Corrente a getto

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La corrente a getto del fronte polare può fluire a velocità maggiori che 100 miglia orarie. (160 km/h). Nel video, i venti più veloci sono caratterizzati da un colore rosso: i venti più lenti, invece, sono blu.

Una corrente a getto (in inglese jet stream) è un flusso d'aria di sezione relativamente piccola, che fluisce velocemente; si forma nell'atmosfera terrestre alla quota di circa 11 km dalla superficie, appena sotto la tropopausa, in genere ai confini tra masse d'aria adiacenti con significative differenze di temperatura, come quella della regione polare e dell'aria più calda nella regione più verso l'equatore.

Le principali correnti a getto sono venti zonali che fluiscono da ovest verso est sia nell'emisfero boreale che australe; questo è dovuto alla forza di Coriolis causata dalla rotazione della Terra. I percorsi dei flussi d'aria mostrano delle tipiche forme a meandro, e queste forme stesse si propagano verso est, a velocità minore dell'effettivo vento al loro interno.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

Nuvole presso una corrente a getto sul Canada.

Ci sono due principali correnti a getto alle latitudini polari, una in ciascun emisfero, e due correnti minori subtropicali, più vicine all'equatore. Nell'emisfero boreale le correnti polari caratterizzano principalmente le latitudini comprese fra i 30° N e i 70° N mentre quelle subtropicali si trovano alle latitudini comprese fra i 20° N e i 50° N. C'è anche la corrente a getto equatoriale orientale, che è presente durante l'estate boreale tra i 10° N e i 20° N.

La velocità del vento varia con il gradiente termico, in media 55 km/h in estate e 120 km/h in inverno, sebbene siano conosciute velocità superiori ai 400 km/h. Convenzionalmente la velocità del vento deve essere più alta di 90 km/h per essere chiamata corrente a getto.

A una corrente a getto è associato il fenomeno conosciuto come turbolenza in aria limpida (Clear Air Turbulence, CAT), che è il risultato di turbolenze di grandi masse d'aria, causate dal wind shear verticale e orizzontale connesso alla corrente stessa. La turbolenza è più forte sul lato freddo del flusso, di solito vicina o appena sotto l'asse del flusso stesso.

Cause[modifica | modifica wikitesto]

Le correnti a getto possono essere spiegate in questo modo: in generale, i venti più forti si trovano appena sotto la tropopausa (se si escludono i tornado, gli uragani o altri avvenimenti eccezionali). Se due masse d'aria di differenti temperature si incontrano la risultante differenza di pressione (che è la causa del vento) è più alta lungo l'interfaccia. Se una delle masse d'aria giace a nord dell'altra, il vento non fluirà direttamente dall'area calda a quella fredda come ci si aspetterebbe, ma verrà deflesso dalla forza di Coriolis e fluirà lungo il confine tra le due masse d'aria.

Tutti questi fenomeni sono conseguenze delle relazioni fra i venti termici. Il bilancio di forze in una porzione di atmosfera in direzione verticale è principalmente tra il gradiente di pressione e la forza di gravità, un bilancio chiamato idrostatico, in formula: {\partial p \over \partial z} + {g \rho} = 0 . Orizzontalmente, il bilancio dominante al di fuori dei tropici è tra la forza di Coriolis ed il gradiente di pressione, un bilancio chiamato geostrofico, espresso dalla relazione:  {f_o \rho u} = {\hat{k} \times \nabla p} . Dato sia il bilancio idrostatico che quello geostrofico, si può ricavare la legge del vento termico: la derivata verticale del vento orizzontale è proporzionale al gradiente orizzontale di temperatura. {\partial u \over \partial z} = {g \over f_o T}{\hat{k} \times \nabla T}

Le correnti a getto nell'alta troposfera spirano da ovest verso est.

La relazione è tale che temperature decrescenti nelle direzioni dei poli implicano che i venti sviluppano una più larga componente diretta ad est quando uno si muove verso l'alto.

D'altro lato, le forti correnti a getto verso est sono in parte una semplice conseguenza del fatto che l'equatore è più caldo dei poli.

