Temperatura superficiale marina: differenze tra le versioni

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La Temperatura superficiale marina, Inglese: Sea Surface Temperature (SST) è la temperatura dell'acqua del mare (oceani o mari interni) alla superficie.
L'esatto significato di "superficie" varia secondo il metodo di misurazione utilizzato, ed è compreso tra 1 millimetro e 20 metri al di sotto della superficie del mare.
Le masse d'aria nell'atmosfera terrestre sono fortemente influenzate dalla temperature della superficie del mare che viene così a costutuire una cosiddetta "forzante" della circolazione atmosferica
. Temperature superficiali del mare calde sono causa di ciclogenesi tropicale sopra gli oceani. La temperatura superficiale marina subisce cambiamenti su scala giornaliera, ma in misura assai minore della temperatura della massa d'aria sovrastante a causa del calore specifico maggiore dell'acqua rispetto all'aria.
Le correnti oceaniche (come ad. es. la Corrente del Golfo) e più in generale la circolazione termoalina globale influenzano la temperatura della superficie marina media significativamente. La risaluta di acqua dal fondo marino (upwelling) causa il raffreddamento significativo della superficie marina corrispondente, al contrario una corrente più calda e salina che si inabissa, cedendo parte della propria energia termica causa un riscaldamento della superficie marina corrispondente.
Le anomalie della temperatura superficiale marina costituiscono un importante fattore predittivo per l'assetto della circolazione atmosferica.

Misurazioni

La misurazione di temperatura deve sempre specificare la profondità alla quale è stata rilevata, perchè la temperatura può variare molto a seconda della profondità, in particolare nelle giornate soleggiate e scarsamente ventose quando si ha un elevato gradiente di temperatura verticale (termoclino diurno)[1].
Le misure di temperatura superficiale del mare si limitano alla porzione superiore del mare, noto come near-surface layer: alla lettera strato vicino alla superficie[2].

Rilevazioni termometriche

La temperatura della superficie marina è stata una delle prime variabili oceanografiche misurate. Già nel diciottesimo secolo, Benjamin Franklin ha rilevato , mediante termometro a mercurio le temperature dell'Oceano Atlantico attraversato durante un viaggio America-Europa. In tempi più recenti la temperatura dell'acqua marina veniva misurata dai collettori di aspirazione delle grandi navi, tuttavia il calore della sala macchine falsava le temperature[3] . Sono quindi state poste boe negli oceani aperti che misurano la tempertura dell'acqua ad una profondità di 3 metri. Cambiando quindi metodi e profondità di misurazione i dati sull'andamento delle temperature marine sono stati quindi falsati negli ultimi 130 anni, questo può aver introdotto un pregiudiziale rialzo di temperatura marina.[4].

Rilevazioni satellitari

Dal 1967 sono disponibili misurazioni mediante satelliti meteorologici; durante il 1970 sono stati pubblicati i primi dati sulle misurazioni effettuate[5].
Dal 1982, l'uso del satellite è diventato sempre più di comune ed è stato possibile valutare la variazione spaziale e temporale delle temperature superficiali marine in modo sempre più accurato.[6] Le misurazioni di temperatura dal satellite sono comunque state dimostrate essere del tutto sovrapponibili a quelle rilevate in situ[7].
La misurazione satellite avviene rilevando la radiazione delle acque oceaniche in due o più lunghezze d'onda all'interno della parte infrarossa dello spettro elettromagnetico.[8].Queste lunghezze d'onda sono scelti perché:

  1. entro il picco di radiazione di corpo oscuro previsto dalla Terra[9]
  2. in grado di trasmettere adeguatamente anche attraverso l'atmosfera[10]

Mediante le misurazione satellitari è possibile fornire una vista sinottica della distribuzione della temperatura superficiale degli oceani, con frequenti rilevazioni; cose impossibili da ottenere con le boe.

Variazioni temporali della temperatura marina

La temperatura superficiale marina, proprio come la temperatura dell'aria, varia al variare dell'altezza del sole sull'orizzonte (variazione giornaliera), ma in misura molto minore a causa del maggiore calore specifico dell'acqua[11]. Nei giorni soleggiati in calma di vento possono la variazione può essere anche di 6 °C [1].
La variazione di temperatura (media) superficiale, si trasferisce nelle profondità marine ad una velocità di 10 metri ogni 15 giorni;il che spiega il fatto che sui fondali di alcuni bacini chiusi come il mare d'Aral si tocchi la massima temperatura a dicembre e un minimo a maggio-giugno[12].

