Celle convettive Nella troposfera terrestre gradienti-venti modello teorico non considera...

Celle convettiveNella troposfera terrestre

gradienti-ventimodello teorico non considera

orografia-stagionicorrenti a gettodistribuzione

terre e mari

Schermo completo

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Gradiente di temperaturavalori medi

Verticale 0.6°C/100

Adiabatico secco 1°C/100m

Adiabatico umido 0.6°C/100m

0m

2000m

1000m

20°

14°

8°

Nell’aria stabile la temperatura decresce di 0.6°C/100m

20°

10°

0°

aria secca ascendente si espande e raffredda adiabaticamente 1°C/100

20°

14°

8°

aria umida ascendente si espande-raffredda adiabaticamente 0.6°C/100

Temperatura in aumento per compressione adiabatica secca

Temperatura in diminuzione per espansione adiabatica secca

0m

2000m

1000m

30°C

20°C

10°C

1°C/100m

10°C

20°C

30°C

Temperatura in aumento per compressione adiabatica

Temperatura in diminuzione per espansione adiabatica umida

0m

2000m

1000m

30°C

24°C

18°C

0.6°C/100m

18°

28°

38°

Temperatura in diminuzione per espansione adiabatica umida e secca

0m

2000m

1000m

30°C

24°C

18°C

0.6°C/100m 1°C/100m

10°

20°

30°

Cella convettiva generica

• Aria calda e umida – area ciclonica o dibassa pressione:sale espandendosi eraffreddandosi aumentando la depressione originaria e creando una zonaanticiclonica o di alta pressione in quotaper accumulo di aria:la zona ciclonicarichiama altra aria da zone anticiclonichein superficie

• Aria in quota si trasferisce da AP a zonecon BP :da queste l’aria scende concompressione e riscaldamento verso la superficie, creando zona anticiclonicao di alta pressione:da questa zona di APl’aria viene trasferita verso le zone di BPe il ciclo si completa

• Esempio schematico e teorico:vedi s.

Aria calda-umida:si genera corrente ascendente con

espansione e raffreddamento dell’aria

Aria fredda-secca:si genera corrente discendente concompressione e riscaldamento dell’aria

Trasferimento d’aria da AP a BP in quota

Trasferimento d’aria da AP a BP in superficie

AP per accumulo di aria ascendenteBP per diminuzione aria discesa

BP per umidità e temperaturaAP per compressione e temperatura

Bassa pressione equatorialeAP polare AP polare

Emisfero boreale Emisfero australe

Circolazione teorica in terra omogenea e immobile:due sole celle

Cella equatoriale :teorica

• Aria calda-umida delle basse pressioniequatoriali sale espandendosi e raffreddandosi creando alta pressionein quota:aria fredda diverge verso i poli:viene richiamata verso il basso a livellodei tropici ,si comprime e riscalda e creaalta pressione in superficie:diverge versobassa pressione equatoriale e bassapressione circoli polari



Aria fredda-secca:si genera corrente discendente concompressione e riscaldamento dell’aria




BP per umidità e temperaturaAP per compressione e temperatura

equatoretropico

Due Celle equatoriale

Tropico del capricornoTropico del cancroequatore

APAP

APBP

BP

BP

Aria calda sale espandendosie raffreddandosi

Aria fredda scende ,si comprime,riscaldandosi

Trasferimento orizzontale


Si creaalta pressione In quotabassa pressionein basso

Si crea alta pressione In bassobassa pressionein quota

equatoretropico

Variante per Immagine e animazione







equatoretropico

In realtà le correnti verticali sono limitate a 10-15 kmmentre le correnti orizzontali hanno percorsi di migliaia di km

Equatore-bassa pressionearia calda-umida

Tropico-alta pressionearia calda-secca

Aria raffreddataAria fredda

Variante per immagine e animazione







Variante per immagine e animazione

Cella temperata :teorica

• Aria calda dalle alte pressionitropicali viene richiamata dalle bassepressioni dei circoli polari:incontrandoaria fredda polare, risale in quota ovecrea alta pressione:si trasferisce versole basse pressioni polari(e tropicali):scende riscaldandosi sui tropici.

Corrente discendente concompressione e aumento

di temperatura

incontrando aria polarepiù fredda e densasi genera corrente ascendente conaccumulo in quota



BP per allontanamento di aria in discesaAP per accumulo aria salita

AP per compressione temperaturaBP per corrente ascendente

tropicoCircolo polare

Due Celle temperate

Circolo australeCircolo borealetropici

BPBP

BPAP

AP

AP

Aria fredda scende comprimendosisi riscalda

Aria calda sale ,si espande,si raffredda



Si creabassa pressione In quotaaltapressionein basso

Si crea bassa pressione In bassoaltapressionein quota

tropicoCircolo polare

Cella polare :teorica

• Aria fredda dalle alte pressionipolari viene richiamata dalle bassepressioni dei circoli polari:si riscaldarisale in quota ove crea alta pressione:si trasferisce verso le basse pressionipolari e ridiscende verso i poli creandoalta pressione in superficie.



