Pressione atmosferica e impatto sul tempo

Una caratteristica importante dell'atmosfera terrestre è la sua pressione dell'aria, che determina gli schemi del vento e del tempo in tutto il mondo. La gravità esercita un'attrazione sull'atmosfera del pianeta proprio come ci tiene legati alla sua superficie. Questa forza gravitazionale fa sì che l'atmosfera spinga contro tutto ciò che circonda, la pressione aumenta e diminuisce mentre la Terra gira.

Che cos'è la pressione dell'aria?

Per definizione, la pressione atmosferica o dell'aria è la forza per unità di area esercitata sulla superficie terrestre dal peso dell'aria sopra la superficie. La forza esercitata da una massa d'aria è creata dalle molecole che la compongono e dalle loro dimensioni, movimento e numero presenti nell'aria. Questi fattori sono importanti perché determinano la temperatura e la densità dell'aria e, quindi, la sua pressione.

Il numero di molecole d'aria sopra una superficie determina la pressione dell'aria. All'aumentare del numero di molecole, esercitano una maggiore pressione su una superficie e aumenta la pressione atmosferica totale. Al contrario, se il numero di molecole diminuisce, anche la pressione dell'aria diminuisce.

Come lo misurate?

La pressione dell'aria viene misurata con mercurio o barometri aneroidi. I barometri al mercurio misurano l'altezza di una colonna di mercurio in un tubo di vetro verticale. Quando la pressione dell'aria cambia, anche l'altezza della colonna di mercurio fa, proprio come un termometro. I meteorologi misurano la pressione dell'aria in unità chiamate atmosfere (atm). Un'atmosfera è pari a 1.013 millibar (MB) a livello del mare, che si traduce in 760 millimetri di mercurio quando misurato su un barometro a mercurio.

Un barometro aneroide utilizza una bobina di tubi, con la maggior parte dell'aria rimossa. La bobina si piega quindi verso l'interno quando la pressione aumenta e si piega quando la pressione diminuisce. I barometri aneroidi usano le stesse unità di misura e producono le stesse letture dei barometri al mercurio, ma non contengono alcun elemento.

La pressione dell'aria non è uniforme in tutto il pianeta, tuttavia. L'intervallo normale della pressione atmosferica terrestre va da 980 MB a 1.050 MB. Queste differenze sono il risultato di sistemi di pressione dell'aria bassa e alta, che sono causati da un riscaldamento disuguale sulla superficie terrestre e dalla forza del gradiente di pressione. 

La pressione barometrica più alta mai registrata è stata di 1.083,8 MB (adattata al livello del mare), misurata ad Agata, in Siberia, il 31 dicembre 1968. La pressione più bassa mai misurata è stata di 870 MB, registrata quando il Typhoon Tip ha colpito l'Oceano Pacifico occidentale il 12 ottobre, 1979.

Sistemi a bassa pressione

Un sistema a bassa pressione, chiamato anche depressione, è un'area in cui la pressione atmosferica è inferiore a quella dell'area circostante. I bassi sono generalmente associati a venti forti, aria calda e sollevamento atmosferico. In queste condizioni, i bassi normalmente producono nuvole, precipitazioni e altri fenomeni turbolenti, come tempeste tropicali e cicloni.

Le aree soggette a bassa pressione non hanno temperature estreme diurne (diurne o notturne) né estreme di stagione perché le nuvole presenti su tali aree riflettono la radiazione solare in arrivo nell'atmosfera. Di conseguenza, non possono riscaldarsi tanto durante il giorno (o in estate) e di notte agiscono come una coperta, intrappolando il calore sotto.

Sistemi ad alta pressione

Un sistema ad alta pressione, a volte chiamato anticiclone, è un'area in cui la pressione atmosferica è maggiore di quella dell'area circostante. Questi sistemi si muovono in senso orario nell'emisfero settentrionale e in senso antiorario nell'emisfero meridionale a causa dell'effetto Coriolis.

Le aree ad alta pressione sono normalmente causate da un fenomeno chiamato subsidenza, il che significa che quando l'aria negli alti si raffredda, diventa più densa e si sposta verso il suolo. La pressione aumenta qui perché più aria riempie lo spazio lasciato dal basso. La subsidenza evapora anche la maggior parte del vapore acqueo dell'atmosfera, quindi i sistemi ad alta pressione sono solitamente associati a cielo sereno e clima calmo.

A differenza delle aree a bassa pressione, l'assenza di nuvole significa che le aree soggette ad alta pressione sono estreme a temperature diurne e stagionali poiché non ci sono nuvole per bloccare la radiazione solare in arrivo o intrappolare la radiazione a onde lunghe in uscita durante la notte.

Regioni atmosferiche

In tutto il mondo, ci sono diverse regioni in cui la pressione dell'aria è notevolmente consistente. Ciò può comportare modelli meteorologici estremamente prevedibili in regioni come i tropici o i poli.

• Trogolo equatoriale a bassa pressione: Quest'area si trova nella regione equatoriale della Terra (da 0 a 10 gradi nord e sud) ed è composta da aria calda, leggera, ascendente e convergente. Poiché l'aria convergente è umida e piena di energia in eccesso, si espande e si raffredda mentre si alza, creando le nuvole e le forti piogge che sono importanti in tutta l'area. Questa depressione della zona a bassa pressione forma anche la zona di convergenza intertropicale (ITCZ) e gli alisei.
• Celle subtropicali ad alta pressione: Situata tra 20 gradi e 35 gradi nord / sud, questa è una zona di aria calda e secca che si forma quando l'aria calda che scende dai tropici diventa più calda. Poiché l'aria calda può contenere più vapore acqueo, è relativamente secca. La forte pioggia lungo l'equatore rimuove anche la maggior parte dell'umidità in eccesso. I venti dominanti nell'alto subtropicale sono chiamati occidentali.
• Cellule subpolari a bassa pressione: Questa zona è a 60 gradi nord / sud e presenta un clima fresco e umido. Il basso subpolare è causato dall'incontro di masse d'aria fredde da latitudini più elevate e masse d'aria più calde da latitudini più basse. Nell'emisfero settentrionale, il loro incontro costituisce il fronte polare, che produce le tempeste cicloniche a bassa pressione responsabili delle precipitazioni nel nord-ovest del Pacifico e in gran parte dell'Europa. Nell'emisfero australe si sviluppano gravi tempeste lungo questi fronti e provocano forti venti e nevicate in Antartide.
• Celle polari ad alta pressione: Questi sono situati a 90 gradi nord / sud e sono estremamente freddi e asciutti. Con questi sistemi, i venti si allontanano dai poli in un anticiclone, che scende e diverge per formare i poli orientali. Sono deboli, tuttavia, poiché nei poli è disponibile poca energia per rafforzare i sistemi. Il picco antartico è più forte, tuttavia, perché è in grado di formarsi sulla fredda massa terrestre anziché sul mare più caldo.