La legge dei venti termici non fornisce immediatamente una spiegazione del perché i venti sono organizzati in getti uniti piuttosto che distribuiti più vastamente nell'emisfero. Ci sono due fattori che contribuiscono a questa sottigliezza dei getti. Una è la tendenza a sviluppare disturbi ciclonici nelle medie latitudini per formare dei fronti. Il fronte del getto polare può essere inteso come un risultato di questo processo di nascita di fronti nelle latitudini medie, come i temporali concentrano i contrasti di temperature nord-sud in regioni relativamente strette.

Una spiegazione alternativa è più appropriata per le correnti a getto subtropicali, che si formano al limiti delle celle tropicali di Hadley nelle direzioni polari. Si può intendere la circolazione come simmetrica rispetto alla longitudine. Anelli di aria che circumnavigano la Terra si muovono in direzione dei poli al di sotto della tropopausa dall'equatore fino alle regioni subtropicali. Mentre lo fanno, tendono a conservare il loro momento angolare. Ma si muovono anche più vicino all'asse di rotazione, quindi devono roteare più velocemente nella direzione di rotazione, con un conseguente incremento della componente orientale del vento.

Il fronte polare e subtropicale si uniscono ad un certo punto e momento, mentre in altri momenti sono ben separati. Storicamente si pensava che il fronte polare fosse una struttura con una esistenza indipendentemente dai componenti ciclonici indotti che, si sospettava, formasse una instabilità su questo fronte. La prospettiva moderna è che i ciclonici indotti siano accresciuti dall'accumulo di una energia potenziale nel confine tra il gradiente di temperatura nord-sud da un processo conosciuto come instabilità baroclinica e che i cicloni extratropicali risultanti che si concentrano nel gradiente in un fronte, creino invece i getti di fronti polari.

Una volta formatesi, le correnti a getto vanno approssimativamente da ovest verso est, aggirando le zone cicloniche.

Corrente a getto in altri pianeti oltre alla Terra[modifica | modifica wikitesto]

L'atmosfera di Giove ha molteplici correnti a getto, le quali formano la conosciuta struttura unita. La questione del controllo del numero di correnti a getto in una atmosfera planetaria è un'area attiva della ricerca nella meteorologia dinamica. Secondo il modello, incrementando il raggio del pianeta e tenendo fermi altri parametri, il numero di correnti a getto aumenta.

Scoperta[modifica | modifica wikitesto]

Le correnti a getto furono notate per la prima volta dagli scienziati atmosferici nel diciannovesimo secolo usando aquiloni e più tardi palloni atmosferici, ma prima dell'aviazione di massa i cosiddetti "venti alti" (forti venti occidentali, in inglese westerlies) erano di scarso interesse, e molti osservatori pensavano che le osservazioni individuali fossero semplici e inutili occorrenze.

Il primo scienziato a quantificare le correnti a getto fu il meteorologo giapponese Wasaburo Ooishi agli inizi del 1920, seguendo i palloni atmosferici vicino al monte Fuji. Tra il 1923 ed il 1925, Ooishi notò venti stratosferici sopra il Giappone di velocità consistente in tutte le stagioni. Sebbene Ooishi fosse in contatto con l'Organizzazione Meteorologica Mondiale e avesse viaggiato in Germania e negli Stati Uniti, il suo lavoro di pubblicazione fu largamente trascurato al di fuori del Giappone dal momento che aveva deciso di scriverlo nel linguaggio internazionale dell'esperanto, che aveva solo un piccolo gruppo di utilizzatori nei circoli scientifici, soprattutto asiatici. Le sue osservazioni furono utilizzate durante la Seconda guerra mondiale dai militari giapponesi con gli attacchi dei palloni bomba sulle terre americane, sebbene lo scienziato giapponese del progetto, Hidetoshi Arakawa, dubitasse che le misurazioni di Ooishi potessero essere proiettate sull'intero Oceano Pacifico.

Negli anni trenta, senza i dati di Ooishi, la conoscenza internazionale sui "venti alti" crebbe molto lentamente.

L'aviatore americano Wiley Post, il quale era interessato agli ambienti a bassa resistenza della stratosfera per incrementare la velocità degli aerei ed il loro raggio d'azione, lavorò per parecchi anni per perfezionare una tuta pressurizzata di gomma. Il 7 dicembre 1934, uno dei suoi voli di prova lo portò ad oltre 6000 m (20.000 piedi), dove trovò un fortissimo vento di coda. Grazie a questo, Post fu largamente accreditato come lo scopritore delle correnti a getto.

