uno dei primi studiosi ad individuare la presenza di forti venti in quota fu Show. Utilizzando essenzialmente dati di analisi al suolo ed i rilevamenti dei venti fino alla quota di 4000 metri, scoprì che il vento aumentava di intensità passando da 3000 a 4000 metri assumendo una intensità di circa 50kts. In seguito nei pressi di Pavia furono scoperti e registrati venti di 95 kts (alla quota di 10 km). A seguito di varie osservazioni nel 1911 Dines avanzò l’ipotesi che fra un ciclone e l’anticiclone che lo precede, ad una certa quota, dovevano essere presenti venti di notevole intensità per la baroclinicità che l’atmosfera presenta. Lo stesso Dines, a seguito dei sondaggi atmosferici, dimostrò che in media l’intensità della circolazione orizzontale dei cicloni e degli anticicloni mobili cresce verso l’alto fino a livello della troposfera e decresce al di sopra. In seguito furono istituiti fitte reti di stazioni che effettuavano sondaggi attraverso i quali si evidenziò la presenza di forti venti in quota. Lo studio delle correnti a getto ebbe un grande impulso dopo la seconda guerra mondiale, quando l’esigenza del volo spinse ad approfondire la conoscenza di venti particolarmente forti in quota.

 

Il vento atmosferico

Il vento, che è originato da differenze di pressione atmosferica fra due zone.
Le masse d'aria si spostano sempre da zone di alta pressione (anticicloni), a zone di bassa pressione (cicloni).

I venti si originano dal fatto che, nelle zone di bassa pressione, l'aria, maggiormente riscaldata, si dilata e si innalza, richiamando al suo posto quella delle zone anticicloniche circostanti.

Teoricamente i venti dovrebbero spirare perpendicolarmente alle isobare ma a causa della rotazione terrestre subiscono una deviazione. Nell'emisfero nord escono da una zona anticiclonica in senso orario ed entrano in una zona ciclonica in senso antiorario. Inversamente avviene nell'emisfero sud.

Le caratteristiche del vento sono la velocità e la direzione.

La velocità del vento è tanto maggiore quanto meno distano fra loro i due nuclei di alta e bassa pressione e quanto maggiore è la differenza di pressione fra di loro.
La velocità si esprime in Km/h o m/s e lo strumento per misurarla è l'anemometro.Per quanto riguarda la direzione del vento bisogna fare riferimento alla famosa rosa dei venti.

I venti si dicono:Costanti
Quando spirano costantemente nello stesso senso (alisei, venti occidentali e polari).Periodici
Quando spirano alternativamente in senso opposto (monsoni, brezze).Variabili
Quando spirano saltuariamente (fohn, scirocco, bora, mistral, libeccio, ecc.). Particolarmente violenti sono i venti catabattici che spirano dalle alte pressioni polari e che in corrispondenzadi un sensibile dislivello altimetrico acquistano notevole velocità anche per effetto della gravità.

Temperatura e umidità Atmosferica

Esse costituiscono i due elementi fondamentali per la comprensione dei fenomeni atmosferici, perché caratterizzano le masse d'aria. La più importante fonte diretta di calore per l'aria è la superficie terrestre che reirradia il suo calore, tanto maggiore quanto più i raggi del sole la colpiscono verticalmente. Le variazioni della temperatura saranno quindi giornaliere, stagionali, in funzione della latitudine e dell'altezza sul livello del mare. L'umidità atmosferica è dovuta all'evaporazione prodotta sulle superfici acquee e sulle fonti secondarie dalla azione calorifica della radiazione solare. Il vapore si diffonde negli strati atmosferici inferiori, distribuito in funzione della temperatura e del tipo di regione. La quantità di vapore che l'aria può contenere è funzione della temperatura: l'aria si definisce satura quando contiene la massima quantità di vapore compatibile con la sua temperatura. La quantità di vapore d'acqua necessaria alla saturazione diminuisce rapidamente al decrescere della temperatura. Una porzione d'aria che compia un movimento verticale tende ad espandersi per la maggiore rarefazione dell'aria e quindi a raffreddarsi. Tale effetto di raffreddamento si riduce tanto più quanta più umidità contiene l'aria, perché viene attenuato dal calore prodotto dal vapore che condensa. Una massa d'aria che sale si dice instabile quando la sua temperatura alle varie quote tende a rimanere maggiore di quella degli strati in cui viene mano a mano a trovarsi, rispetto ai quali risulterà pertanto costantemente più leggera tendendo, di conseguenza, a continuare l'ascesa. Una massa d'aria si dice invece stabile quando la distribuzione della temperatura con l'altezza diminuisce in maniera tale da ostacolare i moti convettivi. Per quanto detto, a parità di altre condizioni, una massa d'aria è tanto più instabile quanto maggiore è l'umidità che contiene.

