Il NASCENTE Vortice Polare 2020/21 ed il futuro inverno

[ghiaccio96]

Molto interessante.
Cerco di semplificare o di rendere più chiaro il concetto che ho espresso per vedere se, partendo da approcci diversi, arriviamo alle medesime conclusioni.
All'interno di una circolazione di masse d'aria che si muovono con zonalitÃ* positiva (ovvero da ovest verso est nel NH), il flusso può venire perturbato da onde (energia/calore) in grado di invertire il senso di moto o di sottrarre ad esso energia.

Allegato 546995

Questo avviene anche tridimensionalmente ovvero con trasporto non solo orizzontale ma anche verticale superando talvolta la barriera termica imposta dalla tropopausa ove riescono ad insinuarsi sotto forma di calore e di trasporto di momento (eddy) le sole onde di Rossby che presentino determinate caratteristiche di velocitÃ* e di ampiezza.

Allegato 546996

La cromografia verticale del momentum flux (uv) mette in evidenza i flussi ( color mattone) che forzano ovvero si oppongono alle velocitÃ* zonali rispetto quelli che le assecondano incrementandole (color azzurro).
In questa carta viene evidenziato un trasporto di momento verticale connotato vorticitÃ* negativa che crea attrito rispetto le velocitÃ* zonali (vorticitÃ* positiva) presenti nei vari piani isentropici (che invece portano vorticitÃ* positiva).
Questo trasporto che si rivela tuttavia parzialmente divergente rispetto al polo (infatti viene bloccato prima di 70°N in alta stratosfera e poi a latitudini inferiori scendendo di altezza) crea una parziale compressione di massa che sollecita da parte del nucleo del vps una risposta di segno contrario e che quindi asseconda moto zonale verso il basso.
Il trasporto di calore e di momento rimane possibile fino a quando non avvenga il deposito del momento di segno opposto (quindi negativo rispetto al flusso zonale).

La "rottura o chiusura dell'onda" planetaria, se avviene , determina l'interruzione dei flussi per avvenuto deposito di momento cioè quando le correnti zonali ( o con zonalitÃ* positiva) sono state sostituite da quelle antizonali (o con zonalitÃ* negativa).

L'interposizione, nell'ambito della colonna del vortice polare, di uno strato antizonale a livello polare ovvero laddove i venti soffino da est verso ovest, determina l'interruzione del flusso di calore verso l'alto.

Verifica se ti tornano i segni adesso... magari partivamo da presupposti diversi.

ps. ti aggiungo la carta di trasporto dei flussi di calore che, come potrai vedere, è assolutamente coerente rispetto a quella del trasporto di momento:

Allegato 547000

Ho trovato l'equazione dell'evoluzione temporale dell'energia cinetica zonale
Cattura.PNG
L'interpretazione è questa: se in una certa zona il vento zonale sta aumentando con la latitudine e i flussi di momento sono positivi, allora questi stanno dando energia e quindi velocitÃ* al vento zonale. Se i flussi sono positivi in una zona con vento zonale che diminuisce all'aumentare della latitudine, allora i flussi stanno togliendo energia alla zonalitÃ* e mi torna la tua spiegazione, dove ci stanno i flussi positivi si instaura una circolazione che si oppone al flusso zonale. Se il vento zonale aumenta con la latitudine, i flussi positivi cedono energia alla zonalitÃ* accelerandola. Mi servirebbe avere sotto mano una carta del vento medio zonale e dei flussi di momento in sezione verticale al variare della latitudine che prima prendevo da questo link http://www.centrometeo.com/modelli-n...le-temperatura ma non sono più disponibili, dove le posso trovare? Ti torna questo con quello che sai te al riguardo?

[Alesax]

Uno Strawarming su quasi tutta la colonna d'aria, che allo attuale pare poco probabile. Ma l'inverno - serio - può arrivare anche con molto meno comunque

Grazie Dream

[Copernicus64]

Ho trovato l'equazione dell'evoluzione temporale dell'energia cinetica zonale
Cattura.PNG
L'interpretazione è questa: se in una certa zona il vento zonale sta aumentando con la latitudine e i flussi di momento sono positivi, allora questi stanno dando energia e quindi velocitÃ* al vento zonale. Se i flussi sono positivi in una zona con vento zonale che diminuisce all'aumentare della latitudine, allora i flussi stanno togliendo energia alla zonalitÃ* e mi torna la tua spiegazione, dove ci stanno i flussi positivi si instaura una circolazione che si oppone al flusso zonale. Se il vento zonale aumenta con la latitudine, i flussi positivi cedono energia alla zonalitÃ* accelerandola. Mi servirebbe avere sotto mano una carta del vento medio zonale e dei flussi di momento in sezione verticale al variare della latitudine che prima prendevo da questo link http://www.centrometeo.com/modelli-n...le-temperatura ma non sono più disponibili, dove le posso trovare? Ti torna questo con quello che sai te al riguardo?

