In questo capitolo trattiamo dei moti orizzontali dell'atmosfera, che prendono il nome di venti. Oltre che dal punto di vista meteorologico, per i piloti i venti hanno importanza determinante anche ai fini della navigazione, in quanto modificano profondamente sia la velocita al suolo sia la traiettoria di volo degli aeromobili.
Il vento e definito mediante un vettore che rappresenta il moto orizzontale della massa d'aria, vale a dire con una direzione e una velocita.
Velocita: misurata in nodi (kt), oppure m/sec, km/h, mph
Direzione: espressa a intervalli di 10 mediante l'angolo di provenienza riferito al nord vero (rosa dei venti)
Figura 5.15 - La rosa dei venti con i nomi tipici del Mediterraneo (pag. 5-19)
Tipo di vento
Misurazione
Rilevanza
Vento al suolo
Anemometri
Operazioni di atterraggio e decollo
Vento in quota
Palloni-sonda
Navigazione aerea
TERMINOLOGIA: A seconda dell'intensita e del rateo di variazione della direzione e della velocita, il vento viene definito:
Teso - vento costante e sostenuto
Turbinoso - con variazioni rapide
Vento di groppo (raffiche) - variazioni brusche e intense
2. Le forze che originano i venti
2.1 La forza di gradiente e la forza deviante
Lo spostamento delle masse d'aria lungo la superficie terrestre e dovuto alla presenza di zone aventi pressioni atmosferiche diverse, generate dal diverso riscaldamento dell'atmosfera.
Gradiente barico orizzontale: E il rapporto tra la differenza di pressione e la distanza che separa due punti della Terra. E all'origine dei venti: quanto maggiore e il gradiente (isobare vicine), tanto maggiore e la velocita del vento.
Figura 5.16 - La forza di gradiente e la forza di Coriolis fanno scorrere il vento parallelamente alle isobare (pag. 5-20)
FORZA DI GRADIENTE: Quando una particella d'aria si trova sull'isobara di maggior pressione, va soggetta alla forza barica o forza di gradiente, che tende a farla spostare accelerandola perpendicolarmente alle isobare, dalla zona di alta pressione verso quella di bassa pressione.
Forza deviante di Coriolis: Siccome la Terra ruota intorno al proprio asse, non appena la particella inizia a viaggiare, va soggetta a una forza che agisce sempre perpendicolarmente alla direzione del moto:
Devia il moto verso destra nell'emisfero nord
Devia il moto verso sinistra nell'emisfero sud
E massima ai poli e nulla all'equatore
E proporzionale alla velocita della particella
Figura 5.17 - La forza di Coriolis agisce verso destra nell'emisfero nord e verso sinistra nell'emisfero sud (pag. 5-20)
Quando le isobare sono curve - come nel caso dei cicloni e degli anticicloni - alla forza barica e a quella di Coriolis si aggiunge la forza centrifuga generata dal moto circolare.
Figura 5.19 - La velocita del vento e minore con curvatura ciclonica e maggiore con curvatura anticiclonica (pag. 5-21)
Curvatura
Effetto forza centrifuga
Velocita vento
CICLONICA (L)
Si oppone alla forza barica
MINORE
ANTICICLONICA (H)
Si somma alla forza barica
MAGGIORE
Vento di gradiente: Il vento che - sotto l'azione combinata delle tre forze (gradiente, Coriolis, centrifuga) - si muove concentricamente alle isobare curve.
2.3 La forza d'attrito
Al di sotto di una certa quota - la zona di influenza del terreno - entra in gioco anche la forza di attrito dovuta allo scorrimento del vento lungo la superficie, che e sempre diretta in senso contrario alla direzione del moto.
Figura 5.20 - Convergenza ciclonica e divergenza anticiclonica (pag. 5-22)
LEGGE DI BUYS-BALLOT: "L'osservatore che si dispone rispetto al vento in modo da riceverlo alle spalle, ha - nel nostro emisfero - la bassa pressione a sinistra leggermente davanti, e l'alta pressione a destra leggermente dietro."
Conformazione
Tipo di moto
Effetto
Tempo
CICLONE (L)
Convergenza + ascendenza
Nubi e precipitazioni
PERTURBATO
ANTICICLONE (H)
Divergenza + subsidenza
Inversioni di subsidenza
BUONO
3. La classificazione dei venti
Tipo
Caratteristiche
Esempi
Venti costanti
Spirano tutto l'anno nella stessa direzione e verso
Alisei, Contralisei
Venti periodici
Direzione costante ma senso alternato con periodicita
Brezze, Monsoni
Venti irregolari
Spirano in modo variabile secondo le zone di pressione
Venti locali
Le brezze
Figura 5.21 - Le brezze di mare e di terra sono venti periodici (pag. 5-23)
Brezze di mare e di terra: Venti periodici giornalieri causati dalla diversa capacita termica di acqua e terreno.
