Utente:Calabash/Sandbox 2
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Il vento è un flusso di gas su larga scala. Sulla Terra il vento consiste nello spostamento di grandi masse d'aria. Nello spazio aperto, il vento solare consiste nello spostamento di gas o particelle cariche dal Sole attraverso lo spazio,[1] mente il vento planetario è il degassamento di elementi chimici leggeri dall'atmosfera del pianeta verso spazio. I venti che interessano lo spazio vengono generalmente classificati dalla scala spaziale in base alla loro velocità, al tipo di forze che li causano, alle regioni interessate e ai loro effetti. I venti più forti del sistema solare sono stati osservati su Nettuno e Saturno.
In meteorologia i venti vengono misurati in base alla forza e direzione dalle quale soffiano. I venti di poca durata, come le raffiche, possono causare danni anche gravi a linee elettriche e ponti sospesi. Venti forti di durata intermedia (circa un minuto) sono chiamati groppi. I venti di lunga durata, come brezza, burrasca, tempesta, uragano, tifone, sono denominati in base alla loro forza. I venti interessano una gamma tipologie, dalle correnti che possono durare decine di minuti, alle brezze locali della durata di alcune ore generate dal riscaldamento della superficie terrestre, fino ai venti globali, conseguenza della differenza di assorbimento dell'energia solare da parte delle zone climatiche della Terra. Le due principali cause della circolazione atmosferica su larga scala sono la differenza di temperatura tra l'equatore e i poli e la rotazione del pianeta (effetto Corilois). All'interno dei tropici, la bassa pressione termica sul terreno e sugli altopiani possono portare alla formazione di monsoni. Nelle aree costiere, il ciclo tra la brezza marina e quella terrena può formare dei venti locali; nelle aree grograficamente irrgolari, le brezze di valle e di montagna possono dominare i venti locali.
Nella civiltà umana il vento ha ispirato la mitologia, influenzato eventi storici, espanso le tipologie di trasporti, il modo di combattere la guerra ed è stato utilizzato come risorsa energetica per lavori meccanici, elettricità e svaghi. Il vento è stato fondamentale per lo sviluppo della navigazione attraverso l'oceano. Le mongolfiere utilizzano il vento per spostarsi, mentre nel volo a motore il vento viene utilizzato per aumentare la spinta e ridurre i consumi di carburante. Le aree di wind shear causate da vari fenomeni meteorologici possono causare situazioni pericolose durante il volo. Il vento può raggiungere tali livelli di potenza da sradicare alberi e danneggiare o distruggere strutture create dall'uomo.
Il vento può modificare i paesaggi attraverso una varietà di processi eolici formando terreni fertili, come il löss, e con l'erosione, e può spostare la sabbia dei grandi deserti per grandi distanze con i venti dominanti; i venti più importanti che vengono accelerati a causa delle irregolarità del terreno e si uniscono alla polvere desertica hanno dato il nome a varie regioni di cui sono caratteristici. Il vento alimenta gli incendi. I venti disperdono i semi di numerose varietà di piante e insetti volatili, permettendone la sopravvivenza e la dispersione. Quando è combinato con le basse temperature, il vento ha un impatto negativo sul bestiame. Il vento influenza le provvidte di cibo degli animali e le loro strategie di predazione e difesa.
Cause
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Il vento è un fenomeno generato dalle differenze di pressione atmosferica che provocano lo spostamento dell'aria da una zona di alta pressione ad una di bassa pressione. Il moto di rivoluzione di un pianeta devia la direzione dell'aria su tutta la superficie (effetto Coriolis), tranne che all'equatore.