Nel 1935, le nazioni membri dell'Organizzazione Meteorologica Mondiale in Europa, interessate ad approfondire la predizione dei cicloni, cooperarono in uno studio delle zone più alte dell'atmosfera. I dati evidenziarono le correnti a getto, anche se esse non furono riconosciute a quel tempo per quello che erano. Il meteorologo tedesco Richard Scherhag riassunse il prospetto scientifico di quel tempo domandandosi: "Perché non vi sono fronti nell'aria più in alto?", basandosi in parte sulle osservazioni del 1935. Il suo collega Heinrich Seilkopf è accreditato di aver coniato il termine Strahlströmmung (letteralmente "corrente a getto") in un foglio del 1939.

Rotta aerea tra Tokyo e Los Angeles che sfrutta il circolo massimo volando verso ovest (in rosso, in alto), e le correnti a getto volando verso est (in verde, sotto).

Le correnti a getto diventarono infine un fattore importante nell'aviazione durante i bombardamenti aerei in quota della Seconda guerra mondiale. Nel 1943, durante un raid della Royal Air Force sulla Gironda, in Francia, gli aerei incontrarono dei venti di coda che li spinsero velocemente fino al loro obiettivo, ma al ritorno gli stessi venti (a quel punto frontali), stimati intorno ai 380 km/h, causarono uno stallo di posizione dei loro velivoli ed i membri dell'equipaggio furono costretti a paracadutarsi in territorio occupato, nella Repubblica di Vichy, dove furono catturati. Nel 1944, uno squadrone di bombardieri Boeing B-29 Superfortress della United States Army Air Forces incontrò i venti occidentali di Ooishi tra Kyōto e Tokyo, misurati intorno a 260 km/h (140 nodi, 72 m/s), trovandosi quasi impossibilitati a fare un bombardamento di precisione. Rossby coniò il termine inglese jet stream ("corrente a getto") per descrivere questi venti occidentali.

L'idea generale rimase scarsamente compresa ed ebbe ancora ben pochi apprezzamenti. Nel 1947, l'aeroplano Star Dust si schiantò sulle Ande come probabile risultato di questa ignoranza generale. Lo stesso anno, la teoria delle correnti a getto fu spiegata da Erik Palmén ad altri membri di meteorologia dinamica dell'Università di Chicago, in uno scritto innovativo accreditato agli Staff members; solo negli anni cinquanta la teoria venne largamente accettata.

Utilizzo[modifica | modifica wikitesto]

Individuare le correnti a getto è estremamente importante per le linee aeree. Negli Stati Uniti d'America e in Canada, per esempio, la durata di un volo per volare verso est attraverso il continente può essere diminuita di 30 minuti se un aeroplano riesce a volare con la corrente a getto, o aumentata in egual misura se si deve volare contro corrente. Sui voli intercontinentali, la differenza è ancora più grande, ed è spesso più veloce e più economico viaggiare verso oriente lungo la corrente piuttosto che prendere una via più corta contro corrente tra due punti ben separati sull'emisfero terrestre.

I meteorologi ora tendono a ritenere che il percorso delle correnti a getto modifichi i sistemi ciclonici ai bassi livelli nell'atmosfera e quindi la conoscenza dei loro percorsi è divenuta un fattore chiave delle previsioni meteorologiche. Le correnti a getto giocano un ruolo fondamentale nella creazione delle supercelle, i sistemi di temporali che creano i tornado.

Fenomeni simili[modifica | modifica wikitesto]

Un fenomeno meteorologico correlato è il low-level jet che si forma sopra una inversione termica nella bassa atmosfera.

Curiosità[modifica | modifica wikitesto]

  • Jet stream è un tiro usato nell'anime giapponese Inazuma Eleven usato da Mark, Axel e Austin per segnare il gold del 3-2 nella finale del FFI contro il Cotarl.
  • Jetstream è il nome di un personaggio nel videogioco Metal Gear Rising: Revengeance.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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