INDICI E “TERMOMETRI”

DEL CLIMA – EVENTI

ESTREMI

Guido Guidi

Centro Nazionale di Meteorologia

e Climatologia Aeronautica

Tutti i corpi con temperatura maggiore dello zero assoluto (-273°C)

hanno la proprietà di irraggiare nello spazio “granuli d’energia”

sotto forma di onde elettromagnetiche. Questi granuli sono detti

“fotoni”o “quanti” e presentano un contributo energetico

inversamente proporzionale alla lunghezza d’onda.

Il sole, radiatore ideale, ha una temp. superficiale di 6000°C ed

emette radiazioni su un vastissimo spettro: dai raggi gamma (10-6

micron) fino a radiazioni con lunghezze d’onda di qualche Km.

Soltanto quella con spettro compreso tra 0,15 e 14 micron (tra U.V.

e I.R.) giunge ai confini con la mesosfera. Quella con lunghezza

d’onda inferiore a 0,15micron (alto contenuto energetico) raggiY,

raggi X e parte degli U.V. vengono assorbite nella termosfera (ecco

una spiegazione delle alte temp). La radiazione oltre i 14micron, a

basso contenuto energetico) viene riflessa nella ionosfera.

La radiazione solare

LE CAUSE DEL TEMPOIn definitiva la causa principale è:

• Diversa distribuzione dell’energia solare in seno al sistema terra-atmosfera.

• Forma geometrica della terra. (sferoidale -

con incidenza della

radiazione più concentrata

all’equatore).

• Inclinazione dell’asse di rotazione della terra (il quale nel suo movimento

di rotazione intorno al sole

rimane inclinato di 23°).

Dovuta a:

• cause fondamentali– differente riscaldamento nelle diverse regioni del globo

• riscaldamento maggiore nelle zone tropicali, minore nelle polari

• necessità di trasferire calore da equatore verso poli

• caso ipotetico– Terra non in rotazione e superficialmente omogenea (oceani)

⇒ unica circolazione convettiva meridiana a scala emisferica

⇒ Cella di Hadley:• salita di aria in quota all’equatore

• flusso in quota verso i poli

• discesa di aria al suolo ai poli

• flusso in superficie verso equatore

CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA

CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA

La Cella di Hadley(caso semplificato ipotetico)

CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA

• caso ipotetico– Terra in lenta rotazione

• ancora unica circolazione convettiva• deviazione di Coriolis

– Emisfero Nord: flusso in superficie nord-orientaleflusso in quota sud-occidentale

– Emisfero Sud: flusso in superficie sud-orientaleflusso in quota nord-occidentale

• EMISFERO SUD– DEVIAZIONE CORIOLIS AGISCE IN DIREZIONE

OPPOSTA– CIRCOLAZIONE ATMOSFERICA SPECULARE EMISFERO

NORD– A SEGUIRE SEMPRE RIFERIMENTO A EMISFERO NORD

CIRCOLAZIONE GENERALE ATMOSFERICA

• caso reale

– Terra in rotazione con periodo 24 h

• modello a singola Cella di Hadley non più plausibile

– flusso superficiale completamente orientale prima equatore

– componente orientale vento ∼ centinaia nodi

– attrito equatoriale tale da rallentare rotazione terrestre

• modello complesso di circolazione atmosferica

• da unica circolazione meridiana a sistema di tre circolazioni:

– meridiana interpropicale o cella di Hadley 0° - 30°N

– extratropicale o cella di Ferrel 30°N - 60°N

– cella polare 60°N - 90°N

TRE CELLE DI CIRCOLAZIONE

DISTRIBUZIONE DEI SISTEMI BARICI

IL “TEMPO” SI GENERA ALLE MEDIE LATITUDINI

contributo al fine ultimo della circolazione generale:ridistribuzione del calore solare

riduzione del divario termico tra equatore e polo

VARIAZIONE DELL’ENERGIA SOLARE

RICEVUTA DALLA TERRA

- PRECESSIONE ASSE TERRESTRE

ATTIVITA’ SOLARE

IMPOVERIMENTO DELLO STRATO DI OZONO

DISTRIBUZIONE STAGIONALE DELLE CALORIE

Le macchie solari

Scoperte da Galileo, si manifestano come zone piùfredde della superficie solare.

