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5/1/09 - Ciclogenesi extra-tropicale

Ciclogenesi extra-tropicale

Dopo aver parlato di ciclogenesi tropicale (uragani, tifoni, cicloni), ci concentriamo ora su quella extratropicale, ovvero sulla formazione dei grandi sistemi depressionari alle medio-alte latitudini (prendendo sempre come riferimento l'emisfero boreale).
In questo caso dobbiamo andare a rispolverare i concetti di jet stream (corrente a getto), fronte polare e forza di Coriolis già esposti negli articoli rispettivamente del 3 Luglio 2008, del 9 Novembre 2008 e del 2 Maggio 2008.
La ciclogenesi extratropicale può essenzialmente venire suddivisa in due categorie: una è la genesi dinamica (che coinvolge le correnti a getto e le onde di Rossby) e una deriva invece da cicloni tropicali maturi in spostamento verso le medie latitudini (Figura 1). La prima categoria è comunque la più comune, soprattutto nella stagione fredda, quando i cicloni tropicali dell'Oceano Atlantico cessano di formarsi.
Quando abbiamo introdotto le correnti a getto le abbiamo definite come un "fiume" d'aria che scorre ad alta quota (a circa 10km di altezza) e che può raggiungere velocità considerevoli (ampiamente oltre i 200km/h). In particolare, per capire la ciclogenesi extratropicale, ci soffermiamo sulla corrente a getto polare (ovvero quella che scorre intorno al 60° parallelo Nord).

Ciclogenesi extra-tropicale

Esattamente come un fiume, la corrente a getto polare non ha un andamento lineare, ma presenta ampi meandri e curve (onde di Rossby) oltre ad improvvise accelerazioni (dovute essenzialmente a differenze termodinamiche negli strati sottostanti dell'atmosfera). Questi fattori sono alla base della genesi dinamica dei cicloni extratropicali.
Le accelerazioni del getto (jet streak) si formano in zone in cui le isoipse (linee che congiungono punti a uguale altezza) dei valori di pressione di 200/300 hPa sono più strette e vicine, ovvero quando il gradiente di pressione (a 9-10km di altezza) ed il gradiente di temperatura (al suolo) sono più elevati. Chiamiamo pertanto "forza di gradiente" la forza che fa accelerare la corrente a getto.
In prossimità delle zone soggette a tali accelerazioni le masse d'aria aumentano di molto la loro velocità e, una volta giunte al termine del jet streak (ovvero quando la forza di gradiente tende nuovamente a indebolirsi e le isoipse a diradarsi), per inerzia esse tendono a mantenere tale velocità anche se non vi è più nessun impulso dinamico (forza di gradiente) che le sospinge.
Nell'articolo sulla forza di Coriolis avevamo accennato al fatto che tale forza devia i corpi verso destra nell'emisfero Nord e la sua intensità dipende esclusivamente dalla latitudine e dalla velocità del corpo su cui agisce.

Ciclogenesi extra-tropicale

Finché le masse d'aria si muovono a basse velocità e senza accelerazioni importanti, tale forza controbilancia esattamente la forza di gradiente (a meno di eventuali attriti), andando a dare il caratteristico moto rotatorio ciclonico od anticiclonico (approfondiremo il discorso in un prossimo articolo). Al contrario, l'aria giunta al termine di una zona di jet streak ha (causa inerzia) una velocità superiore alla reale forza di gradiente in quel punto e vede quindi la forza di Coriolis prevalere, venendo così deviata verso destra.
In prossimità della fine del jet streak viene così a crearsi una zona in cui l'aria "scappa" dalla traiettoria principale verso destra (divergenza), lasciandovi un relativo "vuoto d'aria". Poiché tutto in atmosfera tende all'equilibrio, tale vuoto d'aria deve essere colmato da altra aria proveniente dal basso. Grazie ai moti ascendenti che così si innescano, al suolo si viene a creare una zona di bassa pressione relativa (Figura 2).
In questo modo si attivano correnti che al suolo convergono orizzontalmente verso il centro della bassa pressione (sempre per ristabilire l'equilibrio) per poi risalire a colmare il vuoto ad alta quota. A questo punto però, sempre a causa della forza di Coriolis, le correnti al suolo che convergono verso il centro vengono deviate verso destra, assumendo una rotazione antioraria e andando definitivamente a formare l'embrione di un ciclone extratropicale (Figura 3).


A cura di Michele Salmi




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