Occhio (ciclone)

L' occhio di un ciclone tropicale è un'area di venti calmi e bel tempo che di solito è al centro della circolazione del ciclone. È delimitata dal muro dell'occhio , un muro di temporali dove le condizioni meteorologiche sono le più estreme. È più o meno circolare e il suo diametro caratteristico è dell'ordine di 30-60 chilometri, sebbene questo diametro vari notevolmente a seconda dell'intensità del sistema. La pressione è la più bassa nel sistema ma la temperatura in quota è più alta dell'ambiente, a differenza di una depressione classica che ha il cuore freddo. A volte l'occhio potrebbe non essere al centro e girare o muoversi in varie direzioni attorno al centro del ciclone. Le onde convergono sotto l'occhio, però, rendendo il mare molto pericoloso.

Caratteristiche

L'occhio è formato dall'aria che si placa (movimento verso il basso) circondato da un muro di nubi temporalesche ( cumulonembi ) in cui i movimenti verso l'alto sono rapidi. Le temperature calde dell'occhio sono spiegate dalla compressione adiabatica dell'aria rimanente. La maggior parte delle indagini effettuate nell'occhio mostrano che gli strati inferiori rimangono relativamente umidi con un'inversione di temperatura sopra, il che tenderebbe a mostrare che gli strati superiori di aria che si abbassano dall'occhio non raggiungono il suolo ma rimangono confinati a un'altitudine di 1 a 3 km dalla superficie.

Nei sistemi tropicali che non hanno raggiunto lo stadio del ciclone (64 kt o 33 m / s ), l'occhio non è visibile o è solo parziale perché il cedimento non è abbastanza forte da dissipare le nuvole. Si osserva quindi una fitta nuvolosità centrale in cirri (CDO in inglese), come visto dai satelliti meteorologici , e si possono trovare piogge torrenziali al centro di questi sistemi. Una volta raggiunto lo stadio del ciclone, un occhio appare al centro e può essere osservato sui canali sia visibili che infrarossi delle immagini satellitari. La presenza di un CDO pressoché circolare e molto uniforme indica la presenza di un ambiente favorevole di wind shear verticale basso.

Pressione, diametro e struttura

In superficie nella zona degli occhi:

I venti sono deboli, a volte zero, ma occasionalmente possono entrare raffiche dalla parete dell'occhio;
Le precipitazioni sono scarse o nulle e il cielo blu è spesso visibile attraverso i brandelli di nuvole .

In alta quota:

La circolazione dell'aria è presente durante la discesa;
In cima alla troposfera , la temperatura del dell'aria è molto superiore rispetto alle aree circostanti (10 K e spesso più). Le alte temperature dell'occhio sono spiegate dalla compressione dell'aria discendente.

In tutto il ciclone:

Lì si osserva la pressione atmosferica minima nel ciclone;
Il diametro dell'occhio può raggiungere i 200 chilometri ( punta del tifone ) ma in genere è compreso tra 30 e 60 chilometri.

Muro degli occhi :

Formati dal cumulonembo , troviamo i movimenti convettivi più potenti. È accompagnato dal maltempo più intenso del ciclone ( venti , precipitazioni , mareggiate e tornado ).

Fossato

Un fossato in un ciclone tropicale è il cerchio netto tra le pareti concentriche che troviamo durante il ciclo di rinnovamento (vedi sotto) e che è caratterizzato da aria in subsidenza . Il movimento dell'aria è dominato dalla deformazione del flusso. È un esempio di una zona di rapida filamento dove la velocità di rotazione dell'aria attorno al sistema subisce grandi variazioni a piccola distanza in direzione radiale al centro del ciclone. Tali regioni si trovano in qualsiasi vortice di intensità sufficiente, ma è particolarmente importante nei cicloni tropicali di categoria forte.

Meso-vortice del muro

Il meso- vortice il eyewall sono vortici di scala molto piccola che si trovano nella parete centrale tempestosi cicloni tropicali intensi. Sono simili ai vortici di aspirazione nei tornado a più imbuti. Il vento può essere fino al 10 percento più alto lì che nel resto del muro. Sono comuni in determinati momenti della vita del ciclone. Hanno un comportamento peculiare, generalmente orbitano attorno al centro del ciclone ma occasionalmente rimangono fermi o addirittura attraversano proprio il centro.