Agiscono sulla quantità di radiazione solare assorbita dall’atmosfera terrestre

Inghilterra centrale

Minimo di Maunder (1645:1715); la piccola era glaciale

attività solare minima

Esplosione del vulcano Tambora;

l’anno senza estate

Esplosione del

vulcano Pinatubo

STRATOSFERA: LO STRATO DI OZONO

PROCESSO DI DISTRUZIONE DELL’OZONO

UN PROCESSO CONTINUO

VARIAZIONI CLIMATICHE ANNUALI E

INTERANNUALI – EFFETTI SUL TEMPO

- INDICE DI HURREL (NAO)

ENSO, EL NIÑO, LA NIÑA

LA NORTH ATLANTIC OSCILLATION

NAO + NAO -

NAO +

• Intenso Anticiclone azzorre e profondo Ciclone islandese

• Intenso gadiente barico con storm-tracks a direzione meridionale(SW NE)

• Inverni miti e secchinell’area mediterranea, precipitazioni anomalesul Nord Europa.

• Condizioni climatiche mitisulla costa orientale USA

• Inverni freddi e secchi in Canada e Groenlandia

Indice di HURRELL

NAO -

Indice di HURRELL

• Anticiclone azzorre e Ciclone islandese deboli

• Gradiente barico ridotto e storm-tracks zonali (W

E)

• Flusso di aria umida su settore mediterraneo; temperature minime su Nord Europa

• Tempeste di neve sulla costa orientale USA

• Temperature miti in Groenlandia

EL NIÑO SOUTHERN OSCILLATION

LA “VASCA DA BAGNO”

LA FASE FREDDA

LA FASE CALDA

TRADOTTO IN FATTI, MA SOPRATTUTTO

“MISFATTI”

I CICLONI TROPICALI

Conoscere meglio questi fenomeni che sono considerati tra i più violenti che l’atmosfera può essere in grado di produrre.

OVVERO

• Le condizioni iniziali.

• Le fasi di sviluppo.

• Come si suddividono.

• Struttura del ciclone: cos’è l’ “occhio”.

• Curiosità

• Conclusioni

Le condizioni favorevoli

Luogo di nascita: +5° +15° latitudine Nord o SudCondizioni necessarie: temperatura superficiale del mare

sup. a +26,6°C ed assenza di vento.

LE FASI DI SVILUPPO

1 - PERTURBAZIONE TROPICALE ( tropical disturbance ) Costituita da un’area con presenza di violenti temporali indice di sollevamento di enormi masse d’aria caldo-umide ricche di energia.

2 - DEPRESSIONE TROPICALE ( tropical depression ) Circolazione rotatoria con venti costanti non superiori ai 62 Km/h.

3 - TEMPESTA TROPICALE ( tropical storm ) Distinta circolazione rotatoria con venti che soffiano tra 62 e 120 Km/h, solitamente l’anticamera dell’uragano o lo stadio che segna il suo indebolimento.

4 - URAGANO (hurricane) Pronunciata circolazione rotatoria con venti che soffiano oltre120 Km/h. Il suo nome deriva secondo alcuni studiosi dal nome del DioCaraibico “HURICAN”

Una tempesta tropicale vista dallo spazio

Una tempesta tropicale vista dallo spazio

La forza di Coriolis

I moti convettivi da soli non sarebbero però sufficienti a spiegare il moto rotatorio dei cicloni se non intervenisse l'azione della forza di Coriolis. Tale forza, causata dalla rotazione terrestre, è nulla all'Equatore, ma, ad una distanza di almeno 500 Km da esso, assume un valore sufficiente a produrre la deviazione dell'aria convergente che inizia a muoversi in cerchio, con velocitàsempre più elevate man mano che essa si avvicina al centro del vortice. I venti al suolo, quindi, per essere classificato CICLONE TROPICALE, devono superare i 120km/h

I moti convettivi da soli non sarebbero però sufficienti a spiegare il moto rotatorio dei cicloni se non intervenisse l'azione della forza di Coriolis. Tale forza, causata dalla rotazione terrestre, è nulla all'Equatore, ma, ad una distanza di almeno 500 Km da esso, assume un valore sufficiente a produrre la deviazione dell'aria convergente che inizia a muoversi in cerchio, con velocitàsempre più elevate man mano che essa si avvicina al centro del vortice. I venti al suolo, quindi, per essere classificato CICLONE TROPICALE, devono superare i 120km/h

Suddivisione dei cicloni tropicaliSuddivisione dei cicloni tropicali

I cicloni tropicali a secondo del luogo dove si sviluppano prendono nomi diversi, diventando:

- URAGANI sull’ oceano atlantico, interessando con la loro traiettoria, i Caraibi, l’America centrale, la Florida.

