Che succede quando un’onda atmosferica si rompe? Ecco i processi dinamici che generano cicloni e anticicloni

Con il termine di “onda di Rossby” si fa riferimento ad una grande oscillazione nell’atmosfera, come onde che si formano nel flusso di un fiume. Esse sono causate dalla rotazione della Terra e dalle differenze di temperatura tra l’equatore (più caldo) e i poli (più freddo).

Queste onde si vedono spesso all’interno delle correnti a getto (specie quella polare), dei potenti flussi d’aria ad alta quota che soffiano prevalentemente da ovest verso est, come una corrente aerea che guida il tempo nelle regioni temperate, dall’Europa al Nord America.

La corrente a getto la possiamo paragonare a un’autostrada d’aria, a volte è dritta, altre volte forma grandi curve o “meandri”. Questi meandri sono le “onde di Rossby”, e quando diventano troppo grandi o instabili, possono “rompersi”, proprio come un’onda del mare che si frantuma sulla spiaggia. Questa rottura ha un impatto diretto sul nostro tempo, e può creare aree cicloniche o anticicloni.

Cos’è la rottura delle onde di Rossby?

Quando un’onda di Rossby si rompe, non scompare semplicemente, ma trasferisce energia e movimento (chiamato “quantità di moto”) all’atmosfera circostante, rafforzando o indebolendo, a seconda dei casi, il flusso del vento in media troposfera.

Quando queste onde si rompono lasciano dietro di sé dei vortici d’aria che possono trasformarsi in regioni di alta o bassa pressione. Questi vortici d’aria sono come pezzettini dell’onda che si staccano, formando sistemi meteorologici che influenzano il tempo per giorni o settimane.

Come nascono i cicloni?

Come sappiamo il ciclone è una zona di bassa pressione dove l’aria ruota in senso antiorario (nell’emisfero nord) e sale verso l’alto, generando nuvole, pioggia e vento. La rottura delle onde di Rossby può avviare un ciclone quando si propaga lungo la corrente a getto, creando un meandro (una curva nel flusso d’aria).

Questo movimento rotatorio crea una zona depressionaria al suolo, dove l’aria al suolo converge e sale verso l’alto, favorendo la formazione di nuvole e precipitazioni.

La rottura ha creato un forte nucleo di vorticità positiva evoluto in una profonda depressione, isolato dal flusso principale, che ha portato giorni di maltempo, con piogge intense e allagamenti in regioni come la Sicilia. Questo è un esempio di come la rottura ciclonica di un’onda di Rossby possa generare forte maltempo.

Come si formano gli anticicloni?

Un anticiclone è una zona di alta pressione dove l’aria ruota in senso orario (nell’emisfero nord) e scende verso il basso, favorendo cieli sereni e tempo stabile.

La rottura delle onde di Rossby genera anticicloni quando quest’ultima si deforma e si rompe in modo da isolare un “anello di aria calda e leggera”. La rottura crea un anello di vorticità negativa (rotazione anticiclonica), che concentra aria calda e meno densa.

Questo movimento rotatorio crea una zona di “subsidenza”, dove l’aria diverge al suolo e scende dall’alto verso il basso, inibendo la formazione di nuvole, e creando le situazioni favorevoli a cieli sereni o poco nuvolosi. Ma anche a lunghe ondate di calore durante il periodo estivo.

Nell’estate del 2003, l’Europa ha vissuto un’ondata di caldo eccezionale, con temperature record in molti Paesi, tra cui l’Italia. Questo evento è stato causato da un anticiclone di blocco, generato dalla rottura anticiclonica di un’onda di Rossby.

L’onda si è rotta in modo da isolare una massa d’aria calda e stabile sopra l’Europa occidentale, bloccando il flusso della corrente a getto che è stato costretto ad aggirare l’ostacolo a nord.

Questo anticiclone ha impedito l’arrivo di aria fresca e umida, causando settimane di caldo intenso e un lungo periodo secco. È un esempio di come la rottura di un’onda di Rossby possa creare condizioni di tempo stabile, ma estremamente calde, durante l'estate.

L’importanza delle onde di Rossby nella meteorologia

La rottura delle onde di Rossby è un processo chiave per capire il tempo atmosferico. Non solo genera cicloni e anticicloni, ma influenza anche la durata e l’intensità di questi fenomeni su una determinata area geografica, o su un continente intero.

Oggi attraverso i modelli numerici e strumenti, come i vettori di EP-flux, è possibile vedere come l’energia e il movimento delle onde si trasferiscono all’atmosfera durante la rottura. Questi vettori mostrano dove le onde “cedono” il loro movimento, creando le condizioni ideali per lo sviluppo di cicloni o anticicloni.