Le celle convettive: meccanismi, tipi e impatti meteorologici

All’interno di questo appunto sono descritte le celle convettive. Di seguito sono riportate tutta una serie di informazioni in relazione a che cosa sono le celle convettive, qual è il meccanismo che permette la loro formazione, l’atmosfera terrestre e tipologie di celle convettive, le celle tropicali e formazione di temperature subtropicali.

Meccanismo delle celle convettive

Quando si parla di cella convettive si fa riferimento ad un particolare sistema in cui all’interno è presente un fluido sottoposto ad una temperatura; esso viene scaldato e questo provoca la perdita della propria densità ed è costretto a spostarsi in una zona in cui è presente una densità più elevata. Questo meccanismo di riscaldamento di un fluido e di spostamento si ripete in modo ciclico fino a creare una sorta di movimento vero e proprio. All’interno dell’atmosfera che circonda la terra, le celle di convezione o celle convettive rappresentano la causa della formazione dei venti che possono spostarsi da una parte all’altra del globo, ma che sono anche responsabili di numerosi fenomeni naturali.

Formazione e tipi di convezione

La cella convettiva nasce in primo luogo da una fonte di calore che entra a contatto con un fluido, che a sua volta subisce l’azione del calore e quindi si riscalda e inizia ad allontanarsi da esso. Dopo, il fluido precedentemente riscaldato comincia a dissipare il calore assorbito, andando incontro ad un progressivo raffreddamento. Di conseguenza, il fluido ormai freddo, presenta una densità maggiore rispetto a quella iniziale e questo gli permette di spostarsi oltre la fonte di calore iniziale. Questo movimento dato dalle masse con diversa temperatura, danno luogo alla cella di convezione detta anche cella convettiva. Questo meccanismo deriva dalla convezione, ovvero da un metodo che permette di trasferire calore da un corpo ad un altro grazie al movimento. Quindi la convezione si può verificare solamente nei gas e nei liquidi però, non nei corpi solidi. Solitamente la convezione può essere sia naturale che generata da alcuni elementi. La convezione naturale si genera nel momento in cui il movimento viene creato dalle densità differenti della materia calda e di quella fredda. Mentre la convezione forzata si viene a creare quando è presente un'altra forza che partecipa alla formazione di un movimento.

Esempi naturali di celle convettive

Visto che nell’atmosfera è possibile avere diversi corpi e anche diverse temperature, è possibile avere tutti gli elementi per la formazione delle celle convettive. Un esempio naturale di cella convettiva è dato dalla creazione del venticello marino, che deriva proprio dalla presenza di una cella convettiva. Questo si verifica perché sulla superficie terrestre l’aria ad alta densità si deposita in basso, mentre quella con bassa densità si trova in alto e questo movimento permette la formazione delle celle convettive. Sulla terra è possibile differenziare alcune tipologie di celle convettive, che si vengono a creare in determinate parti dell’emisfero. Ricordiamo: la cella centrale, la cella polare e la cella tropicale conosciuta come cella di Hadley. Per quanto riguarda la cella centrale è un tipo di cella convettiva che riesce a coprire una zona definita di alta pressione che parte dalla zona subtropicale fino ad arrivare alla zona di bassa pressione tipica della parte subpolare. In questa parte possono generarsi alcuni venti conosciuti come “occidentali” in quando partono dalla parte tropicale fino ad arrivare al Polo. Poi ritroviamo la cella polare che si estende dalla parte in cui si ha una bassa pressione subpolare fino ad arrivare alla parte di alta pressione. In genere i venti che si vengono a formare partono dal Polo fino ad arrivare al Circolo Polare artico e sono conosciuti come venti orientali.

Celle tropicali e fenomeni meteorologici

Infine, c’è la cella tropicale detta cella di Hadley, caratterizzata da un movimento che permette lo spostamento di aria che è stata riscaldata dal sole. Questo spostamento d’aria permette la creazione di venti conosciuti come “alisei” che si muovono da nord- est fino ad arrivare nella parte ovest dell’equatore. Il nome di questa cella convettiva deriva da George Hadley, un meteorologo di origini inglesi che riuscì a mettere a punto questa teoria nel 1735 per dare una spiegazione alla presenza degli alisei, generati proprio dalle celle tropicali. La cella tropicale viene generata grazie al riscaldamento che si verifica sulla superficie della terra nella regione dell'equatore, zona in cui i raggi solari arrivano con maggiore intensità. Di conseguenza vicino l’equatore l’aria inizia ad essere riscaldata e si crea un flusso d'aria circolare intorno ai tropici e alle regioni subtropicali.

Nel momento in cui l’aria di una determinata zona inizia a scaldarsi, nella parte equatoriale l’aria più calda essendo più leggera comincia ad andare in alto, andando a spostare l’aria più fredda. Secondo le celle tropicali, l’aria più calda inizia a dirigersi verso nord e verso sud della zona australe. Questo spostamento continuo permette all’aria calda di posizionarsi sulla superficie della terra ad una determinata latitudine creando le temperature calde subtropicali. Inoltre, questa cella tropicale permette la creazione di sistemi importanti da un punto di vista meteorologico che sono rispettivamente la depressione equatoriale e la cresta subtropicale. La prima si riferisce all’area di bassa pressione che si viene a create vicino alla zona equatoriale a causa dello spostamento dell’aria più calda che si rivolge in alto, mentre la seconda riguarda una fascia di alta pressione che si può generare in ambedue gli emisferi.