Brezza di mare (giorno): La terra si scalda piu del mare, l'aria calda sale e richiama aria fresca dal mare
Brezza di terra (notte): Il mare e piu caldo della terra, l'aria si porta in quota sul mare richiamando aria dalla costa
Brezze di monte e di valle: Stesso meccanismo su scala locale.
Brezza di valle (giorno): Dai pendii caldi l'aria sale
Brezza di monte (sera/notte): L'aria fredda scende a valle
I monsoni
Lo stesso meccanismo delle brezze - su scala assai maggiore e con periodicita stagionale anziche giornaliera - e alla base della formazione dei monsoni:
Ogni volta che il vento incontra un rilievo del terreno, l'aria e costretta a scorrere lungo il pendio di sopravento e a salire fino alla sommita, per poi ridiscendere dalla parte opposta lungo il pendio di sottovento.
Figura 5.22 - Il deflusso del vento subisce modificazioni rilevanti sugli ostacoli (pag. 5-24)
Versante
Corrente
Effetti sul volo
SOPRAVENTO
Ascendente (dinamica)
Guadagno quota, sfruttata dai volovelisti
SOTTOVENTO
Discendente + turbolenza
PERICOLOSO! Perdita quota, vortici
ATTENZIONE per il pilota:
L'altimetro - a causa della minor pressione sottovento - puo indicare quote maggiori del reale
Attraversare la cresta di un pendio obliquamente per allontanarsi se si incontrano forti discendenze
Mantenersi ad altezza pari almeno al 50% dell'elevazione della montagna
4.1 Lo Stau e il Fohn
Figura 5.23 - Il fenomeno di Stau e Fohn su una catena montuosa (pag. 5-25)
STAU: L'insieme della corrente ascendente, delle nubi e delle precipitazioni che si forma quando una massa d'aria umida incontra una catena montuosa. Le nubi generate dall'incontro con un rilievo sono dette nubi orografiche.
FOHN: Vento di caduta caldo e secco che scende dal versante sottovento della montagna. Caratteristiche:
Cielo terso e sereno
Velocita elevatissima (discendenze anche di 3.000 ft/min)
Vortici turbolenti di violenza impressionante
Altri nomi: Chinook (Montagne Rocciose), vento catabatico
PERCHE IL FOHN E CALDO: L'aria sale sul versante sopravento raffreddandosi di 1C/100m (adiabatico secco) fino alla condensazione, poi di ~0,5C/100m (adiabatico saturo). Scendendo sottovento, ormai priva di umidita, si scalda di 1C/100m. Risultato: a valle arriva piu calda di quando e partita!
4.2 L'onda stazionaria
Figura 5.24 - L'onda orografica con altocumuli lenticolari e rotori (pag. 5-26)
Onda orografica (stazionaria): L'incontro di un vento di notevole velocita (almeno 15 nodi) con una catena montuosa puo generare un'onda analoga a quella che si forma nell'acqua su un ostacolo sommerso.
Nubi lenticolari (altocumuli): si formano sulle creste dell'onda
Rotori: nubi simili a cumuli sul lato sottovento, con ascendenze e discendenze di 5.000 ft/min - ESTREMAMENTE PERICOLOSI
Record mondiale di altezza in aliante in onda orografica: 15.460 metri. Record di distanza: 3.008 km (Ande).
4.3 La formazione delle raffiche
Fattore di raffica: L'intensita massima delle pulsazioni del vento in rapporto alla velocita di scorrimento uniforme. E tanto maggiore quanto:
Maggiore e la velocita del vento
Piu accidentato e il profilo del terreno
Le raffiche sono una delle cause del wind shear, fenomeno pericoloso specialmente in atterraggio e decollo.
5. Le correnti a getto
Correnti a getto (jet streams): Fiumi d'aria che serpeggiano intorno alla Terra - in genere alla quota della tropopausa - scorrendo a velocita spesso dell'ordine delle centinaia di nodi.
Figura 5.25 - Le correnti a getto scorrono nelle fratture tra la tropopausa polare e quella tropicale (pag. 5-27)
La tropopausa varia da un minimo di 20.000 ft ai poli fino a un massimo di 65.000 ft all'equatore. Le correnti a getto si trovano normalmente nelle regioni in cui si verificano queste fratture della tropopausa.
Corrente a getto
Posizione
Polare
Medie e alte latitudini
Tropicale
In prossimita dei tropici
Figura 5.26 - Le correnti a getto si avvicinano ai centri di bassa pressione (pag. 5-28)
RILEVANZA PER IL VOLO:
Nelle zone periferiche della corrente si hanno forti turbolenze
Nel cuore della corrente l'aria e molto veloce ma non turbolenta
Avere una corrente a getto in prua o in coda fa una differenza sostanziale ai fini del tempo di volo e dei consumi
Per i piloti di aerei a pistoni: e bene conoscerne l'esistenza, ma difficilmente li incontreranno direttamente
