Interazione oceano-atmosferaIl trasferimento di energia e materiali chimici fra gli oceani (v. oceani e mari) e l'atmosfera rappresenta il legame principale fra il tempo atmosferico, la struttura oceanica e la circolazione. Gli oceani e l'atmosfera hanno caratteristiche sostanzialmente diverse, compresa una diversa densità (c. 1,028 g/cmc per gli oceani, nell'ordine di 0,00125 g/cmc per l'atmosfera), e capacità termica (0,96 cal/K/cmc per gli oceani, 0,0003 cal/K/cmc per l'atmosfera). Gli oceani sono anche molto diversi dalla terra e dal ghiaccio, le altre principali interfacce dell'atmosfera. Non solo la luce del sole può penetrare fino a profondità significative (fino a circa 200 m nelle acque più limpide), ma la stessa acqua dell'oceano può muoversi, sia in senso verticale che orizzontale.Gli oceani sono grandi riserve di energia calorica a causa della loro grande capacità termica in confronto all'atmosfera, la loro abilità a miscelare e la trasparenza alla radiazione solare. Mentre l'atmosfera può andar soggetta (e spesso lo è) a grandi fluttuazioni di temperatura giornaliere e stagionali, le dimensioni e velocità di cambiamento di temperatura negli oceani sono molto inferiori, a causa della loro grande inerzia termica. Gli scambi di calore e vapor d'acqua fra oceani e atmosfera è anche responsabile delle correnti oceaniche profonde.Lo scambio di calore fra l'atmosfera e gli oceani è controllato dalla loro temperatura relativa. Quando l'oceano è più freddo dell'atmosfera, l'acqua raffredda l'aria sovrastante, formando uno stato di aria relativamente stabile e pesante che limita ulteriori scambi. Quando l'oceano è più caldo dell'atmosfera, l'aria alla superficie viene riscaldata e si innalza, trasferendo così calore dall'oceano all'atmosfera. Poiché la temperatura dell'oceano ha variazioni molto più lente rispetto a quella atmosferica, gli oceani hanno degli effetti stagionali sul clima. In inverno, gli oceani sono generalmente più caldi dell'atmosfera e l'aria calda che risale dalla superficie può dar luogo a precipitazioni e temporali. In estate, l'acqua è più fredda dell'aria, situazione che può portare sulla terraferma vicina all'oceano nebbie basse e persistenti.La localizzazione di zone calde e fredde nelle acque superficiali può anche influenzare il luogo di formazione, movimento e intensità dei sistemi perturbati dell'atmosfera. Un'area insolitamente calda nell'oceano ad occidente della costa californiana e una insolitamente fredda nella zona centrale del Pacifico settentrionale durante l'autunno 1976 possono essere state rispettivamente corresponsabili della grande siccità manifestatasi negli Stati Uniti occidentali e del freddo intenso che si è avuto nei paesi dell'Est durante l'inverno 1976-77.Gli oceani sono anche una riserva per l'acqua e gli altri costituenti dell'atmosfera. Il vapor d'acqua arriva nell'atmosfera tramite l'evaporazione, sia direttamente dalla superficie, sia dalle bolle d'acqua spruzzate nell'aria quando le onde si infrangono per il forte vento lungo le coste. L'acqua liquida ritorna nell'oceano principalmente in forma di pioggia o neve che cade sull'acqua, e poi tramite i fiumi. L'oceano assorbe dall'atmosfera vari gas, compresi ossigeno, azoto e biossido di carbonio. Circa metà del biossido di carbonio prodotto dalle attività umane, come la combustione di carburanti fossili e l'abbattimento di foreste, è disciolto negli oceani che così esercitano un'azione moderatrice sul riscaldamento del clima che potrebbe derivare da un accumulo di questi gas.Gli oceani hanno una grande inerzia, o resistenza, a cambiare il loro movimento. Così, soltanto venti che soffiano sull'acqua per lunghe distanze e lunghi periodi di tempo sono capaci di generare le correnti oceaniche (v. correnti oceaniche) che trasportano acqua da un luogo a un altro. La corrente del Golfo e la Kuroshio, per esempio, sono correnti interne e calde che fluiscono dai tropici alle latitudini più fredde lungo i lati occidentali, rispettivamente, dall'Atlantico e dal Pacifico. Esse sono causate da venti associati col grande sistema atmosferico di alta pressione localizzato nella parte centrale di questi oceani. Lungo i lati orientali di questi oceani, i venti diretti all'equatore, generati da queste alte pressioni, agiscono sulla superficie dell'acqua forzandola a muoversi verso il largo e ad essere quindi sostituita con acqua più fredda e profonda. Questo processo è chiamato risalita (v. risalita oceanica) e l'acqua fredda ricca di sostanze di nutrimento che sale alla superficie aiuta il permanere dell'abbondante vita marina in queste zone. Più della metà del raccolto ittico mondiale è effettuato in queste zone di risalita, che interessano meno dello 0,1% della superficie totale dell'oceano. Occasionalmente la circolazione atmosferica cambia, provocando gravi danni agli interessi ittici locali. Lungo le ricche zone di pesca alle acciughe, al largo delle coste del Perù, l'arresto della risalita è detto El Niño.I venti danno origine anche alle onde marine, le dimensioni delle quali dipendono dalle forze e dal raggio d'azione del vento (cioè la distanza sulla quale vengono originate le onde), della profondità dell'acqua, della durata del tempo durante cui soffia il vento. Per esempio, con un raggio d'azione di 16 Km, una profondità di circa 60 m e un vento che, a velocità di 30 nodi (56 Km/h), soffi per 18 ore nella stessa direzione risultano onde di circa 1,5 m. Nelle stesse condizioni, per un'area interessata di 320 Km, si avranno probabilmente onde di 4,5 m (vedi sea surface forecasting).Le onde marine si formano quando il vento esercita una pressione di taglio sulla superficie marina. A causa delle variazioni di velocità, dette fluttuazioni turbolente, si sviluppano sull'oceano differenze di pressione che causano per alcune zone d'acqua un'altezza maggiore che per altre. Se il vento continua a soffiare, la differenza di pressione fra il ventre e la cresta dell'onda le fa crescere. Lo sviluppo di onde con questo meccanismo richiede tempo, il che spiega la dipendenza delle onde dal raggio d'azione del vento, oltre che dal tempo per cui esso soffia. Dopo che la velocità del vento rallenta, le onde si calmano e la loro energia viene dispersa rapidamente lungo le linee di costa o persa lentamente per attriti interni. Le onde che si propagano al di là della regione di formazione sono note come rigonfiamenti. Durante gli uragani, la pressione più bassa della tempesta, la circolazione del vento e la natura del fondo oceanico contribuiscono a provocare un flusso d'acqua sulla terraferma, detto onda di tempesta. Queste onde possono occasionalmente raggiungere un'altezza di 6 m sul livello medio del mare quando gli uragani si avvicinano e attraversano una linea di costa.Copyright © 2002 Motta Editore
|
