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Atmosfera

Descrizione

onde di Rossby, noto anche come onde planetarie, sono un tipo inerziale di onda che si verificano naturalmente in rotazione fluidi. Sono stati identificati per la prima volta da Carl-Gustaf Arvid Rossby. Sono osservati nelle atmosfere e negli oceani dei pianeti a causa della rotazione del pianeta. Questo articolo si concentra sulle onde atmosferiche di Rossby sulla Terra, meandri giganti in venti ad alta quota che hanno una grande influenza sul tempo. Queste onde sono associate ai sistemi di pressione e alla corrente a getto.

Onde di Rossby nell’emisfero settentrionale. Fonte: Wikicommons

Le onde di Rossby atmosferiche

Le onde di Rossby atmosferiche derivano dalla conservazione della vorticità potenziale e sono influenzate dall’effetto Coriolis e dal gradiente di pressione. La rotazione fa sì che i fluidi girino a destra mentre si muovono nell’emisfero settentrionale e a sinistra nell’emisfero meridionale. Ad esempio, un fluido che si muove dall’equatore verso il polo nord devierà verso est; un fluido che si muove verso l’equatore da nord devierà verso ovest. Queste deviazioni sono causate dalla forza di Coriolis e dalla conservazione della vorticità potenziale che porta a cambiamenti di vorticità relativa. Questo è analogo alla conservazione del momento angolare in meccanica. Nelle atmosfere planetarie, inclusa la Terra, le onde di Rossby sono dovute alla variazione dell’effetto Coriolis con la latitudine.

Si può identificare un’onda terrestre di Rossby come la sua velocità di fase, segnata dalla sua cresta d’onda, ha sempre una componente verso ovest. Tuttavia, l’insieme raccolto di onde di Rossby può sembrare muoversi in entrambe le direzioni con ciò che è noto come la sua velocità di gruppo. In generale, le onde più corte hanno una velocità di gruppo verso est e le onde lunghe una velocità di gruppo verso ovest.

I termini “barotropico” e “baroclinico” sono usati per distinguere la struttura verticale delle onde di Rossby. Le onde barotropiche di Rossby non variano in verticale e hanno le velocità di propagazione più veloci. Le modalità d’onda barocliniche, d’altra parte, variano in verticale. Sono anche più lenti, con velocità di pochi centimetri al secondo o meno.

La maggior parte delle indagini sulle onde di Rossby sono state fatte su quelle nell’atmosfera terrestre. Le onde di Rossby nell’atmosfera terrestre sono facili da osservare come (di solito 4-6) meandri su larga scala della corrente a getto. Quando queste deviazioni diventano molto pronunciate, le masse di aria fredda o calda si staccano e diventano cicloni e anticicloni a bassa resistenza, rispettivamente, e sono responsabili dei modelli meteorologici quotidiani alle medie latitudini. L’azione delle onde di Rossby spiega parzialmente perché i bordi continentali orientali nell’emisfero settentrionale, come gli Stati Uniti nord-orientali e il Canada orientale, sono più freddi dell’Europa occidentale alle stesse latitudini.

Poleward-propagazione delle onde atmosferiche

La convezione profonda (trasferimento di calore) alla troposfera è migliorata su superfici marine molto calde nei tropici, come durante gli eventi di El Niño. Questa forzatura tropicale genera onde atmosferiche di Rossby che hanno una migrazione poleward e verso est.

Le onde di Rossby che propagano Poleward spiegano molte delle connessioni statistiche osservate tra climi a bassa e alta latitudine. Uno di questi fenomeni è il riscaldamento stratosferico improvviso. Le onde di Rossby che propagano Poleward sono una parte importante e inequivocabile della variabilità nell’emisfero settentrionale, come espresso nel modello del Nord America Pacifico. Meccanismi simili si applicano nell’emisfero australe e in parte spiegano la forte variabilità nella regione del Mare di Amundsen in Antartide. Nel 2011, uno studio di Nature Geoscience utilizzando modelli di circolazione generale ha collegato le onde del Pacifico di Rossby generate dall’aumento delle temperature del Pacifico tropicale centrale al riscaldamento della regione del Mare di Amundsen, portando al riscaldamento continentale invernale e primaverile di Ellsworth Land e Marie Byrd Land nell’Antartide occidentale attraverso un aumento dell’avvezione.

  • Sudden Stratospheric Warming (SSW)
  • Jet Stream

Further Reading

  • Rossby waves and extreme weather – Video YouTube prodotto dal Potsdam Institute for Climate Impact Research, pubblicato ad aprile 2016.
  • Teleconnessioni tra il Pacifico tropicale e il Mare di Amundsen‐Bellinghausens: Ruolo dell’oscillazione El Niño/Southern; Tom Lachlan-Cope e William Connoley; Journal of Geophysical Research (AGU), 2 dicembre 2006.
  • Che cos’è un’onda Rossby?, National Ocean Service, sito web NOAA.

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