23. Circulația generală a atmosferei. Vânturile pe Glob

Structura planșei 23

Sub titlu, legenda prezintă următoarele elemente:

valorile corespunzătoare codurilor de temperatură, astfel: T1 -20°C, T2 -1°C, T3 10°C, T4 25°C.
semnul convențional pentru latitudine, sub forma unor linii punctate, paralele, cărora le-au fost asociate la capătul din stânga praguri de temperatură, notate cu T, iar la capătul din dreapta, unde apare un semn distinctiv sub forma de triunghi, valorile corespunzătoare pentru latitudine
semnul convențional pentru direcția de bătaie a vântului pe Glob, sub formă de săgeată alcătuită dintr-o linie continuă cu vârf plin, orientat.

Sub legendă, lângă linia de ghidaj, este desenată o porțiune din Soare. De la Soare pleacă razele solare reprezentate prin săgeți paralele, cu linie întreruptă. Ele ajung la planeta Pământ, reprezentată printr-un cerc. Dimensiunea planetei este exagerată în raport cu Soarele, care este de peste un milion de ori mai mare în realitate.

Pe partea dreaptă a planetei sunt notate gradele de latitudine și vânturile. Vânturile sunt reprezentate, în interiorul Globului, prin săgeți drepte, care arată direcția generală, iar în exteriorul Globului, prin săgeți curbate, care arată mișcarea vânturilor din așa-numitele celule. Numele celor mai importante vânturi sunt notate pe planșă pentru a ne arăta unde se manifestă: alizeele (de la 0° la 30° nord și sud), vânturile de vest (între 30° și 60°), vânturile polare (între 60° și 90°).

Informații despre conținut

Circulația generală a atmosferei se referă la modelele globale de mișcare a aerului, care transportă căldură și umiditate în jurul Pământului. Aceste modele sunt determinate de diferențele de temperatură între Ecuator și Poli, rotația Pământului și distribuția suprafețelor continentale și oceanice.

Datorită formei sale sferice și a înclinării axei, suprafața Pământului este încălzită în mod inegal de către Soare. Razele Soarelui cad perpendicular pe Ecuator (paralela de 0° pe planșa 23), determinând cea mai ridicată temperatură medie anuală pe Glob, cu o valoare medie de 25 °C. Cu cât ne îndreptăm către Poli, temperatura scade, ajungând la 10 °C la Tropice (paralelele de 30° latitudine nordică și sudică), respectiv la valori negative la Cercurile Polare și la cei doi Poli. La Cercurile Polare, reprezentate de paralelele de 60° latitudine nordică și sudică, temperatura are valori de -1 °C, iar la cei doi Poli aflați la 90° latitudine nordică și sudică, valorile medii de temperatură scad până la -20 °C. Încălzirea aceasta inegală crează diferențe de temperatură între diverse regiuni ale Globului, care, la rândul lor, vor genera diferențe de presiune atmosferică pe Glob. Acest lucru se întâmplă deoarece aerul de deasupra regiunilor mai calde, cum ar fi la Ecuator, devine mai cald și mai puțin dens decât aerul de deasupra regiunilor mai reci, cum ar fi la Poli. Astfel, aerul cald tinde să se ridice, dând naștere zonelor cu presiune joasă la suprafața Pământului, în timp ce aerul rece tinde să coboare, creând zone cu presiune ridicată. Zonele cu presiune atmosferică ridicată se numesc anticicloni, iar cele cu presiune scăzută se numesc cicloni.

Când aerul cald se ridică, el este înlocuit de aerul mai rece care se deplasează pentru a umple acest gol. Procesul de ridicare a aerului cald și coborâre a aerului rece este cunoscut sub numele de convecție. Zonele cu presiune ridicată pe Glob sunt la Poli și Tropice, iar zonele cu presiune atmosferică scăzută sunt la Cercurile Polare și Ecuator. Aerul se deplasează de la zonele de presiune ridicată către zonele de presiune joasă, încercând să echilibreze diferențele de presiune. Această deplasare a aerului contribuie la formarea vânturilor. Totuși, vânturile nu se deplasează direct de la zonele de presiune ridicată la cele de presiune joasă datorită forței lui Coriolis. Aceasta deviază vânturile spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în emisfera sudică, generând modele complexe de circulație a aerului. La scară globală, diferențele de temperatură și presiune crează mari celule de circulație a aerului, reprezentate pe planșa 23 prin săgeți curbate în exteriorul Globului. Celulele joacă un rol important în formarea vânturilor planetare, adică alizeele, vânturile de vest și vânturile polare. În continuare, vom prezenta aceste celule de circulație a aerului și vânturile permanente pe care le formează.

