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livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: XXI SECOLO
AREA: DIDATTICA
parole chiave: correnti marine
Giganteschi movimenti di acque attraversano gli oceani, trasportando acque con diverse caratteristiche chimico-fisiche che regolano il clima del nostro pianeta. Sono le grandi correnti marine oceaniche che, trasportando acqua calda dalle basse alle alte latitudini, innalzano la temperatura dell’atmosfera cedendo parte del loro calore. Un compito importantissimo senza il quale non potremmo vivere sul nostro pianeta. Questi flussi dinamici si distinguono dalle correnti di marea per la loro costanza nel tempo che li rende permanenti nella circolazione degli oceani.
Da cosa sono formate?
La genesi delle correnti è legata alle variazioni della forza di gravità che agisce su masse d’acqua contigue di diversa densità. Poiché l’acqua fredda e salata è più densa, e perciò più pesante di quella più calda e meno salata, tende a sprofondare ed a scorrere sotto quella più leggera: i movimenti delle masse d’acqua di questo tipo sono chiamati correnti di gradiente. Altro tipo di correnti sono quelle di deriva e sono dipendenti dall’azione del vento sulle superfici. Le scopriremo fra poco. Verticalmente le correnti marine si suddividono in superficiali, interne e di fondo. Le superficiali sono dovute all’effetto combinato delle correnti di gradiente e di deriva mentre quelle interne sono dovute alle variazioni fisiche di pressione e di densità delle masse d’acqua. Le ultime, le correnti di fondo, sono legate prevalentemente all’andamento morfologiche dei fondali e di gradiente. Matematicamente possono essere rappresentate con un vettore direzione e forza che, come vedremo, dipendono da un certo numero di fattori.
Principalmente, la direzione delle correnti marine è suggerita dalla Forza di Coriolis è legata alla rotazione del nostro pianeta. Questa forza tende a far deviare la corrente verso destra (in senso orario) nell’emisfero Nord o verso sinistra (senso antiorario) in quello meridionale. Gli effetti aumentano dall’Equatore verso i Poli e dalla superficie verso il fondo del mare. Considerando la variabilità dei fattori che ho elencato, le correnti marine possono avere intensità e direzioni molto diverse e variabili nel tempo.
I vortici d’acqua e le correnti anticicloniche guidati dalla forza di Coriolis sulla superficie degli oceani modificano il campo gravitazionale terrestre – Fonte Sea Level News | January 13, 2017 | By Pat Brennan, NASA’s Sea Level Portal Karl Ludwig Poggemann File:Coriolis-force-driven anticyclonic water-swirls and currents at the oceans’ surfaces change Earth’s gravitational field (32312280745).jpg – Wikimedia Commons
Le correnti di gradiente
Quando una pressione (il rapporto del modulo ortogonale di una forza su una superficie) si distribuisce su una superficie irregolare, se il mezzo su cui agisce ha densità diverse, si possono generare dei movimenti dei fluidi sottoposti a queste forze. Se poi questa variabilità viene accentuata da variazioni atmosferiche e idrostatiche questi movimenti creano delle vere e proprie correnti dette di gradiente.
Per poter meglio visualizzare questo fenomeno, pensate ad una teglia piena d’acqua che viene inclinata da un lato. Le particelle d’acqua, in presenza di un flusso d’aria, si spostano da una parte all’altra generando un movimento di particelle da un lato all’altro. Questo vale anche nei grandi bacini marini dove, all’azione meccanica causata dal vento, si sommano le variazioni legate alle interazioni di masse d’acqua di diversa salinità e temperatura. In alto mare gli effetti possono essere trascurabili ma diventano importanti in prossimità della corsa dove, venti forti e perpendicolari alla linea di spiaggia possono spostare grandi masse d’acqua che possono dare origine a correnti parallele alla costa stessa. Quando queste variazioni dipendono da variazioni di temperatura ci troviamo di fronte a correnti termiche, se invece entra in gioco la salinità parliamo di correnti aline. Una massa meno densa (più calda o meno salata) ha uno spessore minore rispetto ad un corpo più freddo o può salato. Questo ci fa comprendere come gli spessori delle masse d’acqua in particolari situazioni possano essere molto variabili a seconda della latitudine.