Molto interessante ghiaccio96!

Questa equazione se è corretta la tua interpretazione, spiega molto dell'instabilità delle previsioni dei GM per l'evoluzione invernale, dato che in questo contesto basta veramente poco in situazioni "in bilico" per spostare l'equilibrio da una situazione a zonalità + a una a zonalità - e viceversa...potresti, tu o Matteo, descriverci tutti i termini dell'equazione in modo da assimilarne meglio il senso? grazie!

[ghiaccio96]

Molto interessante ghiaccio96!

Questa equazione se è corretta la tua interpretazione, spiega molto dell'instabilitÃ* delle previsioni dei GM per l'evoluzione invernale, dato che in questo contesto basta veramente poco in situazioni "in bilico" per spostare l'equilibrio da una situazione a zonalitÃ* + a una a zonalitÃ* - e viceversa...potresti, tu o Matteo, descriverci tutti i termini dell'equazione in modo da assimilarne meglio il senso? grazie!

Questa è solo una delel 4 equazioni del cosiddetto "ciclo di lorenz" o ciclo dell'energia in atmosfera.
Qual è la sostanza di questa equazione? prendi le equazioni del moto dell'approssimazione quasi geostrofica e ne fai il prodotto scalare con la velocitÃ* per cercare le equazioni per l'energia (dopo una marea di conti (che è facile sbagliare e infatti spero che sia giusta quella relazione finale). Le equazioni del moto sono una versione "quasi geostrofica" delle navier-stokes. Nelle navier-stokes per l'atmosfera compaiono termini dissipativi, gradienti di pressione e coriolis. Alle scale a cui vogliamo studiare il moto, della dissipazione non ci importa nulla, o meglio, più che non ci importa alle grandi scale, e quindi quando si studiano fenomeni legati alla circolazione atmosferica su scala continentale, la disspazione non c'è e l'energia si conserva. Suona strano che l'atmosfera conservi l'energia, però in turbolenza se conosci la cascata di kolmogorov avviene la stessa cosa, il fluido non dissipa alle grandi scale ma alle piccole. Il termine non lineare dell'equazione di navier stokes da un particolare comportamento ai fluidi, i vortici delle grandi scale vengono rotti dal termine non lineare. Non dissipati, solo frantumati, in vortici sempre più piccoli. Il termine non lineare conserva l'energia di per se. Il processo di frantumazione dei vortici porta a renderli sempre più piccoli fino al punto in cui l'attrito comincia a farsi sentire e vengono dissolti.
Perchè questa premessa? perchè quando cerchi le equazioni che ti descrivono le equazioni per l'evoluzione temporale dell'energia in atmosfera per capire la circolazione generale dell'atmosfera, il termine dissipativo è trascurabile. Coriolis non fa lavoro sul sitema, quindi anche coriolis non è importante. Anche i gradienti di pressione non giocano un ruolo significativo. In sostanza il ciclo di lorenz ti dice come il termine non lineare opera scambi di energia tra quella zonale e quella "eddy". Nello studio di questo problema, carta e penna, scomponi il vento delle equazioni in una componente media zonale più una "eddy". Alla fine ottieni 4 equazioni, due per la zonale (una per la potenziale e una per la cinetica), due per la "eddy". L'equazione che ho messo sopra è solo la cinetica zonale. Perchè mi focalizzo su questa? Mi focalizzo su quella cinetica perchè l'energia cinetica è strettamente legata alla velocitÃ* del vento. è immediata la corrispondenza tra aumento dell'energia cinetica e aumento della velocitÃ* del vento. Come puoi vedere la cinetica associata al vento zonale ha due sorgenti/pozzi: il primo termine è il prodotto tra un flusso di momento delle componenti eddy e la variazione del vento zonale con la latitudine, la cui possibile interpretazione l'ho descritta prima. Il secondo termine con la velocitÃ* verticale rappresenta un termine di scambio di energia tra la potenziale zonale e la cinetica zonale, nella eq. per la potenziale zonale infatti è presente lo stesso termine di segno opposto. Siccome qua si parla del ruolo dei flussi di momento, stiamo focalizzando l'attenzione sul ruolo del primo termine. Siccome a queste scale il termine non lineare conserva l'energia, l'equazione per la cinetica eddy presenta gli stessi termini della cinetica zonale ma cambiati di segno, in modo tale che se sommi le due equazioni la loro somma è nulla . Quindi basta l'equazione per la cinetica zonale che ho messo sopra per capire i trasferimenti di energia dalla circolazione zonale alla eddy.
La circolazione zonale viene detta anche simmetrica. eddy è la non simmetrica ossia tutte le deviazioni che vi possono essere dalla corrente zonale, come dai semplici promontori alternati a saccature alle più grandi onde planetarie. Naturalmente se guardi una carta meteociel vedi la somma delle due, infatti nell'equazione sopra se vedi ci sono delle parentesi quadre, indicano la media del vento su tutta la circonferenza terrestre di una data latitudine. Spero di essere stato sufficientemente chiaro