Astfel, Celulele Hadley sunt circulații atmosferice care se extind de la Ecuator până la aproximativ 30° latitudine nordică și sudică, adică la Tropice. Aerul cald de la Ecuator se ridică datorită încălzirii intense și se deplasează către tropopauză, unde se răcește și începe să coboare în apropierea latitudinilor de 30°. Acest aer rece crează zone de presiune ridicată și formează vânturile alizee, care se deplasează dinspre Tropice spre Ecuator. Tropopauza este un strat al atmosferei terestre situat între troposferă și stratosferă, care funcționează ca o barieră pentru temperatură și umiditate, în sensul de creare a unei stabilități atmosferice. Alizeele suflă de la est spre vest dar, datorită forței lui Coriolis, în emisfera nordică, ele suflă din nord-est (alizeele de nord-est), iar în emisfera sudică, din sud-est (alizeele de sud-est). Aceste vânturi sunt esențiale pentru clima tropicală și influențează tiparele de vreme în regiunile ecuatoriale. Deoarece sunt vânturi constante și previzibile au avut și o importanță istorică majoră pentru navigația și comerțul maritim, în perioada Marilor Descoperiri Geografice fiind folosite pentru traversarea oceanelor Atlantic și Pacific. O particularitate deosebită a circulației generale a atmosferei se regăsește de o parte și de alta a Ecuatorului, între Ecuator și 5° latitudine nordică și sudică, acolo unde alizeele din emisfera nordică se întâlnesc cu cele din emisfera sudică. Este vorba despre calmele ecuatoriale, adică zonele caracterizate prin presiune joasă, precipitații abundente și instabilitate atmosferică, favorizând producerea furtunilor convective.

Între 30° și 60° latitudine nordică și sudică se află Celulele Ferrel, caracterizate de mișcarea aerului dinspre Tropice spre Cercurile Polare, care formează Vânturile de Vest. Acestea joacă un rol important în determinarea condițiilor meteorologice și climatice ale regiunilor temperate. Ele suflă predominant dinspre vest către est, invers față de alizee. În emisfera nordică direcția lor este predominant spre nord-est și influențează regiunile temperate din Europa, America de Nord și Asia, iar în emisfera sudică sunt prezente în regiunile temperate ale Americii de Sud, Australiei și în vastele întinderi oceanice. Vânturile de Vest sunt mai puternice în timpul iernii, când diferențele de temperatură între Ecuator și Poli sunt mai mari, însă pot suferi variații sezoniere și datorită unor fenomene climatice precum El Niño și La Niña.

Celulele Polare se extind între 60° latitudine nordică și sudică și Poli. Aerul rece și dens coboară la Poli și se deplasează spre sud (în emisfera nordică) sau nord (în emisfera sudică) până la aproximativ 60°, la Cercurile Polare, unde se ridică datorită încălzirii relative, creând zone de presiune joasă. Acest proces generează vânturile polare. Acestea sunt mai puternice iarna, când aduc aer rece spre zonele subpolare și temperate. În emisfera nordică afectează regiunile arctice, incluzând Polul Nord, Groenlanda, Canada, Alaska, Rusia și Scandinavia, iar în emisfera sudică afectează regiunea antarctică și mările din jurul Antarcticii. Printre fenomenele climatice generate de acestea se numără vortexul polar, adică o circulație atmosferică strânsă în jurul polilor. Perturbările în vortexul polar pot duce la perioade de frig extrem în latitudinile mai joase.

În troposfera înaltă, la 6-12 km înălțime, unde intră în contact circuitele vânturilor permanente enumerate mai sus se formează curenții jet (jet stream). Acești curenți sunt niște vânturi foarte puternice care se deplasează cu viteze mari pe direcție vest-est, de-a lungul paralelelor. În zona lor centrală ating și peste 100 km pe oră. Ei influențează distribuția temperaturii, formarea și deplasarea sistemelor meteorologice, și au un impact semnificativ asupra aviației. De exemplu, avioanele comerciale folosesc curenții jet pentru a reduce timpul de zbor și consumul de combustibil, beneficiind de vitezele mari ale acestora.

Circulația generală a atmosferei este un sistem complex și dinamic, esențial pentru menținerea echilibrului climatic al Pământului. Monitorizarea și înțelegerea profundă a acesteia sunt vitale pentru prognozele meteorologice, gestionarea resurselor și adaptarea la schimbările climatice.