La brezza marina si manifesta solitamente durante l'estate lungo la costa dell'oceano o di un lago.
Se si naviga nello stesso punto durante l'estate, in alcuni giorni la brezza marina è costante e costante. Questo vento da terra si insinua quasi con la precisione di un orologio ed è garanzia di una buona giornata in acqua. Ma il giorno dopo, la brezza marina potrebbe essere molto più debole o addirittura non arrivare affatto, e si finisce per aspettare il vento per tutto il pomeriggio. Infine, un altro giorno, la brezza marina potrebbe arrivare molto più forte del solito, trasformando una facile navigazione pomeridiana in una impegnativa.
Questo articolo approfondirà la brezza marina per fornirvi conoscenze e strumenti utili per comprendere questo fenomeno nel vostro luogo di residenza o in qualsiasi altro luogo in cui intendete navigare.
Questo articolo tratterà:
I. Modello teorico della brezza marina
II. Forza di Coriolis
III. Linea costiera e topografia
IV. Stabilità atmosferica
V. Vento di gradiente
VI. Copertura nuvolosa e pioggia
VII. Brezza notturna
I. Modello teorico della brezza marina
Qui parleremo della brezza marina che soffia durante il giorno, più rilevante per la maggior parte dei marinai rispetto alla brezza marina notturna.
Iniziamo con una semplice linea costiera dritta e piatta, senza topografia. Supponiamo che non ci sia vento al mattino presto, il che significa che non ci sono venti di gradiente generati da modelli meteorologici su larga scala.
Ecco cosa accadrà in questa bella giornata estiva, mentre il sole sorge:
la temperatura dell'aria sulla terraferma aumenta più di quella sull'acqua (a causa della diversa capacità termica tra la massa terrestre e quella dell'acqua)
Questo maggiore riscaldamento dell'aria sulla terraferma determina l'espansione della colonna d'aria. Crea una piccola depressione al suolo, a fronte di una maggiore pressione sulla superficie dell'acqua, con conseguente flusso verso terra lungo la costa. Questo flusso più freddo verso terra agisce quindi come una leva per aumentare la risalita dell'aria calda verso l'entroterra.
Man mano che l'aria sale sulla terraferma, si raffredda a quote più elevate, intorno a 1 chilometro, aumentando la sua densità e formando una zona di alta pressione in quota. Quest'aria più fredda e densa fluisce verso l'oceano in quota, completando il ciclo di circolazione.
fonte: NOAA
Tipicamente la brezza marina:
si estende da 10 a 100 km orizzontalmente
ha una profondità di circa 1 km di altitudine.
soffia sull'acqua a una velocità compresa tra 10 e 20 nodi.
Ecco cosa sperimenta un marinaio in una tipica giornata di brezza marina:
8-10 del mattino | vento assente/calmo |
10-11 del mattino | La brezza inizia ad aumentare lentamente. Di solito è irregolare vicino alla riva. |
12:00-14:00 | il vento si forma lentamente dalla riva e poi si estende verso il largo |
dalle 14:00 alle 16:00 | Il vento raggiunge la sua massima velocità nel primo pomeriggio (quando la terraferma è più calda) e rimane costante per un po'. Normalmente gira a destra nell'emisfero Nord (a sinistra in quello Sud). |
16:00-17:00 | il vento diminuisce rapidamente e si estingue |
Questo modello teorico è importante da conoscere. Ma in realtà molti fattori influenzano la brezza marina. Il resto di questo articolo discuterà alcuni di questi fattori.
II. Effetto Coriolis
L'effetto Coriolis (introdotto in un precedente articolo "Meteorologia Marina 2 : Vento ") ha una deflessione maggiore quanto più a lungo la particella d'aria è in movimento. Quindi, per osservare l'effetto Coriolis in meteorologia, sono necessarie grandi distanze e un tempo prolungato. Riteniamo che 100 chilometri e 3 ore siano i criteri per la rilevanza della componente di Coriolis.
Il fenomeno della brezza marina è al limite in termini di distanza e scala temporale.
Quindi, per una forte brezza marina che si estende per più di 100 km al largo e dura più di 3 ore, possiamo aspettarci che nel tempo la brezza marina giri a destra nell'emisfero settentrionale e a sinistra in quello meridionale .
III. Linea costiera e topografia
Forma della costa: la forma della costa può influenzare la direzione e l'intensità della brezza marina. Ad esempio, le coste concave possono concentrare la brezza, mentre quelle convesse possono disperderla.
Topografia: montagne o colline vicino alla costa possono amplificare o interrompere le brezze marine bloccando o canalizzando il flusso d'aria. I laghi vicino alle montagne sono particolarmente colpiti (ad esempio, il lago di Garda in Italia).
Alcune regioni del mondo sono caratterizzate da un oceano freddo vicino a una costa che diventa estremamente calda durante il giorno. Queste zone creano luoghi ideali per lo sviluppo di una brezza marina forte e costante.
Ad esempio, il sud del Marocco è caratterizzato da un freddo oceano Atlantico in contrasto con il caldo estremo del deserto marocchino che si riversa nel mare. Nell'Australia Occidentale (Perth), l'oceano Indiano, relativamente freddo, incontra il caldo estremo dell'outback.
IV. Stabilità atmosferica
Se l'atmosfera è molto stabile al mattino, contrasterà l'aria calda riscaldata dal sole che cerca di salire. Pertanto, la brezza marina potrebbe non svilupparsi bene. Idealmente, l'aria dovrebbe essere instabile in modo da supportare l'aria ascendente e favorire lo sviluppo della brezza marina.
