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ULTIM’ORA METEO: URAGANO Ophelia CATEGORIA 3 in rotta su Isole Britanniche

ULTIM’ORA METEO: URAGANO Ophelia CATEGORIA 3 in rotta su Isole Britanniche
ottobre 15
18:08 2017

L’uragano Ophelia sarà depotenziato da un principio della fisica: la conservazione della vorticità assoluta ovvero la conservazione del momento della quantità di moto.

Il vortice ciclonico “Ophelia”, classificato secondo la scala Saffir-Simpson, come uragano di categoria 2 , nel suo spostamento verso le alte latitudini perderà via via la sua vorticità ciclonica (acquisita sulle acque oceaniche calde tropicali e subtropicali) perché, in ossequio ad un principio della fisica (la conservazione del momento della quantità di moto): più il vortice ciclonico Ophelia si sposta verso nord e maggiore sarà la perdita della sua vorticità. E’ come dire che spostandosi verso nord non avrà alcune effetto da “uragano” e sarà indistinguibile da una qualsiasi normale perturbazione.

Questo principio della fisica stabilisce in pratica che:

– le masse d’aria che si muovono dalle basse verso le alte latitudini (da sud verso nord), devono diminuire la propria vorticità ciclonica oppure devono aumentare la propria vorticità anticiclonica: in pratica, devono acquistare una rotazione in verso orario,

– le masse d’aria che si muovono dalle alte verso le basse latitudini (da nord verso sud) devono aumentare la propria vorticità ciclonica oppure devono diminuire la propria vorticità anticiclonica: in pratica, devono acquistare una rotazione in verso antiorario.

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Qui una nota (didattica) esplicativa per i “non addetti ai lavori”

L’EFFETTO DELLA ROTAZIONE TERRESTRE SUI MOVIMENTI DELLE MASSE D’ARIA

La circolazione generale dell’atmosfera potrebbe essere schematizzata con un ciclo molto semplice, dal momento che il riscaldamento della fascia equatoriale, pur con le fluttuazioni giornaliere e stagionali, è persistente, così come persistente è il raffreddamento delle aree polari. L’aria calda equatoriale meno densa e più leggera sale in quota fino all’alta troposfera e si dirige verso le aree polari, scaricando via via il suo calore e raffreddandosi finchè diventata fredda, più densa e più pesante tanto da precipitare giù sulle aree polari. Nel frattempo, l’aria polare (artica ed antartica) fredda e più pesante scorre al suolo verso le basse latitudini, acquisendo via via calore mentre si dirige verso l’equatore, dove si scalda, diventata meno densa e più leggera, tanto da salire in quota per ricominciare il ciclo.

Nella realtà, invece, tutto ciò non accade. La rotazione terrestre, infatti, impedisce la formazione di questo circuito. Se, poi, si aggiungono tutte le altre complicazioni derivanti dall’alternarsi delle stagioni, dalla disomogeneità della superficie terrestre e dalla natura degli scambi di calore, la circolazione atmosferica diventa parecchio complicata. Per poterla schematizzare nella sua struttura di base, useremo alcune semplificazioni partendo dalla causa principale che determina le modifiche alla grande circolazione planetaria delle masse d’aria: la rotazione terrestre.

1) La velocità di rotazione terrestre ovvero la “vorticità assoluta”

La rotazione della terra attorno al suo asse tracina nel suo movimento i continenti, le masse d’aria e le masse d’acqua oceaniche. La terra, vista dallo spazio, al di sopra del polo nord, ruota in verso antiorario con una velocità angolare di 1 giro al giorno (15° ogni ora, ovvero 0,26 radianti/ora). Tutto ciò che sta sulla terra, compresa l’atmosfera che è a contatto con la superficie terrestre, ruota con la stessa velocità angolare.

La velocità angolare terrestre è un valore costante, non cambia nel tempo e non può in nessun modo essere variata, a meno di un evento catastrofico planetario (per esempio per collisione con un altro pianeta o per cambiamento della forma e delle dimensioni della terra). Questa velocità angolare prende, infatti, il nome di “vorticita assoluta” dove il termine vorticità, che è un conceto della fisica, esprime lo stato rotazionale attorno ad un asse di rotazione. Se la rotazione ha il verso antiorario delle lancette dell’orologio, la vorticità viene detta “ciclonica” (o positiva), se, viceversa, ha un verso orario, la vorticità viene detta “anticiclonica” (o negativa).

