La circolazione generale dell'aria nell'atmosfera

A causa della sfericità terrestre e dell'inclinazione dell'asse di rotazione, le basse latitudini vengono riscaldate più dei poli, poiché, a causa del maggiore angolo di incidenza, i raggi solari si distribuiscono ai poli su una superficie molto più estesa. La differenza di riscaldamento fra i poli e l'Equatore produce una differenza di temperatura, che l'atmosfera tende a riequilibrare attraverso il movimento delle masse d'aria dall'Equatore verso i poli.

Supponendo la Terra immobile (non dotata di moto di rotazione intorno al suo asse) e con distribuzione regolare dei continenti e degli oceani, si avrebbe una circolazione dell'aria nella troposfera, limitatamente alla parte esposta ai raggi del Sole e per quanto riguarda l'emisfero nord, come indicato in figura 17.3. Questa circolazione ideale d'aria determina la formazione di una cella nota come cella di Hadley, così chiamata in onore dello scienziato inglese G. Hadley (1685-1768), che nel 1735 tentò di spiegare per la prima volta i fenomeni atmosferici su scala planetaria. A causa del riscaldamento solare, all'Equatore si generano correnti ascendenti di aria calda, che salgono a quote elevate sempre nella troposfera, dove divergono verso il Polo Nord e verso il Polo Sud, seguendo l'andamento dei meridiani. Spostandosi verso i poli, le correnti d'aria si raffreddano sempre più, fino a che chiudono il ciclo della circolazione ritornando verso l'Equatore come correnti fredde.

Tuttavia, la rotazione terrestre introduce nella circolazione ideale dell'aria ora descritta una notevole modifica, dovuta anche alla disomogenea distribuzione di continenti e oceani (fig. 17.4).

Sulle regioni equatoriali, a causa di correnti ascendenti verticali che si generano sulla regione maggiormente riscaldata del pianeta, si trova una zona di bassa pressione, nota anche come calma equatoriale, tanto temuta ai tempi della navigazione a vela, poiché la mancanza di venti poteva bloccare per lunghi periodi la navigazione.

A nord e a sud di questa zona spirano gli alisei, che si formano a causa del movimento di aria che si sposta dalla zona di alta pressione, presente al di sopra delle fasce subtropicali del 30° parallelo, verso quelle si bassa pressione equatoriali. A causa della forza di Coriolis, nell'emisfero boreale gli alisei deviano verso destra (alisei di nord-est), mentre nell'emisfero australe deviano verso sinistra (alisei di sud-est).

Fra le latitudini di 25° e 35° N e 25° e 35° S si trovano zone di alta pressione che, invece di costituire fasce continue, si concentrano in celle anticicloniche poste sugli oceani. Il movimento a spirale dell'aria divergente da queste due zone si dirige sia verso l'Equatore, generando gli alisei, sia verso i poli, generando i venti occidentali (o controalisei): questi spirano tra le latitudini di 35° e 60° N e 35° e 60° S, provenienti prevalentemente da sud-ovest nell'emisfero boreale e da nord-ovest nell'emisfero australe. Mentre nell'emisfero nord le masse continentali causano interruzioni nella fascia dei venti occidentali, nell'emisfero sud la fascia è pressoché ininterrotta e i venti assumono persistenza e vigore.

Le zone polari, artica e antartica, sono caratterizzate da venti orientali (perché provenienti da est), detti anche polari, che si spostano dalle zone di alta pressione polare verso le fasce di bassa pressione subpolare.

La circolazione dell'aria finora descritta si riferisce alla bassa troposfera.

Nell'alta troposfera, mancando l'attrito esercitato da ostacoli presenti sulla superficie terrestre (per esempio, catene montuose), i venti si muovono a maggiore velocità, che tende ad aumentare con l'altezza. Inoltre, la situazione relativa alla pressione è invertita rispetto al suolo (alta pressione sulla zona equatoriale e bassa pressione sulle zone polari): quindi, le masse d'aria si spostano dall'Equatore verso i poli e, deviate a causa della rotazione terrestre, generano delle correnti occidentali, che si spostano verso est seguendo l'andamento dei paralleli.

Alle medie latitudini, le correnti occidentali spirano a velocità molto elevate (da 250 a 500 km/h), tanto da essere chiamate correnti a getto. Esse sono paragonabili a "fiumi di aria" molto ampi (fino a 500 km) e poco profondi (alcuni km), che talvolta circondano come un'unica fascia l'intero globo. Si è recentemente scoperto che esistono due correnti a getto in ciascun emisfero: la corrente a getto del fronte polare, che soffia a circa 60° di latitudine, e la corrente a getto subtropicale, a circa 30° di latitudine. Le correnti a getto sembrano rivestire grande importanza nella formazione e nel movimento delle depressioni, cioè delle aree cicloniche, alle medie latitudini.