- CICLONI sull’oceano indiano, colpendo il golfo del Bengala, il mar arabico e, verso sud il Madagascar e le isole limitrofe.

- TIFONI sull’oceano pacifico scatenando la loro furia sull’arcipelago delle Filippine e sull’est asiatico.

- WILLY WILLY sempre sull’oceano pacifico, però australe, apportando piogge devastanti e forti venti sull’Australia orientale e settentrionale.

I cicloni tropicali a secondo del luogo dove si sviluppano prendono nomi diversi, diventando:

- URAGANI sull’ oceano atlantico, interessando con la loro traiettoria, i Caraibi, l’America centrale, la Florida.

- CICLONI sull’oceano indiano, colpendo il golfo del Bengala, il mar arabico e, verso sud il Madagascar e le isole limitrofe.

- TIFONI sull’oceano pacifico scatenando la loro furia sull’arcipelago delle Filippine e sull’est asiatico.

- WILLY WILLY sempre sull’oceano pacifico, però australe, apportando piogge devastanti e forti venti sull’Australia orientale e settentrionale.

URAGANI

TIFONI

CICLONI

WILLYWILLY

TIFONI

• E’ il cuore della tempesta. Il suo diametro mediamente si aggira intorno ai 25 km di diametro, ma eccezionalmente può raggiungere anche i 60-65 km.

L’ “occhio” del ciclone

•• EE’’ una zona di relativa calma una zona di relativa calma atmosferica, dovuta ai moti subsidenti atmosferica, dovuta ai moti subsidenti delldell’’aria al suo interno, che dissolvono le aria al suo interno, che dissolvono le nubi e talvolta nubi e talvolta èè possibile vedere lpossibile vedere l’’azzurro azzurro del cielo, attraverso alte nubi frastagliate.del cielo, attraverso alte nubi frastagliate.

Struttura dei cicloni: l’ “occhio”

CURIOSITA’CURIOSITA’

Catastrofici

Estremi

Intensi

Moderati

Minimi

Danni

< 920

920 - 944

945 - 964

965 - 980

> 980

Pressione (hPa)

CAMILLE 1969 LABOR DAY 1935

> 5,4> 2485

ANDREW 1992HUGO 1989

3,8 - 5,4209 - 2484

ALICIA 19832,6 - 3,7177 - 2083

KATE 1985BOB 1991

1,7 - 2,5153 - 1762

FLORENCE 1988CHARLEY 1988

1,2 - 1,6120 - 1521

EsempiOnda di marea (m)

Velocitàvento

(Km/h)

Grado

Traiettoria degli uragani

nell'anno 2000.

I punti rappresentano

intervalli di 6 ore.

L’origine dei nomi deicicloni tropicali

• Per centinaia di anni i cicloni hanno preso il nome del santo del giorno della zona che colpiva. Il 13 settembre del 1876 l’uragano “San Felipe” colpì Porto Rico. Sempre lo stesso giorno ma del 1928 un altro uragano si abbattè sulla zona e venne chiamato “San Felipe II”.

• Successivamente furono utilizzati la latitudine e la longitudine ma l’esperienza dimostrò che questo metodo determinava maggiori errori. Si passò ai nomi di donna durante la II guerra mondiale, prendendo l’esempio dal romanzo “storm” di G.R. Stewart ne 1941.

• Tale pratica durò fino al 1978 quando si affiancarono anche i nomi maschili. Oggi viene adottata una tabella comprendente cento nomi; al suo completamento si ricomincia da capo. I nomi associati agli uragani che hanno causato maggiori vittime e distruzioni vengono cancellati dalla lista.

Conclusioni

• I “cicloni tropicali”, ovvero uragani, cicloni,

tifoni, indicano un medesimo fenomeno che

prende nomi diversi in base agli oceani dove si

sviluppano.

• Non devono essere confusi con i cicloni

extratropicali, tornado e trombe d’aria che

sono fenomeni diversi.

• Hanno vita propria con traiettorie e fasi di

sviluppo molto difficili da prevedere .

L’uragano “ANDREW” visto dallo shuttle