Vento forte e turbolenze sui rilievi, come nascono i "rotori"?

Il fenomeno della turbolenza del vento per urto contro un ostacolo consiste in un moto confuso di filetti d’aria che impattano e aggirano l’ostacolo, assumendo delle particolari forme vorticose.

In pratica, dopo l’urto, la massa d’aria in movimento si carica di “vorticità positiva”. Si creano cosi le cosiddette “turbolenze” in seno allo strato d’aria. Ma le turbolenze possono avvenire pure fra due correnti d’aria adiacenti, animate da una velocità differente. Tali turbolenze, in questo caso, le chiameremo “rotori”.

Cosa avviene dentro queste turbolenze?

Fra i due strati avviene uno scambio di molecole tanto più grande tanto maggiore sarà il contrasto di velocità fra le due masse d’aria, costituendo un freno al moto. Affinché si verifichi il fenomeno della turbolenza occorre che la velocità relativa fra gli strati delle masse d’aria adiacenti, oppure fra l’ostacolo e la massa d’aria, superi circa la soglia dei 4 m/s, ossia 15 km/h.

Se la velocità è uniforme i filetti d’aria aggirano l’ostacolo senza staccarsi o rompersi, ma rimanendo uniformi fra loro, creando il cosiddetto “moto laminare”. Le turbolenze aree possono assumere varie forme a seconda del tipo, ma soprattutto della forma geometrica dell’ostacolo.

Cosa succede quando il forte vento urta una montagna?

Se si considera come ostacolo un rilievo, quest’ultimo determinerà un incurvamento della traiettoria del vento dalla parte dei fianchi e sopra l’ostacolo fino a rilevanti altezze, per poi ritornare con moto uniforme. Il vento urtando contro i fianchi del rilievo è obbligato a seguire l’andamento di quest’ultimo, creando nel versante sopravento una corrente obliqua, la quale presenta una marcata componente verticale ascendente.

Anche nella parte sottovento al flusso principale, per lo stesso meccanismo, si produce una corrente obliqua, la quale presenta una marcata componente discendente. A ciò va aggiunto che nel versante sopravento del rilievo, a causa dell’attrito e della brusca deviazione verso l’alto della massa d’aria, si ha un rallentamento del moto.

Tale rallentamento del moto determina un conseguente aumento della pressione, tanto che a causa di questo aumento di pressione i filetti d’aria, salendo verso l’alto, tendono a rompere il flusso laminare del vento, creando dei vortici, detti anche “vortici d’aria di sopravento” o “rotori di sopravento”.

Sul crinale del rilievo la velocità del vento raggiunge la massima intensità, anche rispetto l’aria libera, poiché attraversa una minore sezione, mentre la pressione tende a diminuire, per aumentare nuovamente nel versante sottovento, man mano che l’aria scivola verso il basso.

Si viene ad accumulare aria in discesa, con un conseguente aumento della pressione in una determinata zona che induce l’aria a formare un altro circuito chiuso, detto “vortice d’aria di sottovento” o “rotori di sottovento”. A causa della topografia e dei vari tipi di terreni si possono formare dei vortici multipli che si possono associare fra di loro, percorrendo importanti distanze.

Caratteristiche dei rotori

I vortici che si formano sul versante sopravento hanno un carattere prevalentemente stazionario, mentre quelli che sorgono sul versante sottovento hanno un prevalente carattere mobile. Un caso molto interessante è quello delle isole montagnose (come Stromboli, Pantelleria, Salina), quando la circolazione propria dell’isola viene fortemente influenzata da un vento dominante che spira sull’intera area.

Durante il giorno, al di sopra dell’isola, si formano delle correnti ascendenti che convergono da tutti i lati dell’isola verso il centro, sommandosi alle locali brezze.

La somma di queste due circolazioni, vento di “gradiente” più vento di origine “termica”, crea una sostenuta ventilazione che tende ad avvolgere tutte le coste dell’isola. Nella notte, con il raffreddamento dell’aria sopra la terra ferma, si formano dei moti discendenti che dal centro dell’isola si dirigono verso il mare, con raffiche meno intense. In pratica l’isola, durante il giorno, produrrà una circolazione ciclonica, mentre nelle ore notturne, si genera una circolazione di tipo anticiclonica.

In presenza di un forte vento dominante che spira durante il giorno, quando sull’isola prevale la circolazione ciclonica, la corrente del vento dominante contornerà l’isola secondo due rami che tenderanno a ricongiungersi in un punto, nella parte sottovento.

Da una parte all’altra si formerà un vento risultante, la cui forza sarà maggiore a destra che a sinistra, supposto che un osservatore che si muova nella direzione del vento. Quindi non è detto che la zona di calma si debba trovare nella parte di sottovento dell’ostacolo montuoso dell’isola.