Sulla Terra le due principali cause del vento su larga scala (la circolazione atmosferica) sono la differenza di temperatura tra equatore e i poli, dovuta al diverso assorbimento dell'energia solare e e l'effetto Coriolis. All'esterno dei tropici e lontano dall'effetto frizionale della superficie, i venti tendono ad influenzare il bilanciamento geostrofico. Vicino alla superficie terrestre, l'attrito rallenta la velocità del vento e lo spinge più verso l'interno delle zone di bassa pressione.[2]
I venti definiti da un equilibrio di forze fisiche vengono utilizzati nella scomposizione e nell'analisi dei profili del vento. Sono utili per la semplificazione delle equazioni del movimento dell'atmosfera e per elaborare teorie accurate sulla distribuzione orizzontale e verticale dei venti. Il vento geostrofico è il risultato del bilanciamento tra l'effetto Coriolis e le differenze di pressione. Il vento soffia parallelo alle isobare e approssimativamente al di sopra lo strato limite atmosferico alle medie latitudini.[3] Il vento termico è la differenza nel vento geostropico tra due livelli dell'atmosfera ed esiste solo in un'atmosfera con una differenza di temperatura orizzontale.[4] Il vento ageostrofico è la differenza tra il vento reale e quello geostrofico ed è una delle cause della formazione dei cicloni.[5][6] Il vento di gradiente è simile a quello geostrofico, ma include la forza centrifuga (o accelerazione centripeta).[7]
Misurazione
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La direzione del vento viene rilevata in base alla direzione da cui spira; ad esempio, una raffica settentrionale soffia da nord verso sud.[8] Gli anemoscopi sono strumenti atti ad indicare presenza e direzione del vento, come ad esempio la manica a vento o la banderuola; vengono utilizzati in luochi aperti come gli aeroporti per indicare principalmente la direzione del vento, ma anche la velocità e l'angolo di inclinazione.[9][10] La velocità del vento viene misurata dall'anemometro, generalmente costituito da coppette rotanti o eliche. Quando è necessaria una misurazione più precisa, come per le ricerche scientifiche, il vento può essere misurato dalla velocità di propagazione degli ultrasuoni o dall'effetto della ventilazione sulla resistenza di un filo riscaldato.[11] Un altro tipo di anemometro utilizza dei tubi di Pitot che sfruttano il differenziale di pressione tra la camera d'aria e un tubo esterno che è esposto al vento per determinare la pressione dinamica, che viene poi utilizzata per calcolare la velocità del vento.[12]
La velocità è ottenuta calcolando la velocità media del vento in dieci minuti misurata a dieci metri d'altezza, ma gli Stati Uniti calcolano la media in due minuti,[13] mentre l'India tropicale in tre.[14] Conoscere il metodo di campionatura del vento è importante perché valore della media calcolata in un minuto è generalmente il 14% maggiore rispetto a quella calcolata in dieci minuti.[15] Una breve raffica di vento forte viene definita maxima se eccede la più bassa velocità misurata in dieci minuti per più di 10 kn (19 km/h). Un groppo è un raddoppiamento della velocità del vento su una soglia certa che dura per un minuto o più.
Per misurare i venti in quota vengono utilizzare le radiosonde anemometriche attraverso un sistema GPS, navigazione radio o RADAR.[16] In alternativa, il movimento dei palloni meteorologici può essere tracciato visualmente da terra utilizzando un teodolite.[17] Le tecniche di rilevamento a distanza includono SODAR, doppler, LIDAR e RADAR, che possono misurare l'effetto doppler delle radiazioni elettromagnetiche sparse o riflesse dall'aerosol sospeso o da molecole, mentre radiometri e radar possono essere usati per misurare l'irregolarità della superficie dell'oceano dallo spazio e dagli aeroplani, dalla quale si può dedurre la velocità del vento sulla superficie dell'acqua. Le immagini dei satelliti geostazionari possono essere utilizzare per misurare i venti nell'atmosfera basandosi sulla velocità di movimento delle nuvole.
Scala di misurazione
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Una delle scale di misurazione più utilizzate è la scala di Beaufort, che è riconosciuta internazionalmente dal 1º gennaio 1949.[18] La scala, inizialmente strutturata in tredici gradi (da zero a dodici) e poi ampliata a diciotto negli anni quaranta,[19] viene applicata ad un metodo di misurazione empirico della velocità del vento basato sull'osservazione delle condizioni del mare e prevede diversi termini generali di classificazione come brezza, burrasca o tempesta, a volte succeduti da aggettivi.
La terminologia e il metodo di misurazione dei cicloni tropicali varia da regione a regione (ad esempio, alcuni non utilizzano la velocità media del vento per determinare la categoria del ciclone).
Nelle mappe meteorologiche di superficie il vento viene rappresentatyo da un barbiglio rivolto verso la direzione da cui soffia il vento,[8] al termine del quale alcuni simboli ne rappresentano la velocità in questo modo:
- Ogni mezza linea significa vento a 5 kn (9,3 km/h);
- Ogni linea intera significa vento a 10 kn (19 km/h);
- Ogni pennante (triangolo campito) significa vento a 50 kn (93 km/h).[20]
L'assenza di vento viene rappresentata da due cerchi concentrici.
Applicato ad una mappa permette un'analisi delle isocline (linee che uniscono punti con la stessa velocità del vento), che vengono utilizzate in particolare per individuare le correnti a getto ad un più alto livello di pressione, e sono generalmente collocate sopra i 300 hPa.[21]
Climatologia globale
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La direzione verso cui soffiano i venti varia in base alla latitudine in cui si trovano. Ai poli i venti soffiano verso est, mentre tra il fronte polare e la cosiddetta latitudine dei cavalli (corrispondente a trenta gradi in entrambi gli emisferi) i venti prevalenti soffiano verso occidente. Dalla latitudine dei cavalli all'equatore i venti prevalenti soffiano nuovamente verso est, incontrandosi all'incerca all'altezza dell'equatore e formando la barriera subtropicale, una zona di alta pressione.
