Dagli uragani terresti a quelli planetari


    Un uragano è una violenta tempesta che si forma da una circolazione ciclonica sopra un oceano, con venti che superano i 137 Km/h i quali ruotano intorno ad un'area centrale di bassa pressione denominata occhio, dove i fenomeni sono nulli e la nuvolosità si presenta scarsa.

    La maggioranza degli uragani si forma in condizioni in cui è massima la temperatura della superficie del mare almeno 26 C°.

    Il forte riscaldamento degli strati inferiori dell'atmosfera tende a renderli instabili e quindi a favorire il movimento verticale verso l'alto dell'aria caldo-umida sovrastante la superficie del mare; il raffreddamento di tali masse d'aria produce la condensazione e quindi la liberazione di grandi quantità di calore latente.

    I moti convettivi creano una convergenza di aria verso la zona in cui essi si manifestano, tuttavia tale situazione non avrebbe una lunga durata nel tempo 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 velocità sempre più elevate man mano che essa si avvicina al centro del vortice.

    La deviazione è verso destra nell'emisfero nord, per cui l'aria acquista una rotazione antioraria, al contrario, nell'emisfero sud, la deviazione è a sinistra e la rotazione è oraria.

    Una volta innescata la rotazione le uniche forze che praticamente agiscono sono la forza di gradiente e la forza centrifuga, dirette, rispettivamente, verso il centro e verso l'esterno.

    L'azione convergente e rotatoria dell'aria produce un aumento di intensità del moto ascensionale ed una diminuzione sempre più accentuata della pressione nel centro della colonna, con conseguente aumento della forza di gradiente.

    Oltre alla convergenza al suolo, si ha un sistema divergente ad alte quote che determina un'azione aspirante di aria dalle quote più basse e che si va a sovrapporre al moto convettivo di natura termica.

    Soltanto in tal caso la circolazione dell'aria sarà adatta allo sviluppo di un violento vortice.

    La fase di sviluppo di un uragano può durare dalle 12 ore fino a diversi giorni, durante tale fase la pressione nel centro della tempesta diminuisce gradualmente ed i venti di solito non raggiungono la forza del vento di uragano e si mantengono intorno ai 60 Km/h.

    Quando la tempesta si avvicina alla massima intensità i cambiamenti avvengono molto più in fretta: la pressione cade rapidamente, i venti aumentano fino a più di 150 Km/h in una stretta fascia circolare compresa fra i 15 e i 25 Km di distanza dal centro dell'uragano, nubi e pioggia si organizzano in fasce che si avvolgono a spirale intorno al centro di perturbazione.

    Quando l'uragano raggiunge la maturità, le diminuzioni di pressione al centro sono relativamente piccole, ma l'area coperta da forti venti e piogge violente aumenta.

    La regione interessata dai venti dell'uragano può estendersi fino a raggiungere un diametro che supera i 300 Km.

    Gli uragani cominciano a indebolirsi e muoiono quando la fonte di energia, rappresentata dal calore latente di evaporazione, si esaurisce.

    Tale situazione si verifica quando diminuisce il rifornimento di aria calda e umida con il passaggio della tempesta sulla terraferma oppure con lo spostamento verso latitudini più alte, sopra acque oceaniche più fredde.

    Al centro del sistema si trova l'occhio il fulcro attorno al quale ruota tutta la spirale dell'uragano; esso ha in media un diametro di circa 25 Km , ma può raggiungere anche i 65 Km.

    [inline: 1=Immagine - 1 - Uragano sulla Terra] Immagine - 1 - Uragano sulla Terra

    Esso rappresenta una specie di muro cilindrico, i cui bordi sono formati da uno strato spessissimo di nubi che si estende da vicino al suolo fino a grandi altezze (anche oltre i 15 Km ).

    I fenomeni osservati fanno ritenere che dentro l'occhio ci sia un moto di aria verso il basso che impedisce la formazione di nubi e di piogge.

    Tale moto produce una compressione dell'aria sottostante e quindi è responsabile delle maggiori temperature osservate, dalle foto dei satelliti l'occhio è spesso uno degli elementi caratteristici di un uragano assieme all'aspetto spiraliforme delle nubi più alte che si irradiano dal centro con un moto contrario a quello che si ha al suolo, nell'emisfero nord la rotazione in quota è oraria.

    Gli uragani come altri fenomeni atmosferici, si verificano nel sistema solare: prendiamo come esempio Giove anche se altri uragani avvengono su Urano e Nettuno.

    Se pur l'atmosfera è completamente diversa dalla nostra costituita principalmente da idrogeno ed elio i fenomeni fisici non cambiano.

    E' il pianeta più grande del sistema solare, distante dal sole 778.330.000 di Km. Ci troviamo di fronte un disco solcato da bande in perenne turbolenza che si muovono parallelamente all'equatore.

    Le bande di color bruno scuro, rosso-bruno e grigio sono chiamate fasce e le bande chiare o giallo-bianche tra le fasce sono chiamate zone.