Un'atmosfera molto stabile è presente, ad esempio, quando si verifica un'inversione termica. L'inversione termica si verifica quando la temperatura dell'aria è più alta in quota rispetto a quella al di sotto (tipicamente la temperatura dell'aria diminuisce con l'altitudine). Un indizio visivo di un'inversione termica è quando il fumo che sale, proveniente da una fabbrica o da un incendio, viene bloccato in quota dall'inversione termica, che agisce come un soffitto di vetro impedendo al fumo di continuare a salire e quindi si estende orizzontalmente al culmine dell'inversione termica, vedi immagine sotto:
D'altra parte, se c'è una certa instabilità nell'atmosfera, non appena l'aria si riscalda sulla terraferma a causa del calore del sole, l'aria salirà e verrà accelerata dall'instabilità che la spingerà verso l'alto anziché abbassarla. Il moto ascendente sulla terraferma si stabilizza e la brezza marina può ora accumularsi per rendere la giornata di navigazione un'ottima giornata.
V. Effetto vento gradiente
Nella prima parte, abbiamo presentato il modello teorico della brezza marina e abbiamo ipotizzato che non ci fosse vento al mattino prima che si stabilisse la brezza marina. Ma in realtà, quasi tutti i giorni c'è sempre un vento "di fondo" dovuto a un modello meteorologico su larga scala. Questo vento è chiamato vento di gradiente o vento sinottico.
Il vento di gradiente presente al mattino può contribuire a dare impulso alla brezza creando condizioni favorevoli affinché la brezza marina possa accumularsi. Di seguito illustreremo come la forza e la direzione del vento di gradiente possano entrambe svolgere un ruolo. Naturalmente, si tratta di teoria e la realtà, in un dato giorno, potrebbe essere leggermente diversa. Pertanto, il lettore deve prendere quanto segue con le pinze e utilizzare la teoria per comprendere la situazione, senza seguirla ciecamente.
Il flusso di ritorno superiore della brezza marina si trova a circa 1 chilometro di altitudine (900 mbar). Avere un flusso di vento di gradiente al largo al mattino può favorire lo sviluppo della brezza marina. Questo vento di quota al largo stimolerà la brezza marina grazie al flusso di ritorno già presente in quota. Tuttavia, è importante che questo flusso di gradiente al largo non sia troppo forte, soprattutto in superficie, altrimenti la brezza marina di terra lo contrasterà e potrebbe non svilupparsi affatto.
Quindi un buon primo criterio è un vento debole o moderato proveniente dal mare al mattino.
Il secondo criterio è la direzione del vento di gradiente rispetto alla linea di costa. L'angolo tra la linea di costa e la direzione del vento influisce sulla stabilità dell'aria lungo la linea di costa e quindi sulla sua capacità di salire (vedi parte IV, Stabilità atmosferica).
In superficie il vento soffia dalla terra verso l'acqua e incontrerà meno attrito quando attraverserà la riva.
se il vento è perpendicolare alla costa, accelererà in modo uniforme.
Se il vento è angolato rispetto alla costa, creerà una certa vorticità di particelle d'aria lungo la costa. Il diagramma seguente mostra che la particella d'aria lungo la costa subirà un'accelerazione di un nodo su un lato, facendola ruotare.
la vorticità può essere positiva, rendendo l'aria instabile e soggetta a salire, creando così condizioni favorevoli alla brezza marina
la vorticità può essere negativa, rendendo l'aria stabile e poco incline a turbolenze, creando quindi condizioni sfavorevoli per la brezza marina.
Quindi, per riassumere, ecco le condizioni favorevoli affinché il vento di gradiente offshore al mattino sviluppi la brezza marina.
Se ti trovi nell'atmosfera SETTENTRIONALE e ti trovi sulla costa guardando verso l'entroterra perpendicolarmente alla costa, il vento dovrebbe provenire da SINISTRA formando un angolo.
Se ti trovi nell'atmosfera MERIDIONALE e ti trovi sulla costa guardando verso l'entroterra perpendicolarmente alla costa, il vento dovrebbe provenire da DESTRA con un certo angolo.
VI. Copertura nuvolosa e pioggia
La copertura nuvolosa sulla terraferma influirà sul riscaldamento del territorio durante il giorno. Una fitta copertura nuvolosa al mattino impedirà il riscaldamento e potrebbe impedire completamente lo sviluppo della brezza marina. Al contrario, una copertura nuvolosa sull'acqua e non sulla terraferma potrebbe consentire un maggiore differenziale di riscaldamento tra terraferma e acqua, con conseguente aumento della brezza marina.
Quando si verifica un riscaldamento sulla terraferma, le nubi inizieranno a formarsi a causa del sollevamento dell'aria sulla terraferma. La formazione di nubi sulla terraferma, in particolare cumuli gonfi, è un buon segno dello sviluppo di una piacevole brezza marina. Vedi l'immagine qui sotto di un segno visivo dello sviluppo di una piacevole brezza marina.
fonte: https://local-news-archive.crystalbeach.com/recreational-boating-safety-rain-and-wind-and-fire/
Con l'avanzare del pomeriggio, alcune di queste nubi potrebbero trasformarsi in cumulonembi e iniziare a precipitare sulla terraferma. Le precipitazioni creano un flusso d'aria discendente che impedirà all'aria di salire sulla terraferma e quindi potrebbe rapidamente annientare la brezza marina, e il marinaio avrà la sensazione di aver spento l'interruttore della brezza marina.
Ma le nuvole sulla terraferma potrebbero essere spinte sull'acqua dal flusso di altitudine della brezza marina. Se le nuvole precipitano sull'acqua, il moto discendente dell'aria sull'acqua potrebbe in realtà amplificare la brezza marina.
VII. Brezza marina notturna
Di notte, accade il contrario. La temperatura dell'aria sulla terraferma si abbasserà più che sull'acqua e la brezza marina avrà direzione opposta (flusso verso il largo).
fonte: NOAA