instabilita baroclina
instabilità baroclina
Principale instabilità dell’atmosfera che si riscontra alle medie e alte latitudini. Si manifesta in presenza di gradienti (variazioni) orizzontali, in media in direzione meridionale, di temperatura. È nozione comune che l’atmosfera terrestre si scaldi nelle zone equatoriali e si raffreddi in quelle polari, in modo tale che alle medie latitudini si mantiene una differenza di temperatura media in direzione meridionale, maggiore durante la stagione invernale. Se la Terra non ruotasse attorno al proprio asse, si stabilirebbe una circolazione meridionale, detta cella di Hadley, estesa tra l’equatore e i poli, che tenderebbe a trasportare aria calda in alto e verso i poli e aria fredda verso il basso e verso l’equatore. La cella di Hadley che si osserva in realtà, come circolazione media nel piano meridionale, descrive un ramo ascendente attorno all’equatore e due rami discendenti attorno ai 30° di latitudine in entrambi gli emisferi, con oscillazioni in latitudine, in funzione della stagione, che sono ben correlate con la stagione delle piogge ai tropici. La presenza della rotazione terrestre impedisce che la cella di Hadley si estenda, con i suoi rami discendenti, fino alle regioni polari. La circolazione alle medie latitudini è caratterizzata da venti che soffiano prevalentemente da ovest verso est, di intensità crescente con la quota fino alla tropopausa. Tale circolazione è soggetta ad ampie e frequenti fluttuazioni che si manifestano come grandi onde e vortici (cicloni e anticicloni) e che determinano la variabilità del tempo meteorologico nelle nostre regioni. L’instabilità baroclina, teorizzata da Jules G. Charney e da Eric T. Eady alla fine degli anni Quaranta del secolo scorso, si manifesta in un fluido soggetto a rotazione in presenza di gradienti orizzontali di temperatura (o densità) e di stratificazione stabile. L’energia che alimenta i moti che nascono come risultato dell’instabilità baroclina deriva dalle differenze orizzontali di temperatura che caratterizzano l’atmosfera nei primi 10 km di spessore. L’instabilità baroclina produce in atmosfera moti quasi orizzontali con scale spaziali dell’ordine di alcune migliaia di chilometri. Una perturbazione instabile delle medie latitudini tende a crescere raddoppiando di intensità all’incirca ogni due giorni, per un periodo di qualche giorno. I cicloni extratropicali sono considerati come una tipica manifestazione dell’instabilità baroclina. Al loro interno i moti verticali ascendenti, pur essendo caratterizzati da velocità decisamente inferiori a quelle dei moti orizzontali, sono la causa della formazione delle nubi e delle precipitazioni.