Noi viviamo sul fondo di un oceano d’aria. Le correnti in questo oceano muovono masse di gas e questo movimento crea il tempo che sperimentiamo ogni giorno.
Panoramica del video
Questo oceano d’aria è composto principalmente da molecole di azoto biatomico e ossigeno con piccole quantità di argon, elio e anidride carbonica. L’aria sopra di noi contiene anche quantità variabili di vapore acqueo.
Tutte queste molecole hanno una massa che viene tirata verso la Terra dalla forza di gravità.
La forza di gravità su tutte le molecole nella colonna di gas sopra ognuno di noi applica una forza su di noi che sperimentiamo come pressione atmosferica.
La pressione atmosferica è massima al suolo e diminuisce con l’altitudine sia perché ad altitudini più elevate la colonna d’aria diventa più corta e la densità* delle particelle di gas diminuisce, il che significa che ci sono meno particelle di gas per unità di volume* ad alta quota rispetto al livello del suolo.
Quando le singole molecole di gas si riscaldano, occupano più spazio e il gas diventa meno denso. A parità di condizioni, la pressione dell’aria diminuisce con l’aumentare della temperatura dell’aria. Anche la quantità di vapore acqueo presente influenza la pressione atmosferica. L’aumento della concentrazione di vapore acqueo*s diminuisce la pressione atmosferica.
L’aria calda è meno densa dell’aria secca. L’aria umida contenente vapore acqueo è meno densa dell’aria secca, quindi l’aria calda e umida è meno densa dell’aria fredda e secca.
Il riscaldamento irregolare e le quantità variabili di vapore acqueo nell’atmosfera provocano regioni di alta e bassa pressione. Questa differenza di pressione fa sì che l’aria si sposti lungo il terreno da regioni di alta pressione a regioni di bassa pressione. Noi sperimentiamo queste correnti d’aria come vento.
La forza che guida queste correnti causate dalla differenza di pressione tra le due regioni. Questa è chiamata la forza del gradiente di pressione.
Le masse d’aria spostate dalla forza del gradiente di pressione trasferiscono calore per convezione quando le particelle di gas più fredde si spostano in regioni contenenti particelle di gas più calde. Questo è simile ai cicli di convenzione più piccoli e contenuti presenti in una stanza riscaldata da un lato. Anche se non è così semplice nell’atmosfera perché il sistema è più aperto, quindi le masse d’aria che salgono e scendono causano il movimento in molte direzioni.
Il momento dell’aria verso l’alto intorno alle regioni di bassa pressione fa convergere le masse d’aria vicino al suolo e divergere in alto nella troposfera. Il contrario accade intorno alle regioni di alta pressione dove le correnti d’aria divergono vicino al suolo e convergono nell’alta atmosfera.
Perché viviamo su un pianeta rotante, i venti non soffiano in linee rette direttamente tra le regioni di alta e bassa pressione. La direzione effettiva del vento è determinata dal modo in cui i movimenti dell’aria guidati dalle forze del gradiente di pressione sono deviati dall’Effetto Coriolis.