[ghiaccio96]

Sarò un po' più preciso su questo aspetto: prendi l'equazione di navier stokes in approssimazione quasi geostrofica per la componente x del vento, quella che viene convenzionalmente chiamata u, il vento zonale. La separi in una U+u' o U+Ue. Io conoscevo la nomenclatura Ue ma le mappe dei flussi di momento usano u'. Fai il prodotto scalare con U+u' e ti vengono fuori due equazioni che sono l'evoluzione per la cinetica zonale e per la cinetica eddy. Poi prendi l'equazione del calore, anche li scomponi il vento in U+u' e moltiplichi tutta l'equazione. Così ti vengono fuori l'equazione per l'energia potenziale zonale ed eddy. Quindi ottieni 4 equazioni. Alla fine ottieni 4 termini totali di scambio di energia in atmosfera: i termini W*theta che rappresentano una conversione di energia da potenziale a cinetica per entrambe le circolazioni (eddy e zonale), il termine di flusso di calore che rappresenta un trasferimento di energia dalla pontenziale zonale alla eddy o viceversa e un altro termine che è il flusso di momento che rappresenta uno scambio di energia tra le due cinetiche

[sponsi]

Raga corro a comprare il libro di fisica promesso

[Fabry18]

Oh parlavamo di ciambelle all’ora di pranzo

Scherzi a parte complimenti ghiaccio96...
Troppi anni che non faccio analisi e fisica però per partecipare a questa discussione


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[NeuNetwork]

Alcune le ricordo perchè le ho lette da qualche parte ... altre dovrei guardare(non è il mio campo)



U= velocità orizzontale
W= velocità verticale
dT= differenza temporale
2Ω= 2 x velocità di rotazione
g= accelerazione di gravità
α= raggio della terra
etc..
(ma veramente vado a memoria) in rete si dovrebbe trovare qualcosa

[GiagiKarlo]

Sarò un po' più preciso su questo aspetto: prendi l'equazione di navier stokes in approssimazione quasi geostrofica per la componente x del vento, quella che viene convenzionalmente chiamata u, il vento zonale. La separi in una U+u' o U+Ue. Io conoscevo la nomenclatura Ue ma le mappe dei flussi di momento usano u'. Fai il prodotto scalare con U+u' e ti vengono fuori due equazioni che sono l'evoluzione per la cinetica zonale e per la cinetica eddy. Poi prendi l'equazione del calore, anche li scomponi il vento in U+u' e moltiplichi tutta l'equazione. Così ti vengono fuori l'equazione per l'energia potenziale zonale ed eddy. Quindi ottieni 4 equazioni. Alla fine ottieni 4 termini totali di scambio di energia in atmosfera: i termini W*theta che rappresentano una conversione di energia da potenziale a cinetica per entrambe le circolazioni (eddy e zonale), il termine di flusso di calore che rappresenta un trasferimento di energia dalla pontenziale zonale alla eddy o viceversa e un altro termine che è il flusso di momento che rappresenta uno scambio di energia tra le due cinetiche

Buon punto di partenza per chi come me mira a fare fisica dell'atmosfera
A parte scherzi, ottima competenza, anche se umilmente ho capito davvero poco, ma analisi così danno anche la possibilità di migliorarsi

[NeuNetwork]

Se è ghiaccio96 di meteo Etruria(mi pare).Si mi ricordo che è davvero molto competente