Le osservazioni di questo fenomeno potrebbero essere riprodotte sperimentalmente e teoricamente. Questi vortici sono un fattore importante dopo che il ciclone è atterrato. I meso-vortici possono infatti trasmettere la loro rotazione ai temporali compresi nel sistema e l'attrito della terra permette di concentrarla vicino al suolo che può provocare gruppi di tornado .

Tuba

Lo snorkel è l'aspetto inclinato della parete dell'occhio in cicloni tropicali molto intensi. Questo fenomeno abbastanza frequente gli conferisce l'aspetto di gradinate in uno stadio sportivo. È dovuto alla pendenza del movimento verso l'alto dell'aria nelle tempeste della parete dell'occhio che segue il contorno del momento angolare . È simile alla forma idromassaggio di una vasca di svuotamento. In generale, questo effetto è più evidente nei cicloni con occhi piccoli dove la variazione del momento angolare è maggiore con l'altezza.

Quasi-occhio

Nell'intensificare i sistemi tropicali che non hanno raggiunto la fase degli uragani di categoria 1 , c'è spesso un'area a livelli di tempesta di medio livello in cui la convezione è assente. Questo non è visibile nello spettro visibile e infrarosso delle immagini satellitari perché le sommità delle nuvole ostruiscono la vista e formano un arco. Tuttavia, le immagini dei satelliti che effettuano sondaggi radar nello spettro delle microonde , come il TRMM , consentono di perforare la vetta e vederle. Un esempio di questo quasi-occhio è stato visto in Hurricane Beta (2005) quando ha raggiunto venti di 80 km / h . Queste strutture non sono necessariamente al centro del ciclone, a causa del wind shear verticale, ma sembra essere il precursore dell'occhio.

Ciclo vitale

Formazione

Le nubi convettive dei cicloni tropicali ( cumulonembi ) sono organizzate in fasce lunghe e strette orientate parallelamente ai venti orizzontali. Questi venti sono influenzate dalla antiorario circolazione ciclonica e spirale attorno al centro di detta circolazione. Pertanto, le bande sono organizzate in una spirale convergente verso il centro del ciclone.

Le bande sono sede di forti movimenti di convezione:

l'aria calda e umida vicino alla superficie converge verso il centro delle fasce;
mentre sale nei cumulonembi, l'umidità nell'aria si condensa e rilascia il suo calore latente;
l'aria, diventata secca e fresca, diverge in alta quota;
l'aria fresca scende su entrambi i lati delle fasce;
l'aria si riscalda e si riempie di umidità e il ciclo ricomincia.

Il cedimento dall'esterno delle fasce elicoidali è concentrato in un piccolo perimetro al centro del ciclone. L'aria fredda della troposfera superiore, mentre scende, si riscalda e si secca. Questo cedimento è concentrato sulla parte concava della fascia elicoidale, perché il riscaldamento è più importante su questo lato delle fasce. L'aria ora calda sale, diminuendo la pressione atmosferica . Quando la pressione scende nella concavità delle bande, i venti tangenziali si intensificano. Quindi le bande convettive convergono verso il centro ciclonico avvolgendosi attorno ad esso. Il risultato è la formazione di un occhio e di una parete dell'occhio.

Cicli di rinnovamento della parete oculare

I cicloni tropicali manifestano episodi di rinnovamento della parete dell'occhio. Di solito questi si verificano in cicloni con venti superiori a 185 km / h . Ecco la sequenza di un ciclo:

La parete dell'occhio si contrae sotto la pressione del vortice;
Una o più pareti esterne, più o meno concentriche, si formano dalle fasce di tempesta del ciclone perché hanno un accesso più diretto all'umidità e al calore;
Il muro esterno si intensifica;
Tra la parete esterna e quella interna si sviluppano correnti d'aria discendenti che trascinano aria secca dalla troposfera superiore ;
L'aria secca discendente provoca la dissipazione delle nubi convettive e la rottura delle pareti interne;
Il muro esterno si irrigidisce e prende il posto del vecchio muro.