    [inline: 2=Immagine - 2 - Particolare di Giove] Immagine - 2 - Particolare di Giove

    Le cinque zone e le quattro fasce che si trovano nella parte centrale del disco sono configurazioni permanenti, sebbene subiscano lente variazioni di ampiezza, colore e luminosità.

    Tanto le zone quanto le fasce sono caratterizzate dalla presenza di turbolenze, pennacchi, volute, macchie e chiazze irregolari, di colore variabile dal bianco al rosso, al rosso-bruno, all'arancio.

    Fasce, zone e altre strutture trovano una loro giustificazione nella presenza, dell' atmosfera di Giove, in un sistema di nubi che, a causa della rapida rotazione del pianeta, sono continuamente coinvolte in uno stato di perturbazione.

    Gli strati nuvolosi inferiori vengono spinti verso l'alto, mentre le strutture regionali possono muoversi verso est o verso ovest, a seconda che il movimento delle nubi continui in direzione nord o verso sud quando esse raggiungono la sommità della coltre nuvolosa.

    Si è potuto stabilire che le zone chiare sono più fredde di quelle scure, e che, di conseguenza, esse appartengono a uno strato atmosferico di maggior altitudine.

    Le misurazioni della temperatura hanno fornito una prova sicura che le zone sono le regioni in cui avvengono i moti ascensionali dei gas e le fasce quelle in cui i moti sono discendenti.

    A latitudini inferiori la forza generata dalla rapida rotazione di Giove (forza di Coriolis) converte le correnti d'aria verticali in quelle bande orizzontali che circondano il pianeta.

    Il gas che si muove verso l'alto, salendo da una zona, ha la tendenza a spostarsi verso il polo o verso l'equatore per poi ridiscendere in una fascia adiacente.

    Sembra assai probabile che nelle zone, più alte e più fredde dell'atmosfera, la parte superiore delle nubi sia costituita da cristalli di ammoniaca congelata.

    Ad altitudini minori, e quindi a temperature superiori, l'ammoniaca si scioglierebbe passando allo stato gassoso.

    L'emisfero meridionale ospita la configurazione di maggior rilievo, chiamata la grande macchia rossa.

    E la più stabile fra le configurazioni visibili su Giove.

    Attualmente la sua ampiezza è di 24.000 km, ma a volte si è registrato un aumento fino a 50.000 km.

    La spiegazione più plausibile della grande macchia rossa è che si tratti di una perturbazione ciclonica simile ad un uragano. Sulla Terra gli uragani conservano la loro forza finché permangono in un'area tropicale sopra un oceano: essi perdono vigore e diminuiscono di intensità quando si muovono sulla terraferma o su acque più fredde.

    Giove non possiede terraferma e la grande macchia rossa appare situata in una regione ristretta della zona tropicale meridionale.

    I punti di grande luminosità su Giove non sono confinati soltanto nella grande macchia rossa; ne sono stati avvistati e registrati altri, di colore bianco e rosso.

    Le loro dimensioni variano dai 2.000 ai 15.000 km.

    L'atmosfera di Giove è costituita principalmente da idrogeno, elio, ammoniaca, con tracce di deuterio, acetilene ed etano, nei livelli inferiori è presente l'acqua.

    L'Hubble non si fa sfuggire nulla, il satellite artificiale di Giove ha ripreso delle immagini veramente spettacolari, due grossi uragani che si scontrano e si fondono in uno solo.

    Evento che su Giove è raro ma non unico. La tempesta che si è formata su Giove è studiata dagli astronomi della Jpl (Nasa) che cercano di capire e studiare i fenomeni naturali che accadono sul pianeta più grande del nostro sistema solare.

    Le immagini mostrano due uragani che si inseguono fino a scontrarsi, formando un enorme tempesta grande quasi come la grossa macchia che caratterizza ormai la superficie di Giove da oltre 300 anni.

    Non esistono perturbazioni e la radiazione solare molto debole che raggiunge la sua superficie gassosa è insufficiente a generare meccanismi di scambio termico tra equatore e poli.

    E' il calore intrinseco del corpo celeste (Giove è dotato di una propria sorgente di energia che lo rende in un certo qual modo un 'Sole mancato') che induce negli strati dell'atmosfera dei movimenti convettivi di gas, che alternativamente salgono verso la superficie o ridiscendono verso il nucleo formando delle ampie bande orizzontali alternate di colore chiaro e scuro (Zone e Fasce) a temperature differenti.

    Mentre sulla Terra i continui movimenti di aria calda verso nord e di aria fredda verso sud generano quella tipica ondulazione che conferisce alle figure bariche dominanti la classica forma a 'sacco' o a spirale, su Giove la circolazione avviene esclusivamente all'interno di queste bande, caratterizzata ognuna da un movimento dei venti opposto a quella adiacente (venti che soffiano fino a 600km/h).

    Sitografia

    Hurricanes Online Meteorology Guide ww2010.atmos.uiuc.edu

    Jupiter www.nineplanets.org/jupiter.html



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