A ridosso della barriera subtropicale ci sono le doldrums, o zona delle calme equatoriali, dove i venti sono più deboli. Molti dei deserti della terra si trovano vicino alle media latitudine della barriera subtropicale, dove le descent riducono l'umidità relativa dell'aria.[22] I venti più forti soffiano nelle medie latitudini dove l'aria artica fredda incontra l'aria calda proveniente dai tropici.
Tropici
[modifica | modifica wikitesto]Gli alisei sono i venti prevalenti nella regione dei tropici che si muovono in direzione dell'equatore terrestre.[23] Gli alisei soffiano soprattutto da nordest nell'emisfero nord e da sudest in quello sud,[24] e sono i flussi dominanti per i cicloni tropicali che si formano negli oceani.[25] Gli alisei possono anche trasportare la sabbia dei deserti africani verso il Mar dei Caraibi, così come in parti dell'America del Nord.[26]
Un monsone è un vento stagionale che domina nelle regioni tropicali per alcuni mesi all'anno. Il termine venne utilizzato per la prima volta in lingua inglese in India, Bangladesh, Pakistan e nei paesi circostanti per riferirsi alle stagionali raffiche di vento provenienti dall'Oceano Indiano e dal Mare Arabo verso sudest, le quali portavano grosse perturbazioni.[27] La loro progressione verso i poli viene accelerata dall'aumento di calore nelle zone di bassa presisone dell'Asia, Africa e America del Nord tra maggio e giugno, e in Australia in dicembre.[28][29][30]
I venti provenienti da ovest e il loro impatto
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I venti occidentali sono venti predominanti tra il 35 e i 65 gradi di latitudine che soffiano da sudovest nell'emisfero nord e da nordovest in quello su;[24] sono più forti in inverno quando la pressione è bassa ai poli, e più deboli in estate, quando la pressione ai poli aumenta.[31] I cicloni extratropicali vengono influenzati dal flusso dei venti occidentali che si sviluppano a nord della barriera subtropicale.[32][33]
Assieme agli alisei i venti occidentali hanno determinato le rotte commerciali dell'Atlantico e del Pacifico, dato che hanno permesso lo sviluppo di una forte corrente oceanica nella parte occidentale degli oceani in entrambi gli emisferi con il processo chiamato intensificazione occidentale.[34] Queste correnti trasportano le acque tropicali calde verso le regioni polari e possono essere particolarmente forti soprattutto tra i i 40 e i 50 gradi di latitudine sud, in una fascia detta dei quaranta ruggenti.[35] I venti occidentali giocano un ruolo importante nel trasporto del calore delle acque equatoriali verso le coste ovest dei continenti,[36][37] specialmente nell'emisfero sud dove gli oceani sono più vasti.
I venti orientali ai poli
[modifica | modifica wikitesto]I venti orientali polari sono venti secchi e freddi, spesso deboli ed irregolari, che soffiano da est nelle zone polari verso la zona dei venti occidentali, dove la pressione è più bassa.[38] Il loro movimento è dovuto all'aria fredda che, a causa della bassa temperatura, si abbassa sui poli creando un'area di alta pressione che forza l'aria a fluire verso l'equatore,[39] mentre la loro direzione è dovuta all'effetto Coriolis.
Fattori locali
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Brezze di mare e di terra
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Nelle regioni costiere le brezze di mare e di terra possono essere un importante fattore per la posizione dei venti dominanti. L'oceano viene scaldato dal cole più lentamente a causa del maggior calore specifico rispetto al terreno.[40] Quando la temperatura della landform cresce, il calore riscalda l'aria. L'aria calda è però meno densa dispeddo a quella dell'ambviente circostante, e così si alza d quota, causando un dislivello di pressione di circa 2 millibar tra l'oceano e la terraferma. L'aria pù fredda sul mare, trovandosi ora ad una pressione più alta, fluisce verso la zona di bassa presisone della costa, creando un brezza fresca nei pressi delle coste. Quando i !!!venti su larga scala!!! sono calmi, la forza della brezza di mare è direttamente proporzionale alla differenza di temperatura tra la terra e il mare. La brezza di mare non si forma se in mare aperto il vento è di 8 nodi (o superipore????).
