La fittizia forza di Coriolis
di Piero Lionello, Università di Padova
(pubblicato il 26 luglio 2000 su TuttoScienze)
LA circolazione oceanica su scala planetaria consiste principalmente in
immensi asimmetrici vortici che si estendono da una costa all'altra dell'oceano,
alcuni percorsi dalla corrente in verso orario, altri in verso antiorario, il
cui centro è più vicino alla costa occidentale che a quella orientale.Ognuno
di essi trasporta decine di milioni di metri cubi di acqua al secondo.
Consideriamo l'emisfero Nord. In esso prevalgono vortici orientati in senso
orario. Ciascuno di essi corrisponde ad una bassissima collina, un rigonfiamento
del livello medio della superficie marina, che si estende da una costa
all'altra, e la cui sommità, alta solamente circa un metro, si trova più
vicino alla costa occidentale. Viceversa, i vortici orientati in verso
antiorario corrispondono a depressioni, più o meno delle stesse dimensioni,
della superficie dell'oceano. La situazione si inverte nell'emisfero Sud, dove i
vortici orientati in verso antiorario corrispondono a rigonfiamenti, e quelli in
verso orario a depressioni. La dinamica
ha delle forti analogie con i moti nell'atmosfera: i rigonfiamenti oceanici
corrispondono ad alte pressioni atmosferiche e le depressioni a basse pressioni.
Le correnti oceaniche ruotano attorno ai rigonfiamenti in verso orario
nell'emisfero Nord ed antiorario in quello Sud, esattamente come il vento ruota
attorno al centro di una zona di alta pressione nell'atmosfera. Perché esistono
questi vortici? Perché hanno una struttura sostanzialmente permanente?
Due forze hanno un ruolo essenziale:
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la forza di Coriolis e
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la forza di pressione idrostatica.
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La prima è causata dalla rotazione terrestre, la seconda dai dislivelli
dovuti a depressioni e rigonfiamenti della superficie oceanica.
La forza di Coriolis, che appartiene alla categoria delle forze fittizie, agisce
sui corpi in movimento, non modificandone la velocità, ma solo la direzione del
moto, cioè spingendoli a curvare verso destra nell'emisfero Nord e verso
sinistra nell'emisfero Sud. Il suo effetto è impercettibile sui
movimenti veloci e brevi delle nostre attività quotidiane e dei nostri viaggi,
ma diventa enorme sui grandi e lenti moti oceanici. Se agisse da sola sulle
correnti, produrrebbe vortici circolari, orientati in verso orario nell'emisfero
Nord, antiorario in quello Sud. Nei moti oceanici ad essa si somma la pressione
idrostatica. Quest'ultima, se non contrastata da altre forze, tenderebbe a
spostare l'acqua degli oceani dalle zone dove il livello dell'oceano è alto
verso quelle dove è basso, eliminando i dislivelli, cioè determinerebbe
l'appianamento dei rigonfiamenti e delle depressioni della superficie.
Nei grandi vortici a scala planetaria la forza di Coriolis e la forza di
pressione agiscono in direzione opposta e si bilanciano. Nel caso di una
depressione le forze si scambiano i ruoli: la forza di Coriolis spinge verso
l'esterno del vortice e la pressione idrostatica verso l'interno. Le correnti
oceaniche, per l'effetto contrapposto di queste due forze, sono costrette a
seguire un percorso lungo il quale il livello della superficie oceanica si
mantiene costante, ossia non asportano acqua dalla sommità dei rigonfiamenti, né
ne trasportano verso le depressioni. Enormi masse d'acqua ruotano
permanentemente attorno a rigonfiamenti e depressioni, senza alterarne forma e
dimensioni, determinando la struttura delle correnti e della superficie
dell'oceano su scala planetaria.
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