Pertanto: LA VORTICITA’ ASSOLUTA TERRESTRE E’ COSTANTE ED E’ CICLONICA.

Guardando, ancora, la terra dallo spazio ci accorgiamo, però, che, nonostante la vorticità assoluta sia la stessa dappertutto, la velocità lineare o periferica con cui si muovono i diversi punti sulla superficie sferica della terra in rotazione attorno al suo asse è diversa e dipende dalla distanza dall’asse di rotazione terrestre (ovvero dipende dalla latitudine).

All’equatore, dove è massima la distanza della superficie terrestre dall’asse terrestre, la velocità periferica di rotazione, cioè la velocità con cui ruota suolo e masse oceaniche equatoriali, è pari a circa 1670 km/ora ed è diretta da ovest verso est, alle medie latitudini dell’Italia, il mar Mediterraneo ed il territorio italiano suolo emasse oceaniche ruotano da ovest verso est con velocità più bassa e pari a circa 1250 km/ora. Le zone artiche del circolo polare artico (ma lo steso accade alle zone antartiche) ruotano a velocità molto più bassa e pari a circa 650 km/ora da ovest verso est, mentre la velocità periferica si riduce praticamente a zero nei pressi dei poli. In pratica le zone polari ruotano attorno a se stesse.

Se, ora, dallo spazio scendiamo sulla superficie della terra, dove su ciascun punto della superficie terrestre il sistema di riferimento geogrtafico è costituito dal “piano orizzontale” perpendicolare alla forza di gravità (e al raggio terrestre) e dalla “verticale al piano orizzontale” che coincide con la direzione della forza di gravità (e del raggio terrestre), gli effetti della rotazione terrestre risultano molto diversi da luogo a luogo, soprattutto se i diversi luoghi hanno diversa latitudine cioè non sono allineati sullo stesso parallelo.

Oltre alla diversa velocità periferica sul piano orizzontale, come abbiamo visto prima, appare molto diversa, da luogo a luogo, anche la “VORTICITA’ ASSOLUTA” perché l’asse verticale, a cui si fa riferimento per i fenomeni di rotazione, cambia da luogo a luogo.

Nel sistema di riferimento geografico terrestre, infatti si parla di “vorticità terrestre”, la quale è massima ai poli, dove la verticale sulla superficie orizzontale coincide con l’asse terrestre e dove, quindi, la “vorticità terrestre” coincide esattamente con la “vorticità assoluta”, mentre è minima all’equatore, dove la verticale sulla superficie orizzontale è perpendicolare all’asse terrestre e, dove, quindi la “vorticità terrestre” diventa inesistente.

Se paragoniamo ora la vorticità terrestre alla velocità periferica terrestre ci accorgiamo che dove la velocità periferica è massima (1670 km/ora all’equatore) la vorticità terrestre è minima (cioè nulla) e viceversa, dove la vorticità terrestre è massima (0,26 radianti/ora o 15°/ora ai poli), la velocità periferica terrestre è minima (cioè nulla).

2) La vorticità relativa influenzata dalla forza di Coriolis

Orbene, fintanto che tutto rimane fermo e solidale con la terra che ruota, tutto appare normale e nessuno nei diversi luoghi della terra si accorge di nulla, ma se ci sono spostamenti (abbastanza significativi) di un qualsiasi oggetto da un luogo ad un altro della superficie terrestre, gli effetti della rotazione terrestre si fanno sentire, sia che si tratti di un oggetto come proiettile di artiglieria di lunga gittata, sia che si tratti di un oggetto come una massa d’aria o una masse d’acqua oceaniche. Gli effetti più evidenti, però, si osservano sui grandi movimenti che hanno una traiettoria prevalente di tipo meridiano cioè nella direzione nord-sud o viceversa.

Come abbiamo visto prima, un oggetto posto all’equatore viaggia, per effetto della rotazione terrestre, da ovest verso est alla velocità di 1670 km/ora. Se questo oggetto si sposta dall’equatore verso nord, la velocità periferica con cui viaggia la superficie terrestre diventa sempre più bassa. Alle nostre latitudini dove la velocità periferica è attorno ai 1250 Km/ora, l’oggetto proveniente dall’equatore, se non ci sono stati fenomeni di attrito che ne hanno rallentato la sua velocità periferica iniziale, ha un surplus di velocità di 420 km/ora cioè di oltre il 30% rispetto alla situazione esistente. Pertanto si trova in anticipo e molto più ad est rispetto al meridiano di partenza. Il risultato è una deviazione verso destra rispetto alla sua traiettoria iniziale. Se, invece, un qualsiasi oggetto si sposta in direzione sud dalle nostre latitudini verso l’equaltore (dove la velocità periferica è maggiore) si ritrova in ritardo e spostato verso ovest rispetto al meridiano di partenza. Anche qui il risultato è una deviazione verso destra rispetto alla traiettoria iniziale.