Durante la notte la terra si raffredda più lentamente dell'oceano a causa della differenza di calore specifico. Questo cambiamento di temperatura causa l'interruzione della brezza di mare. Quando la temperatura della terraferma è più fredda di quella del mare, la pressione sull'aqua sarà più bassa di quella della terra, permettendo così all'aria di fluire verso l'acqua fino a quando il vento sulla terraferma non è sbbastanza forte da opporsi.[41]
Vicino alle montagne
[modifica | modifica wikitesto]![](http://178.128.105.246/cars-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/58/Vol_d%27onde.svg/220px-Vol_d%27onde.svg.png)
A quote superiori i lriscaldamento del terreno supera quello dell'aria circostante alle stessa altitudine sopra il mare, creando un abbassamento si pressione sul terreno ed aumentando ogni altro abbassamento di pressione preesistente,[42][43] cambiando così a circolazione del ventyo della regione. Nelle aree in cui il terreno è così irregolare da interrompere significativamente i flussi d'aria dell'ambiente, la ncircolazione del ventyo tra montagne e valli è il più importante fattore scatenante per i venti prevalenti. Le colline e le valli dostorgono li flusso d'aria aumentando la frizionew tra atmosfera e terreno bloccando fisicamente l'aria, deflettendo i venti paralleli in base alla topografia, fenomeno conosciuto come barrier jet. Questa barriera piuò aumentare i venti di bassa quota (low level wind) del 45%[44] Anche la direzione del vento varia in base al profilo del terreno[45]
Se c'è un passo in una catena montuora, il vento soffierà ad una velocità considerevolmente elevata a causadel principio di Bernoulli che desctrive un'inversa proporzionalità (inverse relationship) tra velocità e pressione.Ul flusso di aria può rimanere turbolento ed irregolare fino a sfociare in pianuta. Queste condizioni sono pericolose per il volo degli aeroplani, specie in fase di ascensione e discensione.[45] I venti freddi che acquistano velocità attraverso i dislivelli montuosi hanno spesso dei nomi regionali, come il Vento Papagayo, il Panama e il Tehuano. In Europa venti simili sono conosiuti come bora, tramontana e maestrale. Quando questi venti soffiano in mare aperto, si verifica un mescolamento degli strati supreiori dell'oceano che ne raffredda la temperatura e la ricchezza di sostanzenutrienti in superficie, una consizione che permedda la crescita della vita matina.[46]
Nelle aree montuose le locali deviazioni dei flussi d'aria possono diventare importanti. I terreni frastagliati possono produrre inaspettati flussi d'aria e turbolenze come i lee waves, che possono essere coperti da nubi lenticolari. Lo sviluppo orti correnti ascensionali, discensionali e eddies vengono causati dallo spostamento verso valle dell'aria sopra. Le precipitazioni orografiche, docute al contatto delle nubi con le montagne, avvendono nel lato sopravvento delle montagne e sono causate dal movimento di risalita dell'aria di un flusso di aria umida sulla catena montuosa conosciuto come upslope flow, il quale provoca raffreddamento e condensazione adiabetici. Generalmente nelle aree montuose del mondo soggette a venti relativamente consistenti (ad esempio gli alisei), il lato sopravvento delle montagne è più umido rispetto al lato sottovento. L'umidità viene rimossa dalla crescita orografica, lasciando asciugre l'atris nella diascesa e generalmente riscaldandola, nel lato sottovendo dove si osserva l'ombra pluviometrica.[47] I venti che socciano da sopra le montagne verso quote più basse sono sonociuti come !!!downslope winds!!!. Questi venti sono caldi ed asciutti. Nelle Alpi questi venti sono conosciuti come Fohn, in Polonia un esempiuo è il halny wiatr. Un downslope wind argentino è il zonda, mentre nell'isola di Java il si chiama koembang. In Nuova Zelanda sono conosciuti come Nor'west arch, e sono accompagnati dalla formazione di nubi a cui hanno dato il nome e che ha isèpirato molti artisti negli anni.[48] Nelle Grandi Pianure degli Stati Uniti sono conosciuti come Chinook wind, in california i downlsloped winds vensono incanalati attraverso i passi montan che ne intensificano l'effetto, come avviene per il Santa Ana e il sunfowner. La calocità del vento durante i downslope wind può essere anche superipore ai 160 km/h.[49]
Media delle velocità del vento
[modifica | modifica wikitesto]come descritto sopra, i venti predominsnti e quelli locali non sono distribuiti in modo uniforme sulla Terra, e di conseguenza anche la loro velocità varia di regione in regione. Inoltre, la velocità del vento cresce con l'altitudine.
Potenza e densità del vento
[modifica | modifica wikitesto]Al giorno d'oggi un'unità di misura che viene utilizzata per determinare la miglior posizione per lo svi8luppo dell'energia del vento è il Wind Power Density (WPD).
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