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L’influenza del vapore acqueo sul cammino delle perturbazioni

Il cammino delle perturbazioni costituisce i percorsi seguiti dalle tempeste quando queste vengono mosse dai venti dominanti. I ricercatori finanziati dall’UE hanno utilizzato modelli di circolazione generale (GCM) per identificare il ruolo del vapore acqueo in relazione al cammino delle perturbazioni, e allo scopo di comprendere in maniera più chiara i meccanismi che governano tale comportamento.
L’influenza del vapore acqueo sul cammino delle perturbazioni
La circolazione atmosferica alle medie latitudini, le quali si trovano tra i tropici e le regioni polari Artide e Antartide, è dominato da attività vorticose conosciute come cammino delle perturbazioni. Sebbene il cammino delle perturbazioni trasporti gran parte di calore, quantità di moto e umidità, in queste regioni, i meccanismi che lo regolano non godono di una buona comprensione.

In particolare, il ruolo di vapore acqueo e calore latente non è ancora stato studiato attentamente, nonostante il rilascio di energia dovuto a riscaldamento latente nelle regioni di formazione del cammino delle perturbazioni sia paragonabile ai processi baroclini. Tale lacuna di ricerca è stata affrontata dal progetto CIGSTYK2011 (The role of water vapour in midlatitude storm track dynamics), finanziato dall’UE.

Anche piccoli spostamenti nella posizione del cammino delle perturbazioni possono avere un effetto significativo su un determinato clima regionale. Dunque, lo studio del cammino delle perturbazioni alle medie latitudini è di fondamentale importanza per la comprensione delle dinamiche che regolano tali processi climatici. I ricercatori hanno quindi studiato i meccanismi che influenzano la posizione e l’estensione del cammino delle perturbazioni, e controllano la formazione e l’intensità dei vortici baroclini al suo interno.

Gli scienziati hanno concentrato i propri sforzi sugli effetti del rilascio di vapore acqueo e calore latente in relazione alle dinamiche inerenti al cammino delle perturbazioni nel ciclo stagionale, e studiato il modo in cui l’interazione tra elementi vorticosi e flusso medio controlli tale processo alle medie latitudini. Ciò è stato ottenuto principalmente utilizzando un modello di circolazione generale (general circulation model, GCM) aquaplanet, inserendo il riscaldamento superficiale nel modello per creare un cammino delle perturbazioni, e variando la struttura verticale della baroclinicità e il rilevamento di cicloni con rotazione potenziale.

Il GCM idealizzato è stato eseguito a livello numerico in modo facile ed economico, fornendo al contempo un ambiente realistico per analizzare la fisica sottostante. Ciò è stato ottenuto mediante il controllo di parametri quali temperatura superficiale media, e forza e posizione del riscaldamento.

I risultati hanno dimostrato che il riscaldamento localizzato produce un cammino delle perturbazioni in grado di assomigliare alle caratteristiche osservate, tra cui l’inclinazione verso il polo, la quale aumenta con l’incremento della forza di riscaldamento.

L’analisi del modo in cui le tempeste variano e si evolvono nel tempo ha rivelato tre meccanismi che controllano l’inclinazione verso i poli in relazione al cammino delle perturbazioni. Questi erano: l’avvezione non lineare con rotazione potenziale di livello superiore; il rilascio di calore latente nell’atmosfera a causa di fenomeni di condensazione del vapore acqueo; e le onde stazionarie.

La risposta del cammino delle perturbazioni al riscaldamento globale è stata studiata analizzando il modo in cui la struttura verticale della baroclinicità colpisce l’intensità dei vortici nell’atmosfera, e il modo in cui la forma del cammino delle perturbazioni, e la relativa deviazione verso i poli, siano influenzati dal cambiamento della temperatura superficiale media. I risultati possono essere utilizzati per pianificare e mitigare gli impatti dei cambiamenti climatici.

Informazioni correlate

Keywords

Vapore acqueo, cammino delle perturbazioni, CIGSTYK2011, calore latente, modello di circolazione generale
Numero di registrazione: 190955 / Ultimo aggiornamento: 2017-01-26