L'aumento di pressione derivante dalla dissipazione della parete interna dell'occhio, più veloce della caduta di pressione causata dall'intensificazione della parete esterna dell'occhio, indebolisce momentaneamente il ciclone ed è spesso seguito da un'intensificazione. I cicloni tropicali più intensi sperimenteranno uno o più di questi cicli. L'uragano Allen, ad esempio, nel 1980 ha subito diversi cicli di rinnovamento che oscillavano tra le categorie 3 e 5 della scala Saffir-Simpson e l'uragano Juliette del 2001 è uno dei rari casi.

Pericoli

Anche se il tempo è bello agli occhi ei venti sono deboli, è un posto particolarmente pericoloso in mare. I venti massimi del ciclone si trovano nella parete dell'occhio dove si spingono verso l'alto sulla superficie dell'acqua e formano le onde di grande ampiezza. Queste onde, tuttavia, si muovono nella direzione generale del vento e non interferiscono tra loro. D'altra parte, le onde che entrano nell'occhio dal muro si muovono l'una verso l'altra e possono formare enormi creste quando si incontrano.

Queste onde anomale possono facilmente sopraffare una nave. L'altezza massima che queste onde possono raggiungere non è del tutto nota, ma vicino alla parete dell'occhio dell'uragano Ivan , è stata registrata un'ampiezza di 40 metri tra la depressione e la cresta di una di esse. Inoltre, queste onde si aggiungono alla tempesta , un aumento del moto ondoso causato dalla pressione del sistema.

Un errore comune quando si guarda la terra è che i residenti escano e ispezionino il danno pensando che la tempesta sia finita. Sono poi sorpresi dal ritorno del muro dall'altra parte del ciclone. I servizi meteorologici avvisano quindi le persone nelle regioni in cui passa un ciclone tropicale di lasciare i rifugi prima di ricevere un messaggio dalle autorità che indica la fine dell'allerta ciclone .

Occhio in altri sistemi meteorologici

Solo i cicloni tropicali hanno una struttura con il nome ufficiale "occhio". Tuttavia, altri tipi di depressioni e fenomeni meteorologici hanno strutture che li assomigliano. Questi includono:

La bassa polare : una depressione mesoscala che si forma nelle regioni artiche sopra l'acqua ghiacciata non rivestita mentre la temperatura è molto al di sotto del punto di congelamento . In queste condizioni l'aria è molto instabile e umida in prossimità della superficie, il che porta alla formazione di nubi convettive di notevole spessore. Il loro motore è quindi simile ai cicloni tropicali, cioè il rilascio di calore latente . I venti possono raggiungere la forza della tempesta (oltre 89 km / h sulla scala Beaufort ) ma il loro diametro e la durata della vita sono molto piccoli (meno di 200 km e due giorni). A volte possiamo vedere bande di precipitazioni intense e una parete dell'occhio nelle immagini satellitari.

Il ciclone extratropicale : le depressioni delle medie latitudini sono il risultato dell'incontro di masse d'aria di diverse temperature e umidità. Sono quindi fondamentalmente diversi dai cicloni tropicali. Tuttavia, nella vita di un tale sistema, il fronte freddo alla fine si unisce e supera il fronte caldo e una zona occlusa si verifica al centro della bassa. Le nuvole, solitamente non convettive, formano quindi un'area circolare attorno al centro e spesso è visibile una struttura simile ad un occhio. Si trova tuttavia in una zona in via di dissipazione della tempesta. Buoni esempi di questo comportamento sono quelli delle tempeste di Cape Hatteras in Nord America o delle tempeste invernali in Europa.

Il ciclone subtropicale : queste depressioni sono sistemi che hanno caratteristiche di ciclone sia tropicale che extratropicale perché sono al limite di formazione tra questi due tipi. Se la convezione è organizzata in bande, può apparire un occhio anche se non abbiamo ancora a che fare con un sistema tropicale. Questi cicloni sono caratterizzati da forti venti e mare molto agitato. Spesso diventano tropicali. Ecco perché il National Hurricane Center li ha introdotti al suo orologio degli uragani e dà loro un nome dalla lista annuale dal 2002.