Il monsone indiano porterà cambiamenti climatici al nostro pianeta (maggio 2006)

L'inquinamento atmosferico nel sud est asiatico è talmente elevato da impedire alla radiazione solare di giungere al suolo. Le polveri sottili in sospensione nell'aria e gli inquinanti a base di solfati e nitrati hanno, infatti, un effetto raffreddante che a livello globale ha un valor medio di -1,6 watt/m 2 . Questa è la situazione paradossale che si sta creando sull'oceano Indiano settentrionale, secondo le più recenti ricerche della Università di California pubblicate sul numero odierno del «Journal of Climate». L'oceano Indiano più meridionale, invece, continua a scaldarsi sempre di più. Il risultato è che la anomala differenza di temperatura tra oceano Indiano meridionale e oceano Indiano settentrionale sta modificando il regime dei monsoni che interessano l'Asia meridionale e l'Africa centro meridionale. Le famose piogge monsoniche sono diminuite mediamente tra il 5 e l'8% negli ultimi 50 anni e non colpiscono l'Asia meridionale e l'Africa orientale. La modifica dei monsoni ha ripercussioni sulla circolazione atmosferica subtropicale dove, invece le precipitazioni stanno aumentando nell'area del Sahel ed ai margini del Sahara. Come a dire che il deserto del Sahara tenderà ad attenuarsi, mentre tenderanno a desertificarsi le aree del Africa sud orientale. Nel futuro, il cambiamento della circolazione atmosferica e del regime di precipitazioni potrebbe portare a cambiamenti climatici imprevedibili, perché i modelli climatici finora utilizzati, e gli scenari su cui si basavano, non avevano mai preso in considerazione un inquinamento atmosferico così rilevante come quello che sta succedendo nel sud est asiatico, né avevano mai preso in considerazione un forte sbilanciamento regionale sul riscaldamento climatico globale, che l'imprevisto effetto raffreddante degli aerosol asiatici stanno inducendo.

In un studio pubblicato il 15 Maggio pubblicato dal Giornale della Società Meteorologica americana di Clima, Eddy di Chul Chung e V. Ramanathan di Oceanografia di Scripps descrivono la loro analisi di temperature di mare-superficie ed una serie di altri dati dalla regione di Oceano indiana. Nell'analisi, loro trovarono quelle temperature refrigerante-che-normali nella parte settentrionale dell'oceano ha indebolito la naturale circolazione di clima ed il monsone condiziona nella regione, dando luogo a pioggia ridotto sull'India ed un aumento di pioggia sul sud di zona di Sahel del Sahara in Africa.

In un studio separato ma relativo pubblicato nel 2005 nei Procedimenti dell'Accademia Nazionale di Scienze (PNAS), Ramanathan e Chung, insieme ai loro colleghi al Centro Nazionale per Ricerca Atmosferica, l'Università di Washington, ed in India e Svizzera, trovò attraverso simulazioni che le piccole particelle di inquinamento di aria chiamate aerosol sta mascherando l'effetto di riscaldamento da benzine di serra.

ATMOSFERA TERRESTRE

La sottile striscia di aria che circonda la Terra (ha uno spessore di circa 1.000 Km ma la sua fascia superiore estremamente rarefatta si estende fino a 30.000 Km di altezza. è la fonte di vita del pianeta stesso. Forse non si riflette a sufficienza sul fatto che si potrebbe sopravvivere senza cibo o senza acqua, ma non senza l'aria. Inoltre senza l'atmosfera non esisterebbero ne i mari ne gli oceani e nemmeno i laghi. La Terra usa come motore l'energia del Sole, ma solamente una piccolissima porzione di questa energia viene intercettata dal nostro pianeta. L'atmosfera si divide classicamente in regioni determinate dal cambiamento locale della temperatura e della pressione atmosferica con l'aumentare della quota.
Queste regioni sono: La troposfera, la stratosfera, la mesosfera e la termosfera.