Aria fredda-secca:si genera corrente discendente concompressione




BP per umidità e temperaturaAP per compressione

Circolo polarepolo

Due Celle polari

Polo sudPlo nordCircoli polari

APAP

APBP

BP

BP







poloCircolo polare

Emisfero boreale

Circolazione con tre celle

Circolazione emisfero boreale

Polo nordequatore

Tropico d.cancroCircolo p.boreale

Circolazione emisfero australe

equatorePolo sud

Circolo p.australeTropico d.capricorno

equatoretropicoCircolo polarepolo

Alta pressione Bassa pressione Alta pressione Bassa pressione

Alta pressioneBassa pressioneAlta pressioneBassa pressione

Pressione in quota dovuta a risalita (alta) o discesa(bassa) di aria

Correnti a getto

variante

Circolazione globale nei due emisferi

equatorePolo N Polo S

c.p.borealec.p.australe

t.cancro t.capricorno

Vento e spostamento

• Area anticiclonica=alta pressionein genere:aria fredda, secca

• Area ciclonica=bassa pressionein genere aria calda, umida

• L’aria si sposta da zona anticiclonicaa zona ciclonica con velocità che dipendeanche dalla differenza di pressione e dalla distanza delle due zone

Zone a pressione costantein superficie

• Equatoriale:bassa pressione per elevatatemperatura e umidità

• Tropicale:alta pressione per elevatatemperatura e discesa aria da alta quota

• Circoli polari:bassa pressione per causacorrenti a getto in quota

• Poli:alta pressione per bassa temperaturae aria in discesa da alta quota

Zone a pressione costantein quota

• Equatoriale:alta pressione per accumuloaria in salita

• Tropicale:bassa pressione per discesadi aria

• Circoli polari:alta pressione per accumuloaria in risalita

• Poli:bassa pressione per discesa diaria

AP APAPAP

AP APAPBP BP

BPBP BP

BP BP

Pressione in quota

Pressione in superficie

Superfici con uguale pressione

1120 1118

11161114

Distanza km

Il vento ha una velocità che varia con la differenza di pressione tra due zone e la loro distanza:secondo gradiente

Meno veloce

Più veloce

isobare

Velocità = K*DP/km

BPBP

AP

1118

1116

1114

1112

11101008

1120

Vento tra zona anticiclonica 1120 a zona ciclonica 1008

Forza di Coriolis ,legge di Ferrele deviazione della direzione dei venti

verso destra nell’emisfero boreale e verso sinistra in quello australe

Causata dalla rotazione della terra rispetto al corpo mobilecresce da equatore a poli

AP

AP

AP

AP

BP

BP

BP

alisei

alisei

occidentali

occidentali

polari

polari

Circolazione dei venti in superficie

Deviati secondo legge di Ferrel Soggetti a forza di Coriolis

brezza di valle

Al mattino il sole riscalda prima l’aria presso le cime:genera BPl’aria dal fondo valle risale i versanti:brezza di valle:si espande,

il vapore presente può condensare:annuvolamento

BP

AP

Brezza di monte

AP

BP

Alla sera si raffredda prima l’aria in quota e scende verso il fondo vallecomprimendosi e riscaldandosi

APBP

Durante il giorno l’aria sovrastante il mare si riscalda menodi quella sovrastante la terra (per diverso calore specifico

della terra e dell’acqua):si creano due zone di AP e BPcon conseguente brezza dal mare verso la terra

BPAP

Durante la notte l’aria sovrastante il mare si raffredda menodi quella sovrastante la terra :si creano due zone di AP e BPcon conseguente brezza da terra verso il mare

BP

AP

Alta pressione d’inverno a nord delle alpi e bassa pressione nella pianura padanasi genera un vento che risale il versante nord favorendo la condensazione del

vapore e la precipitazione di neve:l’aria diventata secca discende lungo ilversante sud comprimendosi e riscaldandosi:aumento di temperatura e

tempo sereno:effetto fhon

BP

AP

Livello iniziale0

1000m

2000m

Temperatura massa aria ascendente°C 20°

10°

6°6°

16°

26°

Una massa d’aria ascendente si espande e la temperatura diminuisce di 1°C/100moppure di 0.6°C/100 se umida (perché libera il calore di condensazione)Una massa d’aria secca discendente si comprime e si riscalda di 1°C/100m

Massa ascendente da 0m a 1000m (passa da 20°C a 10°C)inizia la condensazione:passa da 1000m a 2000m e da 10°C a 6°CMassa secca discendente da 2000M a 0m passa da 6°C a 26°C

-1°C/100m

-0.6°C/100m

+1°C/100m

AP invernale

BP adriatico

Pressione molto alta invernale suiBalcani e pressione bassa sul

mareAdriatico-distanza non rilevante-forte gradiente DP/d genera forte

vento BORA con eventualiprecipitazioni balcani

balcani

AP

BP

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