I tornado : questi fenomeni di piccolissima scala danno i venti più veloci del pianeta. Si trovano sotto diversi tipi di nubi convettive ma principalmente sotto tempeste di supercelle . È possibile che si verifichino tornado a imbuto singolo o multiplo e il danno all'aspirazione è dovuto alla differenza di pressione tra l'ambiente e il centro degli imbuti. In teoria, gli imbuti potrebbero avere una zona di vento calmo, un "occhio", al centro. Ci sono dati di velocità nei tornado dai radar meteorologici Doppler e alcune osservazioni in situ che lo confermerebbero.

Occhio alieno

La NASA ha riferito nel novembre 2006 che la sonda spaziale Cassini aveva osservato una tempesta al polo sud di Saturno che aveva tutte le caratteristiche di un ciclone tropicale, con un occhio solo. La presenza di un muro dell'occhio non era mai stata notata su nessun pianeta diverso dalla Terra . Anche nell'immensa Grande Macchia Rossa di Giove , questo fenomeno non è stato osservato durante la missione Galileo .

Nel 2007, i grandi vortici sono stati visti dalla missione Venus Express della Agenzia Spaziale Europea ai due poli di Venere . Questi vortici avevano occhi doppi.

Note e riferimenti

(fr) Questo articolo è parzialmente o interamente tratto dall'articolo di Wikipedia in inglese intitolato " Eye (cyclone) " ( vedere l'elenco degli autori ) .

Appunti

In alcune opere si può omettere il fenomeno del cedimento dell'aria nell'occhio del ciclone, come nel trattato Manuel de Meteorologie .