Gli effetti della rotazione terrestre di un qualsiasi oggetto, e quindi anche delle masse d’aria, in movimento nel sistema di riferimento sferico rotante della terra, sono rappresentati, in fisica e in meteorologia, da una forza, detta forza di Coriolis (dal nome dello scopritore), che dipende dalla velocità della massa d’aria e dalla latitudine.

Questa forza, che non è reale ma “apparente” (perché appare solo nei movimenti in questo tipo di sistema di riferimento) costringe, in pratica, una massa d’aria che si sposta di latitudine a ruotare verso destra cioè ad assumere una vorticità anticiclonica, che diventa massima all’equatore e minima ai poli.

In genere, le massa d’aria che si muovono sulla superficie della terra, acquistano, o possiedono, per cause legate a processi termodinamici dell’atmosfera, una propria specifica vorticità ciclonica o anticiclonica, che viene denominata “VORTICITA’ RELATIVA” (ciclonica o anticiclonica).

Quindi nei movimenti meridiani delle masse d’aria (dalle basse alle alte latitudini e viceversa) è la “vorticità relativa” che subisce le modifiche (aumento o diminuzione di tipo ciclonico o anticiclonico) per effetto della forza di Coriolis.

3) Gli effetti della conservazione della vorticità assoluta.

Se consideriamo tutta l’atmosfera nel suo insieme, dove sono presenti numerosi e differenti processi di vorticità (ciclonica ed anticiclonica) delle masse d’aria alle varie scale spaziali dei fenomeni meteorologici, i principi della fisica ci dicono che la vorticità complessiva totale dell’intera atmosfera terrestre non può essere superiore alla vorticità assoluta della terra (la vorticità complessiva non si crea e non si distrugge).

Questo significa che la somma della “vorticità terrestre” e della “vorticità relativa” deve risultare pari alla “vorticità assoluta” nella libera tmosfera, dove i fenomeni di attrito sono trascurabili, oppure inferiore alla “vorticità assoluta” negli atrati atmosferici più prossimi al suolo, dove i fenomeni di attrito sono rilevanti. Ma questo significa anche che la variazione di vorticità relativa è correlata con la variazione di vorticità terrestre ed in particolare che nei movimenti meridiani (con cambiamento di latitudine) la vorticità relativa (ciclonica) aumenta quando la vorticità terrestre diminuisce e viceversa.

In definitiva, il comportamento delle masse d’aria, in movimento nella libera atmosfera terrestre, può essere sintetizzato come segue:

– una massa d’aria che si muove DA SUD VERSO NORD, procedendo dalle basse verso le alte latitudini, deve aumentare la propria vorticità anticiclonica oppure diminuire la propria vorticità ciclonica (in pratica, deve acquistare una rotazione in verso orario);
– una massa d’aria che si muove DA NORD VERSO SUD, procedendo dalle alte verso le basse latitudini, deve aumentare la propria vorticità ciclonica oppure diminuire la propria vorticità anticiclonica (in pratica, deve acquistare una rotazione in verso antiorario).

Poichè gli effetti della rotazione terrestre ed i comportamenti delle masse d’aria, nell’emisfero sud della terra, sono perfettamente speculari con quelli analoghi dell’emisfero nord, questa conclusione rimane identica, purchè si scambi il senso di rotazione attribuito alle vorticità, e cioè: la circolazione ciclonica ha verso orario di rotazione e la vorticità anticiclonica ha, invece, verso antiororario.
Fonte: Vincenzo Ferrara

GUARDA I SATELLITI: QUI

L’area che potrebbe essere colpite da venti da tempesta ed uragano nell’evoluzione del sistema tropicale. Fonte NOAA.

 

La traiettoria prevista dell’uragano Ophelia, arriverà vicinissima alla coste europee con minore intensità ma rischio di danni a cose e persone. Fonte NOAA.

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