Venti e fenomeni atmosferici influenzati dalla termodinamica
I venti si generano dal movimento dell’aria tra zone ad alta e bassa pressione a causa delle forze di gradiente. Il clima delle regioni marittime è caratterizzato da piccole variazioni di temperatura, grazie all’effetto termoregolatore del mare con la sua elevata capacità termica. Questo comporta fenomeni come la formazione della brezza marina.
Durante il giorno, la terra si riscalda più rapidamente dell’acqua, provocando una diminuzione della pressione al livello del suolo, e l’aria più fresca sopra il mare si sposta verso l’area a pressione più bassa sulla terraferma, generando la brezza marina.
Il calore specifico dell’acqua è molto più elevato rispetto a quello del suolo, portando a una temperatura più stabile in mare rispetto alla terra.
I raggi solari riscaldano la superficie terrestre che emette radiazione elettromagnetica nell’infrarosso. L’atmosfera terrestre assorbe gran parte di questa radiazione, riscaldandosi e causando un’espansione dell’aria.
Il primo principio della termodinamica stabilisce che ogni volta che un gas si espande contro una pressione, compie un lavoro sull’ambiente. L’aria che si eleva dalla superficie terrestre subisce un’espansione adiabatica e si raffredda, con conseguenze sulle condizioni atmosferiche.
Quando i venti si sviluppano in zone ad alta quota, l’aria scende subendo una compressione adiabatica che la riscalda.
Esempi di venti influenzati da questi processi termodinamici sono il Föhn, il vento di chinook e il Santa Ana.
Il Föhn si manifesta su entrambi i lati della catena alpina, mentre il vento di chinook è osservabile nell’entroterra dell’America del Nord, causando una rapida fusione della neve a causa dell’aria secca. Il Santa Ana è tipico del sudovest della California, caratterizzato dalla discesa di aria fredda intrappolata tra montagne, che si riscalda per compressione adiabatica producendo temperature elevate. I venti di tipo Santa Ana sono stagionali, avendo luogo in autunno, inverno e primavera.