La troposfera è lo strato dell’atmosfera terrestre a diretto contatto con il pianeta ed caratterizzato dalla maggior densità dell’aria e dalla sua temperatura che diminuisce verticalmente in media di 6°C per chilometro. L’altezza della troposfera è variabile e va da un minimo di circa 8 chilometri in corrispondenza dei poli ad un massimo di circa 18 chilometri in corrispondenza dell’equatore. La sua altezza varia anche stagionalmente essendo maggiore nei mesi estivi e minore in quelli invernali.
La troposfera ospita l'80% della massa d'aria ed il 99% del vapore acqueo contenuto nell’atmosfera terrestre. La temperatura decresce con l’aumentare della quota, in quanto è il suolo la fonte indiretta del calore solare, e raggiunge il suo minimo in prossimità della tropopausa (circa -70°C). La concentrazione di vapore acqueo oltre che diminuire con l’aumentare della quota varia anche con la latitudine e sarà massima all’equatore, dove può superare il 3%, e diminuisce andando verso le regioni polari dove sarà minima.
Tutti i fenomeni atmosferici avvengono all’interno della troposfera, tuttavia le turbolenze possono estendersi fino alla porzione inferiore della stratosfera.

La tropopausa è un sottile strato a temperatura costante (circa -55°C) che separa la troposfera dalla stratosfera.

La stratosfera si estende, partendo da una quota base variabile in base alla latitudine, a circa 50 chilometri di altitudine. La stratosfera è una sorta di barriera alla penetrazione dei moti verticali della troposfera anche se alcuni rimescolamenti sono possibili in certe regioni delle medie latitudini nei mesi primaverili ed invernali. Questi scambi modificano la posizione dei Jet Stream, le correnti in cui le velocità superano i 100 nodi.
Nella stratosfera la temperatura dell’aria rimane relativamente costante fino ad un’altitudine di 25 chilometri, quindi aumenta gradualmente fino a raggiungere il valore di circa 0°C. La regolazione termica della stratosfera, visto che il vapore acqueo presente scarso, è gestita da uno strato di ozono localizzato ad un’altitudine compresa fra i 20 ed i 30 chilometri. Le molecole di ozono assorbono le radiazioni ultraviolette, aventi una lunghezza d’onda compresa fra 290 nm e 320 nm dannose per la vita perché possono essere assorbite dagli acidi nucleici nelle cellule, convertendole in energia cinetica che provoca il riscaldamento della stratosfera.
Approssimativamente è stato stimato che il 90% dell’ozono presente in atmosfera si trova nella stratosfera in cui la concentrazione è di circa 10 parti per milione in volume.

La mesosfera si estende approssimativamente dai 50 ai circa 80 chilometri di altitudine ed è caratterizzata dalla graduale diminuzione della temperatura che raggiunge il suo minimo (circa190°K pari a -83°C) all’altitudine di 80 chilometri grazie alle trascurabili concentrazioni di ozono e di vapore acqueo. Con l’aumentare della distanza dalla superficie della Terra la composizione chimica dell’aria diventa fortemente dipendente dall’altitudine e l’atmosfera si arricchisce di gas leggeri. A grandi altitudini i gas residui cominciano a stratificarsi in base alla loro massa molecolare sotto l’azione della forza gravitazionale.

La mesopausa è uno strato di transizione fra la mesosfera e la termosfera.

La termosfera si estende approssimativamente dagli 80 chilometri ed è caratterizzata da un graduale aumento della temperatura, che raggiunge i 1200°C, dovuto all’assorbimento della intensa radiazione solare da parte delle molecole di ossigeno che assieme all’azoto, ad un’altitudine di 100-200 chilometri, è ancora il principale componente. La termosfera assieme alla porzione più esterna della mesosfera costituiscono la ionosfera una zona in cui i gas sono allo stato di ioni (particelle con carica elettrica per aver perso o acquistato elettroni). Queste particelle ionizzate sono molto importanti per le telecomunicazioni in quanto hanno la capacità di riflettere al suolo le onde radio provenienti dalla Terra in una direzione diversa da quella di provenienza. La termosfera è anche sede del fenomeno delle aurore polari.

L’esosfera è la regione più distante dalla superficie della Terra e la zona di transizione tra l’atmosfera terrestre e lo spazio interplanetario. La termosfera e l’esosfera insieme costituiscono l’alta atmosfera che contiene anche la magnetosfera che sul lato illuminato della Terra raggiunge un’altezza di circa 64.000 chilometri. La magnetosfera contiene le fasce di Van Allen che si interrompono in corrispondenza delle zone polari. La magnetosfera intercetta e devia le radiazioni ionizzanti altrimenti dannose per gli esseri viventi. La temperatura media dell’esosfera è di circa 700°C anche se l’escursione termica fra il periodo in cui si ha il minimo irraggiamento solare (circa 300°C) e quello in cui si ha il maggior irraggiamento solare (circa 1700°C) è molto alta.