Variazioni della distribuzione della temperatura marina (anomalie delle SST)

La presenza di zone più calde o più fredde della norma in determinate aree oceaniche costituiscono le anomalie nella distribuzione della temperatura delle superfici oceaniche.
Ci sono, in meteorologia, una serie di indici che le studiano: Altlantic Multidecadal Oscillation (AMO), Pacific Decadal Oscillation (PDO), EL Niño Southern Oscillation (ENSO). El Niño è definito dagli scostamenti prolungati delle temperature superficiali dell'Oceano Pacifico rispetto al valore medio. La definizione accettata è un riscaldamento o raffreddamento di almeno 0,5 °C dalla media nelle acque Oceano Pacifico . In genere, questa anomalia si verifica a intervalli irregolari di 2-7 anni e dura nove mesi a due anni; durata media di 5 anni[13]. La fase calda è detta El Niño, quella fredda La Niña.

Influenza delle anomalie della SST sulla circolazione atmosferica

La temperatura superficiale del mare influisce sul comportamento dell'atmosfera terrestre soprastante, quindi è fondamentale tenerla in considerazione nei modelli atmosferici; se la temperatura della superficie del mare è importante per ciclogenesi tropicale, lo è altrettanto anche per determinare la formazione di nebbia di mare e brezza marina[1]. Il calore delle acque sottostanti può modificare in modo significativo una massa d'aria su distanze di almeno 35/40 Km[14]. Ad esempio una massa d'acqua fredda modifica la traiettoria dei cicloni extratropicali. La presenza di zone di bassa pressione e quindi precipitazioni sulle zone di mare freddo in superficie e caldo in profondità tende a persistere poichè viene trasmesso verso l'alto il calore delle profondità oceaniche che a sua volta causa evaporazione e quindi ulteriori precipitaizoni.[15]

Note

  1. ^ a b c Vittorio Barale, Oceanography from Space: Revisited, Springer, 2010, p. 263, ISBN 978-90-481-8680-8. URL consultato il 10 marzo 2014.
  2. ^ Alexander Soloviev, Roger Lukas, The near-surface layer of the ocean: structure, dynamics and applications, 2006, xi, ISBN 978-1-4020-4052-8. URL consultato il 10 marzo 2014.
  3. ^ William J. Emery, Richard E. Thomson, Data analysis methods in physical oceanography, Gulf Professional Publishing, 2001, pp. 24–25, ISBN 978-0-444-50757-0. URL consultato il 10 marzo 2014.
  4. ^ Michael Marshall, Ships and buoys made global warming look slower, in New Scientist, 16 novembre 2010. URL consultato il 10 marco 2014.
  5. ^ P. Krishna Rao, W. L. Smith, and R. Koffler, Global Sea-Surface Temperature Distribution Determined From an Environmental Satellite (PDF), in Monthly Weather Review, vol. 100, n. 1, January 1972, pp. 10–14, DOI:10.1175/1520-0493(1972)100<0010:GSTDDF>2.3.CO;2. URL consultato il 10 marzo 2014.
  6. ^ National Research Council (U.S.). NII 2000 Steering Committee, The unpredictable certainty: information infrastructure through 2000; white papers, National Academies, 1997, p. 2. URL consultato il 10 marzo 2014.
  7. ^ W. J. Emery, D. J. Baldwin, Peter Schlüssel, and R. W. Reynolds, Accuracy of in situ sea surface temperatures used to calibrate infrared satellite measurements (PDF), in Journal of Geophysical Research, vol. 106, C2, 15 febbraio 2001, DOI:10.1029/2000JC000246. URL consultato il 10 marzo 2014.
  8. ^ John Maurer, Infrared and microwave remote sensing of sea surface temperature (SST), su www2.hawaii.edu, University of Hawaii, October 2002. URL consultato il 10 marzo 2014.
  9. ^ C. M. Kishtawal, Meteorological Satellites (PDF), in Satellite Remote Sensing and GIS Applications in Agricultural Meteorology, 6 agosto 2005. URL consultato il 10 marzo 2014.
  10. ^ Dr. Robert Harwood, Mapping the Atmosphere From Space, in New Scientist, vol. 51, n. 769, 16 settembre 1971.
  11. ^ John Siegenthaler, Modern hydronic heating for residential and light commercial buildings, Cengage Learning, 2003, p. 84, ISBN 978-0-7668-1637-4. URL consultato il 10 marzo 2014.
  12. ^ Peter O. Zavialov, Physical oceanography of the dying Aral Sea, 2005, p. 27, ISBN 978-3-540-22891-2. URL consultato il 10 marzo 2014.
  13. ^ Climate Prediction Center, ENSO FAQ: How often do El Niño and La Niña typically occur?, su cpc.noaa.gov, National Centers for Environmental Prediction, 19 dicembre 2005. URL consultato il 10 marzo 2014.
  14. ^ Jun Inoue, Masayuki Kawashima, Yasushi Fujiyoshi and Masaaki Wakatsuchi, Aircraft Observations of Air-mass Modification Over the Sea of Okhotsk during Sea-ice Growth, in Boundary-Layer Meteorology, vol. 117, n. 1, October 2005, pp. 111–129, DOI:10.1007/s10546-004-3407-y.
  15. ^ B. Geerts, Lake Effect Snow., University of Wyoming. URL consultato il 10 marzo 2014.

Vedi anche

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