Natura

Vortici e correnti oceaniche

La complessa interazione tra venti, vortici e grandi correnti oceaniche: un primo studio, che aiuterà a comprendere la dinamica degli oceani.

Le correnti oceaniche, che generalmente si spostano, in superficie, dalla aree più calde a quelle più fredde, e viceversa in profondità, sono le grandi moderatrici del clima del nostro Pianeta. Nel loro percorso, infatti, trasferiscono calore dall'equatore alle regioni polari e questo ha dato modo all'uomo e a numerose specie animali e vegetali la possibilità di colonizzare regioni del mondo che altrimenti sarebbero state inabitabili. C'è però un fenomeno che influisce sulle correnti e che è molto difficile da studiare attraverso modelli su larga scala: si tratta dei vortici a mesoscala, ossia correnti d'acqua circolari, appunto dei vortici, di dimensioni comprese tra 50 e 500 chilometri che sono fondamentali per determinare la direzione di correnti più grandi, come la più famosa delle correnti oceaniche, la Corrente del Golfo.

Killer dei vortici e vortici killer. In un articolo su Science Advances ricercatori dell'Università di Rochester e del Los Alamos National Laboratory hanno documentato per la prima volta come il vento, che spinge le correnti più grandi, abbia un effetto molto complesso su vortici di dimensioni inferiori a 260 chilometri, dando luogo a un fenomeno chiamato vortice killer. Lo studio, basato su dati satellitari, fornisce la prima misurazione diretta dell'impatto complessivo dei vortici killer sulle grandi correnti oceaniche, che sotto l'azione dei vortici perdono circa 50 gigawatt di energia cinetica (equivalente alla detonazione di una bomba nucleare di Hiroshima) ogni 20 minuti. I ricercatori hanno applicato ai dati satellitari una metodologia di analisi che ha permesso loro di separare le complesse strutture a varie scale delle correnti oceaniche e dei vortici incorporati l'uno nell'altro. Questo metodo ha fornito un'analisi spaziale molto più dettagliata di quanto sia stato possibile finora.

15 maggio 2021: vortici colorati dalle fioriture di fitoplancton nel mare di Bering, al largo della penisola del Kamchatka.
15 maggio 2021: vortici colorati dalle fioriture di fitoplancton nel mare di Bering, al largo della penisola del Kamchatka. © NASA Ocean Color, Aqua/MODIS data

Il vento e le forze contrapposte. Nonostante il fenomeno sia noto dalla fine degli anni Ottanta, i modelli non sono stati finora in grado di rappresentare tutti i meccanismi che lo generano. «Eppure il concetto di base è abbastanza semplice da visualizzare», spiega Hussein Aluie (Università di Rochester), uno dei ricercatori: «un vortice è come un cerchio che ruota in senso orario oppure antiorario. Qualsiasi vento che scorra sul vortice si sposta sempre in una sola direzione, "aiutando" una metà del cerchio a muoversi in quella stessa direzione e ostacolando l'altra metà: da un lato sostiene il moto del vortice, dall'altro lo ostacola e riduce l'energia della corrente. È un fenomeno che non era mai stato misurato direttamente prima».

Le ricadute dello studio sono importanti per interpretare i flussi di calore, le concentrazioni saline e la risalita di nutrienti dalle profondità degli oceani, e permetteranno di comprendere meglio l'evoluzione degli oceani del nostro Pianeta.

2 settembre 2021 Luigi Bignami
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