Un caso interessante sono i bacini marini di ugual salinità. Quando riscaldati dalle radiazioni solari, si generano dei livelli diversi (acque più calde in superficie e più fredde in profondità). In caso di raffreddamento superficiale (dovuto ad esempio al vento o alle escursioni termiche) le acque più dense tendono ad affondare creando correnti termiche verticali discendenti fredde. Nello stesso tempo, nello spostamento si generano correnti di acque più calde verso la superficie. Questo tipo di correnti, essendo innescate da variazioni termiche, sono ovviamente più superficiali. Nel caso di variazioni della salinità (estuari di fiumi o aree di scioglimento di ghiacci) si generano delle correnti aline che possono avere carattere superficiale o di profondità. Esse sono modeste in bacini aperti ma più importanti nelle baie chiuse o dove, per motivi morfologici, gli scambi sono minori o più lenti. Interessante il caso dei Tropici dove si ha mediamente un aumento della salinità ed una diminuzione della temperatura delle masse d’acqua. Curiosamente all’Equatore avviene esattamente il contrario.
Questo comporta che nella fascia di latitudini tra i Tropici e l’Equatore si vengono a generare correnti di gradiente termo-aline che portano in superficie acque meno dense dall’Equatore verso i Tropici. A latitudini maggiori, con l’abbassamento delle temperature e della salinità, le correnti diventano meno intense. Esempi importanti di correnti di gradiente sono la corrente del Golfo, del Labrador e del Kuroshio. Tutte meritano una trattazione a parte e le conosceremo meglio in un altro articolo
Le correnti di deriva
Esse sono dovute all’azione del vento sulle superfici marine che ne provoca lo spostamento delle masse d’acqua (drifting). Venti come gli Alisei ed i Monsoni sono i principali responsabili di queste correnti marine. Le masse d’acqua superficiali, soggette al vento, si spostano nella stessa direzione con una velocità dipendente dal tempo di applicazione. Un elemento di valutazione importante per valutare la magnitudine del fenomeno è la superficie battuta dal vento (detta fetch) ovvero lo specchio di mare “libero da ostacoli” che viene sottoposto all’azione continuativa del vento. Questo parametro è dii particolare interesse per i naviganti perché maggiore è il fetch, maggiore sarà la forza del mare di corrente e di vento che si genererà.
Le correnti oceaniche cambiano direzione rispetto ai venti di superficie a causa dell’effetto Coriolis – Legenda: Spirale di Ekman 1. direzione del Vento 2. Forza esercitata dall’alto 3. Direzione della corrente 4. Forza di CoriolisEkman spirale – Spirale di Ekman – Wikipedia
In superficie, la direzione delle correnti marine generate dall’effetto del vento segue la legge di Coriolis ma essa varia, scendendo in profondità, seguendo una figura geometrica chiamata spirale di Ekman. Ad una certa profondità, detta di attrito, la corrente di deriva si muove in direzione opposta rispetto alla superficiale con un velocità ridotta a 1/23 dell’iniziale fino a scomparire intorno ai 200-500 metri.
Le correnti di deriva e di gradiente danno origine ad una complessa circolazione che interessa tutti gli oceani maggiori, ma di questo parleremo in un prossimo articolo.
Andrea Mucedola
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ammiraglio della Marina Militare Italiana (riserva), è laureato in Scienze Marittime della Difesa presso l’Università di Pisa ed in Scienze Politiche cum laude all’Università di Trieste. Analista di Maritime Security, collabora con numerosi Centri di studi e analisi geopolitici italiani ed internazionali. È docente di cartografia e geodesia applicata ai rilievi in mare presso l’I.S.S.D.. Nel 2019, ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia delle Scienze e Tecniche Subacquee per la divulgazione della cultura del mare. Fa parte del Comitato scientifico della Fondazione Atlantide e della Scuola internazionale Subacquei scientifici (ISSD – AIOSS).
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