Riferimenti

" Definizione di base: Soggetto A9) Cos'è un occhio? Come si forma? Come viene mantenuto? Cos'è una fascia a spirale? » , Frequently Asked Questions , Météo-France ( La Réunion ) (consultato il 6 gennaio 2013 )
" Hurricane Glossary " , Canadian Hurricane Center ,30 aprile 2010(visitato il 6 gennaio 2013 )
(in) Jonathan Vigh , " Training Eye of the Hurricane " , 7th Conference on Hurricanes and Tropical Meteorology in Monterey, American Meteorological Society ,2006( leggi online [PDF] , consultato il 24 dicembre 2017 )
(in) Robert Houze, Cloud Dynamics Second edition , vol. 104, Amsterdam / New York, Academic Press , coll. "International Geophysics Series",2014, 432 p. ( ISBN 978-0-12-374266-7 ) , p. 295
Alfio Giuffrida e Girolamo Sansosti ( traduzione dall'italiano), Manuale meteorologico: una guida alla comprensione dei fenomeni atmosferici e climatici , Saint-Denis-sur-Sarthon, Gremese,2017, 140 p. ( ISBN 978-2-36677-118-3 ) , p. 103
" Definizione di base: (A9) cosa significa" CDO "? » , Domande frequenti , Météo-France ( New Caledonia ) (visitato il 6 gennaio 2013 )
(in) CM Rozoff , WH Schubert , Comics McNoldy e JP Kossin , " Filamentazione rapida in aree di cicloni tropicali intensi " , Journal of the Atmospheric Sciences , vol. 63,2006, p. 325-340 ( letto online , accesso 16 novembre 2007 )
(a) Richard J. Pasch , Eric S. Blake , D. Hugh Cobb III e David P. Roberts , " Tropical Cyclone Report: Hurricane Wilma " , National Hurricane Center,12 gennaio 2006
(in) JP Kossin , Comics McNoldy e WH Schubert , " turbinii vorticosi nell'occhio dell'uragano delle nuvole " , Monthly Weather Review , vol. 130,2002, p. 3144–3149 ( leggi online [PDF] )
(in) MT Montgomery , VA Vladimirov e PV Denisenko , " Uno studio sperimentale è l'uragano mesovortice " , Journal of Fluid Mechanics , vol. 471,2002, p. 1–32 ( leggi in linea )
(in) JP Kossin e WH Schubert , " Mesovortices, polygonal flow patterns, pressure and rapid falls in hurricane-like vortices " , Journal of the Atmospheric Sciences , vol. 58,2001, p. 2196–2209 ( leggi online [PDF] , accesso 16 novembre 2007 )
(en) HF Hawkins e DT Rubsam , " Hurricane Hilda, 1964: II. Struttura e budget dell'uragano del 1 ° ottobre 1964 " , Monthly Weather Review , vol. 96,1968, p. 617–636 ( leggi in linea )
(in) WM Gray e DJ Shea , " La regione centrale dell'uragano: II. Stabilità termica e caratteristiche dinamiche " , Journal of the Atmospheric Sciences , vol. 30,1973, p. 1565–1576 ( leggi in linea )
(in) HF Hawkins e SM Imbembo , " La struttura del piccolo, intenso uragano Inez-1966 " , Monthly Weather Review , vol. 104,1976, p. 418–442 ( leggi online [PDF] )
(in) Frank Marks e Stacy Stewart, " TRMM Satellite Data - Applications to Tropical Cyclone Analysis and Forecasting " , University of Colorado (visitato il 10 gennaio 2008 )
(in) John L. Beven, " Tropical storm Beta Discussion number 3 " , National Weather Service (accesso 8 gennaio 2008 )
(in) Daniel Brown e Lt. Dave Roberts, " Interpretation of passive microonde imagery " , National Hurricane Center , NOAA (visitato il 13 marzo 2008 )
(in) Jacksonville Weather Forecast Office, " STORM project " , NOAA (visitato il 12 marzo 2008 )
(a) Jonathan Vigh, " Training Eye of the Hurricane " , conferenza AMS , Fort Collins, Colorado, Dipartimento di scienze atmosferiche, Colorado State University ,2006( leggi online [PDF] , accesso 6 gennaio 2013 )
Se quest'aria non può riscaldarsi e umidificarsi, il ciclone si dissiperà.
(in) Brian D. McNoldy , " Triple eyewall in Hurricane Juliette " , Bulletin of the American Meteorological Society , AMS , vol. 85,2004, p. 1663–1666 ( DOI 10.1175 / BAMS-85-11-1663 , leggi online [PDF] , accesso 6 gennaio 2013 )
(a) David W. Wang , Douglas A. Mitchell , William J. Teague , Ewa Jarosz e Mark S Hulbert , " Extreme Waves Under Hurricane Ivan " , Science , vol. 309, n o 5736,5 agosto 2005, p. 896 ( leggi in linea )
" The cyclonic alert " , Météo-France (consultato il 6 agosto 2006 )
(it) National Weather Service (Southern Region), " Tropical Cyclone Safety " , National Oceanic and Atmospheric Administration ,6 gennaio 2005(visitato il 6 agosto 2006 )
(en) National Snow and Ice Data Center, " Polar Lows " (visitato il 24 gennaio 2007 )
(a) Maue, Ryan N., " Warm seclusion cyclone climatology " , American Meteorological Society ,25 aprile 2006(visitato il 6 ottobre 2006 )
(in) Chris Cappella, " Weather Basics: Subtropical storms " , USA Today ,22 aprile 2003(visitato il 15 settembre 2006 )
(a) R. Monastersky, " Oklahoma Tornado Wind Sets Record " , Science News,15 maggio 1999(visitato il 15 settembre 2006 )
(in) Alonzo A. Justice , " Seeing the Inside of a Tornado " , Monthly Weather Review ,Maggio 1930, p. 205–206 ( leggi online [PDF] , accesso 15 settembre 2006 )
(in) "La NASA vede nell'occhio di una tempesta mostruosa su Saturno " , NASA ,9 novembre 2006(visitato il 10 novembre 2006 )
(en) G. Piccioni et al. , " Caratteristiche del polo sud su Venere simili a quelle vicino al polo nord " , Natura , n . 450,29 novembre 2007, p. 637-40 ( DOI 10.1038 / nature06209 , leggi in linea )
(in) " Mission: Venus Express " , European Space Agency (visitato il 9 marzo 2008 )